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1、光合作用专题复习,光合作用（复习课）一、教学目标知识与技能(1)掌握光合作用的概念、总反应式、实质、叶绿体中的色素及其功能。(2)探究光合作用的发现过程，理解每个设计实验的巧妙之处。(3)掌握光合作用的光反应、暗反应中的 物质变化及能量变化。(4)归纳光反应和暗反应之间的联系。,二、重点、难点分析1 光合作用的发现过程涉及到许多经典实验，每个实验都设计的很巧妙，每个实验又都可改编成新情境下的设计实验，这对培养学生的思维能力及设计实验的能力很有帮助；2 光反应、暗反应中的能量变化及物质变化过程很抽象、复杂，又是一个微观的动态过程，因此，这两部分内容既是本节的重点又是难点。教学中应尽可能的通过电化
2、教学手段来体现光合作用的基本过程。,本节教材知识体系,光合作用,光合作用的发现过程,总反应式,光合作用的过程,光合作用的实质,光合作用的意义,光合作用的概念,场所,条件,物质变化,能量变化,叶绿体中的色素,场所：条件:原料：产物：,二氧化碳、水,有机物、氧气,叶 绿 体,光 能,一、光合作用的概念,绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，同时释放出氧气的过程。,蓝绿,黄绿,蓝紫光和红光,蓝紫光,光能,二氧化碳,能量,绿叶,淀粉,同位素标记法,光合作用释放的氧气来自水,色素,ATP中的化学能,类囊体薄膜,有机物,探究点一绿叶中色素的提取和分离,1.实验原理：(1)绿叶中
3、的各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇或丙酮)中。(2)绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同；溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之，则扩散得慢。因而不同的色素可以在滤纸上扩散开来，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。,2.实验过程及常见命题点：(1)在研磨绿叶过程中加入二氧化硅，是为了研磨充分，否则，叶绿体中的色素就不可能被充分提取出来。(2)叶绿体内的液体是偏碱性的，在研磨过程中破坏了细胞的结构，细胞液中的有机酸释放出来，很容易破坏叶绿素分子。为了防止破坏叶绿素分子，在研磨过程中要加入碳酸钙。(3)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察
4、实验结果。(4)纸层析：将滤纸条插入层析液时，一定不能让滤纸,条的滤液细线触及(或没入)层析液，否则，滤液细线中的色素分子将溶解在层析液中，使实验失败。3.实验结果：色素的种类和作用(见图101)：图101,叶绿素b（黄绿色）,叶绿素a（蓝绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿体中色素,红橙光和蓝紫光,蓝紫光,叶绿体中的色素,叶绿素,类胡萝卜素,走近高考,在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）。A、红光灯 B、绿光灯C、白炽灯 D、蓝光灯,B,C,【解析】叶绿体中色素的提取和分离实验，证明了叶绿体色素的种类、颜色和在色素带的位置。胡萝卜素：位于层析图谱
5、的最上层，呈橙黄色；叶黄素：位于层析图谱的中上层，呈黄色；叶绿素a：位于层析图谱的中下层，呈蓝绿色；叶绿素b：位于层析图谱的最下层，呈黄绿色。,【点评】本实验正确的实验结果是，在滤纸条上4条呈平行线分布的色素带，自上而下依次为橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。如果你的实验结果看不清楚4条色素带，可能是实验材料选择,时，没有选新鲜、浓绿的叶片，这样导致色素种类不全或含量不够；也可能是在提取时研磨不充分、迅速，导致研磨过程中色素提取到的比较少；还可能是在做色素分离时，层析液触及了滤液细线，色素溶解于层析液中使色素含量减少。如果你看到的是4条不整齐的色素带，可能是在
6、画滤液细线时，细线没有做到细齐直，使色素带彼此重叠；也有可能是滤纸条一端的两角剪的过程中不对称造成的等等。下面变式考查完成此实验成败的有关问题。,【答案】B【解析】选用新鲜绿叶作材料，色素含量高；画滤液细线要细、齐、直，且干后重画有利于色素带整齐，分离效果好；色素易溶于有机溶剂，故不能触及滤液细线。,1771年，英，普里斯特利的实验,1864年，德，萨克斯的实验,1880年，美，恩格尔曼的实验,20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验,二 光合作用的发现,（一）1771年，普里斯特利(英)的实验,已知材料：绿色植物环境因素：光照实验现象：夕照下丁香旁的蜡烛依然燃烧，小老鼠也依然存活,结论：绿色植
7、物可以更新空气,1、蜡烛燃烧、小白鼠呼吸需要什么气体？它们分别产生什么气体?,？,2、这个实验说明什么问题？,1864年：德国科学家萨克斯把绿叶暗处理几小时，然后把这个叶片一半遮光，另一半曝光；一段时间后用碘蒸气处理叶片，发现只有曝光的一半呈现深蓝色。,（二）萨克斯实验,1、为什么先对植物进行暗处理？,2、为什么让叶片一 半遮光、一半照光？,3、为什么要用酒精脱色？,4、为什么用碘蒸汽处理叶片？,结论：绿色植物在光下产生了淀粉。,1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验，发现好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位。,（三）1880年，美，恩格尔曼的实验,1、为什么选水绵作实验材料？,5
8、、本实验巧妙之处？,4、为什么先用极细光束照射，而后让水绵完全曝光？,3、为什么要把临时装片放在没有空气的黑暗环境？,2、好氧细菌在这个实验中起什么作用？,？,结论：光合作用放出氧气；光合作用的场所是叶绿体。,下图表示德国科学家恩吉尔曼用水绵进行光合作用的实验示意图。请据图回答：,(1)恩吉尔曼选择水绵作为研究光合作用材料的优点是（叶绿体螺旋带状，便于观察），好氧细菌的作用是（指示氧气释放的部位）。,(2)将水绵和好氧细菌制成临时装片，为排除外界环境的干扰，必需放在（黑暗、无光照）的环境里。(3)用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现到的现象是（好氧细菌聚集在光束照射到的部位）。(4)如果临
9、时装片完全暴露在光下，好氧细菌的分布特征是（均匀分布在叶绿体周围）。(5)恩吉尔曼的实验可以证明：(叶绿体是光合作用的部位，氧气是由叶绿体释放的，光合作用需要光)。,20世纪30年代：美国科学家鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记参与光合作用的水和二氧化碳，,（四）20世纪30年代，(美)鲁宾和卡门的实验,结论：光合作用放出的氧全部来自于水。,探究点二光合作用过程的发现,C,B,D,曝光处的淀粉可运输到遮光处,在碘液处理之前，将叶片放入盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，使叶片内的色素溶解于酒精中，再用清水漂洗叶片,光合作用需要光照,A,叶绿体中的色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,
10、H2O,O2,H,多种酶参加催化,酶,(CH2O)+H2O,CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,光合作用怎样进行？,表：光合作用的过程,光反应,暗反应,叶绿体囊状结构薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶、,酶、ATP、NADPH,光能转变为ATP、NADPH中的化学能,ATP、NADPH中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能,O2、ATP、NADPH,（CH2O）、ADP、Pi、NADP、C5,ATP,NADPH,ADP、Pi,NADP,无机物,有机物,光,化学,有机物,NADPH,酶,H2O、ADP、Pi、NADP,CO2、C5、ATP、NADPH,
11、ADP+Pi,这和暗反应阶段的其他反应一样都是生物化学反应，需要酶的参与。所以选项A是错误的。选项C是三碳化合物还原，教材中也已指出，“三碳化合物在ATP和酶的作用下，接受光反应时水进行分解所产生的氢，被氢还原”，因此选项C也是错误的。ATP由ADP加Pi合成，这个过程有酶参与，在光合作用的图解中已明确标明，所以选项D也不是正确项。在上述三者被排除之后，根据物理、化学中有关物质吸收光能的知识，可以肯定选项B是正确项。叶绿素吸收光能是光物理和光化学过程，不需要酶的参与。,在光合作用中，不需要酶参与的过程是()A CO2的固定 B叶绿素吸收光能C三碳化合物的还原 D ATP的形成,B,步步为营,1
12、、光合作用在晚上能进行吗？2、对某植株做如下处理：（甲）持续光照10分钟（乙）先光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下，植物光合作用所释放的O2和合成的有机物总量符合（）A.O2释放量甲乙，有机物合成量甲=乙B.O2释放量甲乙，有机物合成量甲=乙C.O2释放量甲乙，有机物合成量甲乙D.O2释放量甲乙，有机物合成量甲乙,D,解析：由于二者光照时间相同，光解水的量相同，所以产生的氧气也相同。由于暗反应在无光的情况下也能进行，所以先光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟，虽然光反应只进行了10分钟，但暗反应的时间会延长，所以合成的有机物总量较多。
13、,2.叶绿体处于不同的条件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化 光照与CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、NADPH、ATP、C6H12O6合成量的影响 由于各种因素的变化，如温度变化、光强变化、CO2浓度的变化会影响C3、C5、NADPH、ATP、C6H12O6这些物质的含量，遵照化学平衡的原理进行分析，可以获得它们之间变化的关系如下表：,2 在正常条件下进行光合作用的某植物当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量突然上升，则改变的条件可能是（）A 停止光照 B 停止光照并降低CO2的浓度C 升高CO2的浓度 D 降低CO2的浓度,1 将置于阳光下的盆
14、栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是（）A C3突然增加，C6H12O6减少B C3与C6H12O6都减少C C3与C6H12O6都增加D C3突然减少，C6H12O6增加,A,D,3 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1、图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。2、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高
15、，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应,一天光合速率变化,B,E,D,C,A,光照强度逐步减弱,ATP,NADPH,还原作用,五碳,C,D、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行,C5,深,光照强度、空气中CO2含量,ATP、NADPH(H),氮,蛋白质 核酸,温度,【解析】(1)曲线a全天不盖膜，春末明朗白天由于蒸腾作用强烈，植物为了保护自身，气孔关闭，致使11时后净光合作用强度有所下降，因此13时与11时相比由于CO2供应不足，C5积累相对含量较高。由于11时后植物的净光合作用强度依然表现为正值，所以13时积累的淀粉会比11时多，因此显色较深。(2)曲线a由于不盖膜
16、，所以在特定的时间内光合作用强度比b(全天盖膜)高，其主要因素当然是光照强度和CO2浓度(不盖膜，CO2被植物吸收之后叶片间隙中的CO2可以很快从空气中得到补充，而盖膜后，大棚内CO2得不到及,时补充)。曲线c全天盖膜又补光，所以加强了光反应，使叶绿体产生更多的H和ATP。用豆科植物作绿肥，由于豆科植物内有固氮菌固氮，所以豆科植物可以为土壤增加N元素，N元素主要用于植物合成核酸和蛋白质等生物大分子。(3)69时和1618时，曲线b高于曲线a，主要原因只能是温度，因为这些时段曲线b比曲线a光照强度还要弱，CO2相对较少(被利用了一天，外界补充极慢)，所以通过排除可确定温度，毕竟大棚与外界相对隔绝
17、，所以早晚棚内温度比棚外温度高。,D【解析】本题考查光合作用的反应场所和光合产物。叶绿体是光合作用的场所，光反应是在叶绿体的基粒上或类囊体的薄膜上进行，光反应的产物是H、氧气和ATP；暗反应是在叶绿体的基质中进行的，暗反应的产物是有机物。,1影响光合作用的因素有：(1)光（光强、光周期、光质）：光照强弱直接影响光反应；(2)温度：温度高低会影响酶的活性；(3)C02浓度：C02是光合作用的原料，直接影响暗反应。；(4)水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响C02进入植物体；(5)矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的
18、物质如叶绿素、酶等。光照、C02浓度、温度与光合速率基本关系见下图：,B：光补偿点,D：光饱和点,一、光合速率解析,呼吸速率,净光合速率,总(真)光合速率,1、光,光照强度,光质（光的波长）,（一）单因子影响因素：,光照强度,CO2吸收,CO2释放,光补偿点,B,光饱和点,A,C,D,坐标曲线分析:一看标、二明点、三析线,阴生植物的光补偿点、光饱和点都比阳生植物低,措施：阳生植物应种植在阳光充裕的地方，阴生植物应种植在荫蔽的地方；光强必须达到一定值。,有关点移动问题,（1）阴生、阳生植物,（2）温度变化,左图是在光合作用的最适温度下测量所得，若温度上升5A点向 B点向。,（3）CO2浓度变化C
19、O2浓度增大，B点 C点 D点。CO2浓度减小，B点 C点 D点。,（4）缺Mg时，,B点向。C点 D点。,左移,下移,右移,左移,右移,右移,右移,左移,(2008唐山期末)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，有图表示的是30时光合作用与光照强度的关系。若温度下降到25（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、c三点移动分别为（）,c,A.下移、右移、下移 B.下移、左移、下移,C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移,C,分析曲线的限制因素问题,D,2.CO2浓度与光合速率的关系,CO2浓度,CO2浓度,净光合速率,光合速率,A,A,B,B,图1,图2,
20、曲线分析:图1纵轴表示净光和速率，横轴表示环境中CO2浓度，图2纵轴表示实际光合速率，横轴表示叶绿体周围CO2浓度(包括周围环境进入的和细胞呼吸产生的CO2)两图都表示在一定范围内光合速率随CO2浓度增加而增加，但当CO2达到一定浓度之后，光合速率不再增加图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时CO2浓度（注意与图2A，点的区别）图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点,重要图形（易错点）,0,6,12,18,24,时间,CO2浓度,bc段产生的原因：d点含义：ef段产生的原因：g点含义:a、h点差异的原因：,有关点移动问题,D,3.温度与光合速率的关系,光合速率,T,温度主要是通过影响与光合
21、作用相关的酶的活性影响光合速率,应用：适时播种、温室栽培昼夜温度调节，冬天温室栽培可适当提高温度;夏天温室栽培可适当降低温度。适当增大昼夜温差，以提高作物产量。,B,A,C,a.曲线含义b.关键点含义 A、B、C三点,4.矿质元素与光合速率的关系,N、P、K、Fe、Mg等,光合速率,在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过大而导致植物光合速率下降,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶 绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分不足：光合作用不能顺利进行过量：危害农作物正常生长发育(烧苗),（二）多因子影响因素：,光合速率,光照强度,30,20,10,Q,P,光合速率,T,高光强,中光强,低光强,P,Q,光合速率,光照强度,高CO2浓度,Q,P,中CO2浓度,低CO2浓度,P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。,C,寒假快乐,
