1、第2课时 光合作用的过程,第四章 第二节 光合作用,学习导航 1.读图413，掌握叶绿体的结构。 2.结合教材P75，分析光合作用的过程，并比较光反应和暗反应。 3.结合教材P7677，分析影响光合作用的环境因素。 4.结合教材P77内容概述光合作用原理的实践应用。 重难点击 1.光合作用的过程。 2.影响光合作用的环境因素。,课堂导入 方式一 后羿射日是我国古代的传说，故事内容大致为： 古时候天上有十个太阳，大地干涸焦枯，草木不生，人 们难以生存。英雄后羿力大无比，箭法精准，射掉了九 个太阳，剩下现在的一个太阳，使光照和温度适宜，万物复苏，草木茂盛。这个神话说明光照和温度会影响植物的光合作用
2、。光合作用的原理是怎样的？还有哪些因素会影响光合作用呢？ 方式二 叶绿体中的色素吸收光能后，要发生一系列的变化，最终转变成可被利用的有机物。这个过程受到多种因素的影响，在农业生产中，这些原理得到了充分的应用，大大提高了农产品的产量。,一、光合作用的过程,二、影响光合作用的环境因素及原理应用,内容索引,当堂检测,一、光合作用的过程,2.光合作用的过程 (1)两个阶段 光反应：发生在叶绿体的 上，必须在 的条件下才能进行。类囊体膜上的叶绿素等光合色素，具有 光能的作用。 暗反应：发生在叶绿体的 中，在有光和无光的条件下都能进行。,1.光合作用的主要场所是 ，其结构如下：,基础梳理,叶绿体,外膜,类
3、囊体,内膜,基粒,类囊体膜,基质,有光,吸收、传递和转换,基质,(2)变化过程 光反应中的化学反应 a.水的光解：光合色素吸收光能，将水分子裂解成 ， 直接以分子形式释放出去，H则进一步转变成高能态的 。 b.ATP的合成：在酶的催化下，捕获的光能还用于合成 。 暗反应中的化学反应 a.CO2的固定：在酶的作用下，一分子CO2和一分子 结合形成两分子 。 b.三碳化合物的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受 释放出来的能量并被 还原。,氧和H,氧,H,ATP,五碳化合物,三碳化合物,ATP,H,c.五碳化合物的再生：一些 经过复杂的变化，又形成五碳化合物，其可 地参与 阶段的化学反应。 d.糖类
4、等物质的形成：一些 接受能量后被逐步还原形成 等物质。 e.ADP的形成：ATP被利用后形成 和 。 3.光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2，同时也将 转化为 储存在有机物中的过程。 4.光合作用的总反应式_,三碳化合物,循环往复,三碳化合物,暗反应,糖类,ADP,Pi,光能,化学能,1.分析叶绿体的结构，回答下列问题： (1)与光合作用有关的酶分布在何处？(2)叶绿体增大光合作用面积的方式是什么？ (3)为什么说叶绿体是光合作用的主要场所？,问题探究,答,答案 与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体膜上和叶绿体基质中。,答案,答案 类囊体叠合
5、成基粒，扩大了膜面积。,答案 叶绿体是真核生物进行光合作用的场所，但原核生物如蓝藻虽然没有叶绿体，但有叶绿素和藻蓝素，也可以进行光合作用。,答案,答案 叶绿体中的色素；O2；H；ATP；2C3；CO2；(CH2O)。,2.如图是光合作用的过程图解，请据图分析：(1)图中各种物质分别是什么？,(2)分析光反应过程,光照,色素、酶,水分解成H和O2,叶绿体的类囊体膜上,ATP的合成,光能ATP中活跃的化学能,(3)分析暗反应过程,光照,CO2的固定,叶绿体的基质中,C3的还原,ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,糖类等物质,酶,答案,答案 物质联系：光反应为暗反应的顺利进行准备了H和ATP，
6、暗反应为光反应提供ADP和Pi。 能量联系：光反应中光能转化为活跃的化学能，暗反应中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。,(4)光反应和暗反应间有何联系？,光合作用过程的四点提示 (1)叶绿体的内膜既不参与光反应，也不参与暗反应。 (2)叶绿体中的ADP和ATP移动的方向不同。 ADP的移动方向：叶绿体基质类囊体膜； ATP的移动方向：类囊体膜叶绿体基质。 (3)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供H和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。 (4)在自然条件下，光反应阶段和暗反应阶段同时进行，不分先后。,知识整合,1.如图为叶绿体的结构与功能
7、示意图，下列说法错误的是 A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B.供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲 C.结构A释放的氧气可进入线粒体中 D.叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔中,拓展应用,答案,解析,解析 叶绿体中的色素主要分布于类囊体膜上。,2.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中af为物质，为反应过程)。下列判断错误的是A.图中a物质主要吸收红光和蓝光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中 B.图中表示水分的吸收，表示水的光解 C.图中的表示C3的还原，该过程伴有能量的变化 D.在f物质供应充足时，突然停止
8、光照，C3的含量将迅速下降,答案,一题多变 (1)色素分子需要在哪些过程发挥作用(答图中序号)？为什么？,答案,答案 。色素分子吸收光能用于水的光解，产生ATP、H和O2。,(2)用同位素18O标记图中的H2O，18O首先出现在图中的哪些物质中(答图中序号)?,当光照、CO2浓度变化时，细胞中C3、C5的变化规律 (1)理论依据：细胞中C3的含量取决于C3的生成速率和C3的消耗速率。C3的生成通过CO2的固定实现，C3的消耗通过C3的还原实现，如下图所示：由C5CO22C3可知，细胞中C3、C5的含量变化相反。,(2)实例分析,二、影响光合作用的环境因素及原理应用,1.光照强度对光合作用的影响
9、 (1)光照强度比较弱时，光合速率 。 (2)光照增强，光合速率相应地 。 (3)当光照强度超过某一定值时，再增大光照强度，光合速率 。 2.CO2浓度对光合作用的影响 (1)CO2是光合作用的 之一。 (2)在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而 。 (3)当CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率 。,很低,变大,基础梳理,不再增加,原料,增加,不再增加,3.温度对光合作用的影响 (1)温度影响 。 (2)低温下植物光合速率变低的原因主要是 降低。 (3)高温下光合速率变低的原因主要是高温使植物失水过多，影响_，减少了CO2进入细胞的量。 4.水和营养元素对光合作用的
10、影响 (1)水是光合作用的 ，能 影响植物光合速率。 (2)营养元素能 影响植物光合速率。 5.光合作用原理的应用 采用套种方法，可增加 ；采用轮作的方法，可以延长光照时间。,酶活性,酶活性,气孔的,开闭,原料,直接,间接,光照面积,试根据环境因素对光合作用影响的数学模型进行分析。 1.光照强度对光合作用的影响 (1)A点对应的光照强度是光合作用的临界值，低于 此值，光合作用不能进行。 (2)AB段表明，随光照强度 ，光合速率 。 (3)B点对应的光照强度，是光合速率 时的 光照强度，也称为光饱和点。 (4)B点以后，光合速率 随光照强度增大而增加，其主要的限制因素是。,问题探究,增大,也增加
11、,最大,最小,不再,CO2浓度,2.CO2浓度对光合作用的影响 (1)A点对应的CO2浓度是光合作用的临界值，低于 此值，光合作用不能进行。 (2)AB段表明，光合速率随CO2浓度的 。 (3)B点对应的CO2浓度，是光合速率 时的 CO2浓度，也称为CO2饱和点。 (4)B点以后，光合速率 随CO2浓度增大而增加，其主要限制因素是。,增大而增加,最大,最小,不再,光照强度,3.温度对光合作用的影响 (1)温度直接影响光合作用中有关 ，对光 合作用的影响很大。低温时，植物酶促反应速率，限制了光合作用的进行；高温时，叶绿体 和细胞质的结构会遭到破坏，叶绿体中的酶发生 钝化、变性甚至遭到破坏。 (
12、2)低温会影响光合酶的活性，植物净光合速率较低；较高温度使呼吸作用加强，净光合速率下降。,酶的活性,下降,4.矿质元素对光合作用的影响 (1)矿质元素对光合作用影响的数学模型及其分析：N是各种酶以及ATP等的重要组成成分。 P是ATP的重要组成成分。 Mg是叶绿素的重要组成成分。 K对光合产物的运输和转化起促进作用。,(2)矿质元素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿质元素增多，光合速率 ；超过一定浓度，光合速率 ，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。 5.水对光合作用的影响 缺水时 ，影响 进入叶肉细胞；缺水，叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。因此，植物体水分减少会使光合速率。
13、合理浇灌是提高光合速率的有效措施。,加快,气孔关闭,不再增强,CO2,下降,答案 光照强度为a时，曲线和重合说明温度不是限制因素，光照强度才是限制因素。此时造成曲线和光合速率差异的原因是CO2浓度不同。,6.多因子对光合速率的影响 科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合速率的影响，得到实验结果如图，请据图分析：(1)光照强度为a时，曲线和重合说明什么？此时造成曲线和光合速率差异的原因是什么？,答案,(2)光照强度为b时，造成曲线和光合速率差异的原因是什么？,答案,答案 温度的不同。,(3)光照强度为c时，每条曲线都呈现水平状态，说明什么？,答案 此时每条曲线都达到了光饱和点，光合速
14、率不再上升。,7.将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来,答案,植物在进行光合作用的同时也在进行细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系：,拓展提升,3.下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是,拓展应用,答案,解析,解析 温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用，高温使酶失活而导致光合作用强度下降，所以D选项应该是一条先升高后下降的曲线。,4.如图曲线表示黄豆在最适温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如图曲线的变化。下列分析合理的是 A.与y点相比较，x点时叶绿体中C3含量低 B.
15、在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为 C.制约x点时的光合作用因素主要是叶绿体中色素的含量 D.制约z点时的光合作用因素可能是二氧化碳浓度,解析,答案,解析 与x点相比较，y点光照强度更大，产生的H和ATP更多，被还原的C3就多，所以y点时C3含量要低于x点；在y点时适当降低或升高温度都会导致光合速率降低，因为此时已经是最适温度；制约x点时的光合作用因素为光照强度；制约z点时的光合作用因素可能是二氧化碳的浓度太低，抑制了暗反应的进行，进而影响了光合作用速率。,多因子对光合速率的影响(1)P点理解：此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。 (2
16、)Q点理解：此点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所表示出的因子。,课堂小结,光照,酶的活性,暗,光,当堂检测,1.以下反应过程在叶绿体基质中完成的变化有 H2OHO2 ATPADPPi能量 2C3(CH2O)C5 CO2C52C3 A. B. C. D.,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 叶绿体基质中完成的是暗反应，有。,2.光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自 A.细胞呼吸产生的ATP和光能 B.都是细胞呼吸产生的ATP C.光能和光反应产生的ATP D.都是光反应产生的ATP,答案,解析,解析 光合作用中水的分解发
17、生在光反应阶段，需要光能作能源；三碳化合物在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的ATP，还原剂是光反应产生的H。,2,3,4,5,1,3.一种在叶绿体内与光合作用有关的酶，其活性受到pH及镁离子浓度的影响，如图所示。据图分析，试推测与夜晚相比，叶绿体内的pH及镁离子浓度在白天最可能发生下列哪一种变化 A.pH不变，镁离子浓度不变 B.pH下降，镁离子浓度下降 C.pH下降，镁离子浓度上升 D.pH上升，镁离子浓度上升,答案,解析,解析 植物在白天光合作用旺盛，说明相关酶的催化活性较高，故pH上升，镁离子浓度上升。,2,3,4,5,1,4.下图是某种细菌内发生的生化反应，据此判断其新陈代谢类型
18、是 A.自养厌氧型 B.异养厌氧型 C.自养需氧型 D.异养需氧型,答案,解析,解析 通过上述图示可以看出该过程需要氧气，同时能将水和二氧化碳合成为有机物，所以该生物为自养需氧型生物。,2,3,4,5,1,5.下图是光合作用过程示意图，请据图回答下列问题： (1)请填写字母所代表的物质：a._， b._，c._，d._，e._， f._，g._。 (2)由“f”经暗反应产生“g”可以分成 _、_两个阶段。 (3)如果用同位素3H标记参与光合作用的水，并追踪3H，它最可能的途径是(用图中字母表示)_。,答案,H2O,2,3,4,5,1,O2,ADPPi,ATP,H,CO2,(CH2O),CO2的固定,C3的还原,aeg,本课结束,