第五單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.4

光合作用與能量轉(zhuǎn)化1葉綠體適用光合作用的結(jié)構(gòu)特點。（重點）3光合作用過程中物質(zhì)和能量的變化及相互關(guān)系。（難點）4探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。（難點）2光合作用的原理。（重點）第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化??光合作用原理光合作用指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。CO2+H2O

（CH2O）+O2光能葉綠體實質(zhì)：反應(yīng)式：合成有機(jī)物，儲存能量。??探究光合作用原理的部分實驗科學(xué)家實驗過程實驗結(jié)論希爾離體葉綠體懸浮液（有H2O無CO2）中加鐵鹽或其他氧化劑離體葉綠體在光照下可以釋放氧氣魯賓和卡門H2O+C18O2

→O2H218O+CO2→18O2光合作用釋放的氧氣全部來自于水卡爾文14CO2→（14CH2O）CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑:卡爾文循環(huán)阿爾農(nóng)—在光照下葉綠體可合成ATP并且總是與水的光解相伴隨??光合作用過程光合作用指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。光反應(yīng)（Ⅰ過程）CO2的固定O22H2O色素光葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜2[H]ADP

+

PiH++

NADP+NADPHATP暗反應(yīng)（Ⅱ過程）水的光解（RuBP）CO2C3的還原（CH2O）2C3C5卡爾文循環(huán)ATP合成??光合作用過程場所：物質(zhì)變化：能量變化：NADP++H2ONADPH+O2光葉綠體類囊體的薄膜上光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ADP

+Pi+能量ATP酶場所：物質(zhì)變化：能量變化：NADPH

NADP++H++能量葉綠體基質(zhì)ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATPADP

+Pi+能量酶CO2+

C52C3（CH2O）+C5

酶酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑和能量1．光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)，下圖表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系，據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是（）A．

光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATPB．

停止光照，葉綠體中ATP和ANDPH的含量下降C．ATP的移動方向是由類囊體到基質(zhì)D．

植物在暗處可以大量合成（CH2O）D??光合作用過程ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2C3C5ATP和NADPH光照強(qiáng)度變?nèi)踉黾訙p少減少光照強(qiáng)度變強(qiáng)減少增加增加CO2量不足減少增加增加CO2量增加增加減少減少注意：葉綠體合成的ATP只用于暗反應(yīng)。??光合作用影響因素及應(yīng)用光合作用強(qiáng)度指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量?？捎靡欢〞r間內(nèi)，反應(yīng)物消耗量或產(chǎn)物生成量表示。

1、內(nèi)因：酶、色素

2、外因：光照（強(qiáng)度、光質(zhì)）、CO2濃度、溫度、土壤中水分、礦質(zhì)元素??光合作用影響因素及應(yīng)用

1、光照強(qiáng)度：一定范圍內(nèi)，光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而增加，到達(dá)一定

值后，光合速率不再增加。光照強(qiáng)度吸收CO2釋放CO2ABCC’C：光飽和點

C’：最大光合速率A：只進(jìn)行呼吸作用B：光補(bǔ)償點（光合作用強(qiáng)度=

呼吸作用強(qiáng)度時的光照強(qiáng)度）C以后：CO2濃度、酶、色素陽生植物陰生植物??光合作用影響因素及應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：溫室大棚使用無色透明玻璃；使用有色玻璃降低光合作用。

1、光質(zhì)：相同光照強(qiáng)度，一般紅光下植物光合速率最快，藍(lán)紫光次之，綠光

最差，白光最理想。??光合作用影響因素及應(yīng)用B’：CO2飽和點CO2濃度光合速率B’A’CO2濃度吸收CO2釋放CO2ABB：CO2飽和點

2、CO2濃度：CO2影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成。A’：光合作用所需CO2最低濃度A：CO2補(bǔ)償點（光合作用

強(qiáng)度=

呼吸作用強(qiáng)度）??光合作用影響因素及應(yīng)用①農(nóng)田農(nóng)作物：適時播種

②溫室農(nóng)作物：可適當(dāng)提高溫度，晚上

適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸消耗

有機(jī)物。（增大晝夜溫差）

3、溫度：主要通過影響有關(guān)酶活性而影響光合速率。??光合作用影響因素及應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：合理灌溉、合理施肥

4、水分：①是光合作用的原料，缺水直接影響光合作用。

②缺水會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，限制CO2的吸收，從而間接影響光合作用。

5、必需礦質(zhì)元素：①N、Mg、Fe、Mn等是葉綠素合成的必需元素。

②K、P等缺乏影響糖類的轉(zhuǎn)化和運輸。

③P參與葉綠體膜的構(gòu)成，也是ATP的組成元素。??光合作用影響因素及應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：（1）間作套種、合理密植（2）大棚施用干冰（3）施用農(nóng)家肥：有機(jī)物被分解，生成無機(jī)鹽供植物吸收，提供CO2量（4）合理密植和通風(fēng)透光（田地、大棚）（5）增大晝夜溫差：白天適當(dāng)提高溫度，晚上或陰雨天適當(dāng)降低溫度，以降低

細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。（6）合理灌溉、合理施肥。1．下列措施能夠提高溫室植物光合產(chǎn)量的是（）①連續(xù)陰雨天，升高室內(nèi)溫度。②晴天時，白天適當(dāng)升高溫度，夜間適當(dāng)減低溫度③施用有機(jī)肥④室內(nèi)增加人工光源，延長光照時間，鋪設(shè)反光板⑤合理密植A．

①②③

B．

②③④⑤

C．

③④⑤

D．

①④⑤B【典題應(yīng)用】2．與大棚種植蔬菜相關(guān)的措施及分析中，正確的是（）A．

施用農(nóng)家肥，可提高大棚中CO2的濃度，促進(jìn)植物的光合作用

B．

加大蔬菜的種植密度，可不斷提高蔬菜的產(chǎn)量C．

陰雨天適當(dāng)提高大棚內(nèi)溫度，可明顯增加有機(jī)物的積累量D．

紅色塑料薄膜代替無色塑料薄膜，可提高蔬菜的光合作用速率A3．如圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況，除各圖中所示因素外，其他因素均控制在最適范圍。下列分析不正確的是（）A．

甲圖中a點的內(nèi)在限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量或色素的數(shù)量不足B．

乙圖中d點與c點相比，相同時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3與C5的生成量都多C．

丙圖中，隨著溫度的升高，曲線走勢將穩(wěn)定不變D．

圖中M、N點的限制因素是光照強(qiáng)度，P點的限制因素是溫度C??化能合成作用

化能合成作用指利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物。例如：硝化細(xì)菌，能利用氧化NH3釋放的化學(xué)能將CO2和H2O合成為糖類，供自身利用。自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物將無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生物。綠色植物、藍(lán)細(xì)菌（光合）、硝化細(xì)菌（化能合成）只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身生命活動。人、動物、真菌、大多數(shù)營腐生生活的細(xì)菌??光合作用與呼吸作用CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶1.總反應(yīng)式：2.綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)外氣體交換情況：只有呼吸作用呼吸＞光合呼吸＝光合呼吸＜光合思考1

誰在進(jìn)行真正光合作用？a.整個葉肉細(xì)胞b.細(xì)胞中的葉綠體思考2

葉綠體光合作用CO2的來源有哪些？細(xì)胞呼吸產(chǎn)生+從空氣中吸收??光合作用與呼吸作用思考3

葉綠體光合作用產(chǎn)生的O2的去向?真（總、實際）光合速率-

呼吸速率=凈光合速率√O2CO2O2CO2較強(qiáng)光照時細(xì)胞呼吸消耗+釋放到空氣中思考4

一個植物不吸收也不釋放CO2，此時，整個植物的光合、呼吸誰快？

此時葉肉細(xì)胞的光合、呼吸誰快?=＞凈光合速率=真（總）光合值-有氧呼吸值C5ATP和NADPH有機(jī)物CO2O2??光合作用與呼吸作用葉綠體制造的有機(jī)物呼吸消耗的有機(jī)物積累的有機(jī)物葉綠體光合作用CO2來源：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生+從空氣中吸收葉綠體光合作用產(chǎn)生O2去向：細(xì)胞呼吸消耗+釋放到空氣中ⅠⅡⅠ+ⅡⅡⅠaba+bab與外界交換的氣體??光合速率的測定——黑白瓶問題（1）裝置紅墨水滴向左移動的體積可以用來表示

。（2）光照較強(qiáng)時，乙裝置紅墨水滴向右移動的體積可用于表示

。呼吸作用消耗的O2總光合？凈光合？作為CO2緩沖液，保證容器中CO2濃度的相對穩(wěn)定?！毯粑祪艄夂现蹬c外界交換的O21．用等體積的三個玻璃瓶甲(透光)、乙(透光)、丙(不透光)，同時從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿水樣，立即測得甲瓶中的氧含量為amg,并將乙、丙瓶密封后沉回原處。白天光照適宜，一晝夜后取出玻璃瓶，測得乙、丙中的氧氣含量分別為bmg和cmg。下列分析合理的是（）

A．

丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所是線粒體B．

乙瓶中光合作用形成的O2和糖類可在線粒體中被利用C．

白天丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為(a-c)mgD．

白天乙瓶中生產(chǎn)者真正光合作用釋放的氧氣量約為(b-c)mgD??光合與呼吸關(guān)系曲線分析光照強(qiáng)度吸收CO2釋放CO2

V2：呼吸速率。（黑暗下的O2吸收量、CO2釋放量、有機(jī)物消耗量）V1：凈光合速率。光合作用與呼吸作用同時進(jìn)行。

（O2釋放量、CO2吸收量、有機(jī)物積累量）V1V2VV：真正光合速率。=V1+V2（O2產(chǎn)生量、CO2固定量、有機(jī)物制造量）光照強(qiáng)度CO2吸收量

CO2釋放量

??光合與呼吸關(guān)系曲線分析APB1、影響P點最主要的環(huán)境因素？溫度2、若植物缺Mg+，則A點

。B點

。右移左下移3、若溫度從呼吸最適溫度30℃調(diào)至光合最適溫度25℃，則PAB如何移動？P點上移，A點左移，B點右上移P點

光合作用超過哪個點才能積累有機(jī)物？CO2濃度、溫度（酶）、色素A點1．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃，如圖曲線表示該植物在30℃時光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，若將溫度調(diào)至25℃條件下，圖中相應(yīng)點的移動分別是（）

A．a(chǎn)點上移，b點左移，m值增加

B．a(chǎn)點不移，b點左移，m值不變C．a(chǎn)點上移，b點右移，m值下降

D．a(chǎn)點下移，b點左移，m值增加A光照強(qiáng)度CO2吸收量

CO2釋放量

??光合與呼吸關(guān)系曲線分析S1：在OA段，有機(jī)物積累量是負(fù)值。S2：光照強(qiáng)度在AC段的有機(jī)物積累量。V1V2VS2+S3：PB段光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量，是光合總量。S1S2APBCS3S1+S3：PB段細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物量。??光合與呼吸關(guān)系曲線分析a：呼吸c：有光照，進(jìn)行光合，光合＜呼吸b：溫度下降，呼吸速率下降d：光合＝呼吸d~h：光合＞呼吸ef段下降原因？中午溫度高，蒸騰作用旺盛，為避免水分喪失，植物氣孔大量關(guān)閉，導(dǎo)致CO2供應(yīng)減少，所以光合作用強(qiáng)度明顯減弱。一天積累有機(jī)物最多的點？光合作用哪點開始？c~i1、自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線1．下圖1表示8月份某一晴天一晝夜中某棉花植株CO2的吸收和釋放曲線；圖2表示該棉花葉肉細(xì)胞兩種細(xì)胞器的四種生理狀態(tài)。則圖1中時間abcd依次發(fā)生了圖2所示的哪項生理活動（）

A．

①②③④

B．

④③②①C．