5章4節(jié)光與光合作用

高中生物高考第一輪復(fù)習(xí)第4節(jié)-光與光合作用一、光合作用概述：1、概念：光合作用是指以CO2和H2O為原料，通過(guò)葉綠體，利用光能合成糖類等有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)釋放O2。2、總反應(yīng)式：6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體CO2+H2O*

(CH2O)+O2*

光能葉綠體光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是什么？請(qǐng)用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)。3、場(chǎng)所：主要是葉綠體光合作用的場(chǎng)所只能是葉綠體嗎？

不是。藍(lán)藻、光合細(xì)菌等，具體部位在細(xì)胞膜上光合作用的具體過(guò)程是如何被人們認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)的哪？

普

里

斯

特

利

的

實(shí)

驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣二、光合作用探索歷程：薩克斯實(shí)驗(yàn)（置于暗處48小時(shí)）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光使葉子里的淀粉消耗完，避免影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性酒精溶液這個(gè)過(guò)程叫脫色，這樣做的目的是？為什么要用酒精？使葉子中的葉綠素溶解，避免遮擋反應(yīng)的顏色。葉綠素只溶解在有機(jī)溶劑中，如酒精，丙酮等。驗(yàn)證：遮光曝光分別用碘蒸汽處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的沒(méi)有變成藍(lán)色，曝光的則呈現(xiàn)深藍(lán)色。光合作用需要光，光合作用能產(chǎn)生淀粉。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)隔絕空氣黑暗，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下水綿和好氧細(xì)菌的裝片結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。光合作用需要光照魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)（同位素示蹤法）結(jié)論：光合作用釋放的氧全部來(lái)自水。如何證明CO2是光合作用的必需原料？NaOH溶液蒸餾水三、光合作用的意義（1）為生物生存提供了物質(zhì)來(lái)源（2）為生物生存提供了能量來(lái)源（3）維持了大氣中O2和CO2的相對(duì)穩(wěn)定

(4)對(duì)生物的進(jìn)化有直接意義。葉綠體中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解O22C3C5三碳糖多種酶參加催化CO2還原固定C5的再生五、光合作用的過(guò)程：條件：過(guò)程：場(chǎng)所：光反應(yīng)總結(jié)：2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)（類囊體）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：用于碳反應(yīng)ADP+Pi+

電能ATP酶（活躍化學(xué)能）NADP++2e+H+

NADPH酶暗反應(yīng)總結(jié)：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATPNADPH

、ADP+Pi條件：場(chǎng)所：物質(zhì)變化：能量變化：葉綠體的基質(zhì)中多種酶、ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3

三碳糖（或糖類）酶NADPH、ATPC5的再生：2C3

C5

酶NADPH

、ATPADP+Pi注意：1、暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，首先一個(gè)CO2和一個(gè)五碳分子形成2個(gè)三碳分子（3－磷酸甘油酸），2、接著每個(gè)三碳分子接受NADPH和ATP形成1分子三碳糖，3、三碳糖在葉綠體內(nèi)可形成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，在葉綠體外形成蔗糖。光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體基粒囊狀結(jié)構(gòu)中葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶ATP、NADPH、多種酶光能轉(zhuǎn)換成電能再變成活躍的化學(xué)能（ATP、NADPH中）活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+和ADP和PiCO2的固定：CO2＋C52C3酶ADP+Pi2C3

C5

酶ADP+Pi2C3

三碳糖2H2OO2+4H++4e-光色素NADP++2e+H+

NADPH酶ADP+Pi+

電能ATP

酶C3的還原：ATPNADPH

、C5的再生：NADPH

、ATP酶

葉綠體處不同條件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的動(dòng)態(tài)變化條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變?cè)黾酉陆禍p少或沒(méi)有減少或沒(méi)有突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少或沒(méi)有光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加光照、CO2供應(yīng)不變、(CH2O)運(yùn)輸受阻增加減少增加減少4.化能合成作用：原理：還原CO2所需要的ATP和[H]是通過(guò)氧化無(wú)機(jī)物NH3

、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的?；茏责B(yǎng)類型：硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌等NH3+O2→HNO2+能量HN02+O2→HNO3+能量C02+H2O→(CH2O)+O2六、影響光合速率的環(huán)境因素

6CO2+12H2O光能葉綠體C6H12O6+6H2O+6O2原料條件產(chǎn)物怎樣才能提高光合速率？CO2濃度

水分

光照

礦質(zhì)元素

溫度光合作用的影響因素及其應(yīng)用：光照強(qiáng)度溫度CO2濃度礦質(zhì)元素水光反應(yīng)ATPNADPH光合作用酶的活性暗反應(yīng)C3的量酶色素ATP膜光反應(yīng)反應(yīng)介質(zhì)1、光白光紅光綠光最強(qiáng)：次之：最弱：（1）光質(zhì)不同波長(zhǎng)的光（2）光強(qiáng)度B：光補(bǔ)償點(diǎn)C2：光飽和點(diǎn)光照強(qiáng)度0吸收量CO2C2ABC1cabb(總光合量)=

a(凈光合量)

+c(呼吸作用)光補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等時(shí)的光強(qiáng)度。光飽和點(diǎn)：光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)所需的最低的光強(qiáng)度。AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcA點(diǎn)：黑暗時(shí)，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸CO2O2AB段：弱光下，光合作用小于細(xì)胞呼吸AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)，光合作用等于細(xì)胞呼吸AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcO2CO2BC1段：強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2光合速率與光強(qiáng)度的關(guān)系1.對(duì)植物而言，光照越強(qiáng)越好嗎?2.請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出陰生植物胡椒光合速率的曲線?102010505-放出吸收O2(mg/dm2h)光照強(qiáng)度

(klx)ABCDE2、溫度——影響酶的活性①光合作用是在

的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響

；②B點(diǎn)表示：

；③BC段表示：

；酶的活性酶此溫度條件下，光合速率最高超過(guò)最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降

將生長(zhǎng)狀況相同的水稻幼苗分成若干組，分別置于不同日溫和夜溫下生長(zhǎng)，其他條件相同且適宜。一段時(shí)間后測(cè)定統(tǒng)計(jì)每組幼苗的平均高度，結(jié)果如下：日溫(℃)夜溫(℃)11172330—33.2cm19.9cm2330.7cm24.9cm15.8cm1716.8cm10.9cm—

溫室栽培中，白天可適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度，適當(dāng)提高晝夜溫差，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。b:CO2的補(bǔ)償點(diǎn)c:CO2的飽和點(diǎn)a—b:CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；

b—c:隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；

c—d:CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變；

d—e:CO2深度超過(guò)一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。acbde3、影響光合作用的因素——CO2第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究1.如何提高大田和溫室中的CO2含量?CO2濃度在1%以內(nèi)時(shí)，光合速率會(huì)隨CO2濃度的增高而增高。農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)確保良好的通風(fēng)透光和增施有機(jī)肥。溫室中可增施有機(jī)肥或使用CO2發(fā)生器等。2.請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出更弱光強(qiáng)度下光合速率的曲線?CO2濃度光合速率0AB光合速率的日變化:兩個(gè)時(shí)間段為何光合速率不同？H2O是光合作用的原料。在一定范圍內(nèi),H20越多，光合速率越快，但到A點(diǎn)時(shí)，即H2O達(dá)到飽和時(shí)，光合速率不再增加。4、影響光合作用的因素——H2ON：酶及NADPH和ATP的重要組分P：磷脂、NADPH和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分5、礦質(zhì)元素：綜合因素和主要因素：

光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度對(duì)光合作用的影響是綜合性的，但在某些情況下會(huì)有一個(gè)起限制性的主要因素。如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分別是光照強(qiáng)度、CO2等。溫度、光照強(qiáng)度、CO2的含量、水分、礦質(zhì)元素等影響光合作用的主要外界因素（應(yīng)用）光合作用的正常進(jìn)行要受多種因素的影響，一個(gè)生物興趣小組研究了CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)光合作用的影響，下面是一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的一組曲線，你認(rèn)為不正確的是()D提高農(nóng)作物光合強(qiáng)度的措施：

注意多用一些適當(dāng)、適量、合理等字眼1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間3、適當(dāng)提高CO2濃度4、適當(dāng)提高溫度5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2、合理密植八、光合作用和需氧呼吸的比較：光合作用需氧呼吸區(qū)別代謝類型同化作用異化作用與光的關(guān)系在光下才能進(jìn)行與光無(wú)關(guān)，每時(shí)每刻進(jìn)行條件光、酶、色素酶、O2進(jìn)行的時(shí)間綠色植物在光下進(jìn)行只要是活細(xì)胞時(shí)刻在進(jìn)行反應(yīng)部位葉綠體細(xì)胞溶膠、線粒體物質(zhì)變化CO2+H2O轉(zhuǎn)變成有機(jī)物有機(jī)物分解成CO2+H2O能量轉(zhuǎn)換光能電能化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能聯(lián)系光合作用為所有生物提供有機(jī)物和O2，需氧呼吸為光合作用提供CO2和水光合作用實(shí)際產(chǎn)O2量光合作用實(shí)際CO2消耗量

光合作用C6H12O6凈生產(chǎn)量

光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示真正光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率九、光合作用的計(jì)算：＝實(shí)測(cè)O2釋放量＋呼吸作用耗O2量＝實(shí)測(cè)CO2消耗量＋呼吸作用CO2釋放量＝光合作用實(shí)際C6H12O6生產(chǎn)量－呼吸作用C6H12O6消耗量第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究第11講│要點(diǎn)探究1、測(cè)定植物光合作用的速率，最簡(jiǎn)單有效的方法是測(cè)定：

A.植物體內(nèi)葡萄糖的生成量

B.植物體內(nèi)葉綠體的含量

C.二氧化碳的吸收量

D.植物體內(nèi)水的消耗量2、生長(zhǎng)旺盛的葉片，剪成5mm見(jiàn)方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理，如圖，這四個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是（）A(09浙江理綜)下列關(guān)于植物光合作用和細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是A、無(wú)氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮B、CO2的固定過(guò)程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過(guò)程發(fā)生在線粒體中C、光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATPD、夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量D3、如圖所示為研究光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)某植物光合作用速率的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是A．曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C3濃度升高B．曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C5濃度升高C．在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度，有利于提高光合效率D．曲線中C點(diǎn)產(chǎn)生的限制因素是葉綠體中酶數(shù)量A四、色素的提取和分離——紙層析法

1、實(shí)驗(yàn)原理提?。荷啬苋芙庠跓o(wú)水乙醇（丙酮）中分離：色素在層析液中溶解度不同，使四種色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度不同而分離四、色素的提取和分離——紙層析法1、提取色素：烘干、粉碎、研磨（碳酸鈣、二氧化硅、無(wú)水乙醇），過(guò)濾（單層尼龍布）。2、制備濾紙條：剪去兩角（防止兩邊濾液擴(kuò)散速度太快），畫(huà)鉛筆線3、畫(huà)濾液細(xì)線：細(xì)、直、齊，重復(fù)幾次。4、分離：用層析液，液面不能淹沒(méi)濾液細(xì)線。胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b1．用有機(jī)溶劑提取、紙層析法分離葉綠體色素的實(shí)驗(yàn)，不能證實(shí)的是()A.葉