1、第二节 光合作用（二）【高效导航】1.学习目标：（1）理解光合作用概念以及掌握它的过程。（2）掌握研究影响光合作用强度的因素。2. 学习重点：（1）光合作用的光反应、暗反应过程以及相互关系；（2）影响光合作用强度的环境因素。3.学习难点：（1）光反应和暗反应的过程；（2）探究影响光合作用强度的环境因素。 “看”知识经纬“导”自主预习一、叶绿体的结构与功能1分布：主要分布在植物的_细胞内。2形态：扁平的_或_。3结构4功能：绿色植物进行光合作用的场所。二、光合作用的过程1光反应阶段(1)条件：_、_、有关的酶。(2)场所：_。(3)物质变化水的光解：H2O_ATP的合成：ADPPiATP(4)能
2、量变化：将_转变为活跃的_。2暗反应阶段(1)条件：_的催化。(2)场所：叶绿体内的_中。(3)物质变化：CO2首先被一个_分子固定，生成两个C3化合物，三碳化合物被_还原生成有机物，并将_释放的化学能储存在有机物中。(4)能量变化：_中的活跃化学能转变为有机物中_。三、光合作用原理的应用1光合作用强度的概念及表示方法(1)概念：植物在_内通过光合作用制造_的数量。(2)表示方法：用一定时间内_的数量来定量表示。2影响因素(1)空气中_浓度。(2)土壤中_的多少。(3)光照的_及光的成分。(4)_的高低。3探究光照强弱对光合作用强度的影响的实验流程四、化能合成作用1化能合成作用(1)概念：利用
3、体外环境中的_氧化时所释放的能量来_。(2)实例：硝化细菌，能利用氧化_释放的化学能将_合成为糖类，供自身利用。“学”互动探究探究一：光合作用的过程1.光合作用的反应场所在哪？结构是什么样的？双层膜包被提示：光合作用的反应场所在绿色植物的叶绿体进行。叶绿体基质基粒，类囊体堆叠形成 2.阅读课本P75，归纳比较光合作用两过程的差别和联系？并填写下表。提示：过 程光反应暗反应图 解条 件必须在光下有光、无光都可以场 所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化水光解 2H2O4HO2ATP的合成 ADPPiATPCO2的固定 CO2C3C5C3的还原 C3（CH2O）能量转化光能电能活跃化学能，并储存在A
4、TP中ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能实质将无机物合成有机物，光能转化为有机物中稳定的化学能元素去向关 系光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi； 没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成拓展：若突然停止光照，光反应停止，ATP和【H】供给停止，C3不再消耗，CO2的固定还在进行，因此C3增加，C5减少；若气孔关闭，CO2不能进入，光反应仍在进行，因此C3在消耗，而无来源，因此减少，C5不消耗而有来源，因此增加。3.由此总结得出光合作用的总反应式是什么？提示：CO2+H2O（CH2O）+O2巧记：一个场所（叶绿体） 二个阶段（光反应和暗反应）
5、三次能量转化（光能电能ATP中活跃化能有机物中稳定化学能） 四个反应（水的光解、ATP的合成、CO2的固定和C3的还原）注意：光合作用的产物除了有糖类和氧气外，还有蛋白质、脂质等。【经典回眸】绿色植物是主要的能量转换者，是因为它们均含有叶绿体(图甲)这一完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中，不正确的是()A图乙中的色素带由1到4分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，这些色素存在于图甲中B光照条件下，图甲中的上能进行光反应，产生H、ATP、O2C图甲中和的成分和结构相似D环境条件相对稳定的条件下，图甲
6、中的C3含量多于C5E如果突然降低CO2的浓度，图丙中的C3含量会一直下降【解析】图乙中左侧有滤液细线，色素的扩散是从左向右的，所以14分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。图甲中的和分别是叶绿体的内膜和外膜，它们的成分和结构相似。光照条件下，类囊体膜上能发生光反应，产生H、ATP、O2。分析图丙中的过程要从两个方面进行：一是环境条件相对稳定时，暗反应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态，由于一个C5对应着两个C3，所以C3含量要比C5高；另一方面，当环境条件突然改变时，如CO2浓度突然降低时，短时间内由于CO2固定过程减弱而C3的还原过程仍在进行，故C3含量降低而C
7、5含量升高，但一段时间后，反应过程又达到一个新的平衡状态，所以C3含量不会一直下降。【答案】E【变式训练】离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2。的供应，短时间内叶绿体中C3和C5相对含量的变化是( )。AC3增多、C5减少 BC3增多、C5增多CC3减少、C5增多 DC3减少、C5减少探究二：影响光合作用的环境因素1.内部因素如何影响光合作用速率？提示：（1）同一植物的不同生长发育阶段 曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮
8、成长。（2）同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。2.外界因素如何影响光合作用的速率呢？提示：影响因素曲线解释应用单因素光照光照时间光质光照强度A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。AB段表明光合作用速率逐渐加强；而到B点时，光合作用强度细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。BC段表明光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C
9、点对应的光照强度称为光饱和点。阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。光照面积OA段表明随叶面积的增大，光合作用实际量增大，A点为光合作用面积的饱和点。光合作用强度不再增加，是有很多叶被遮挡，光照不足。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的增加，呼吸量(OC段)增加，所以干物质积累量降低(BC段)。适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。CO2浓度图1中A点表示
10、光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。必需矿质元素在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。温度温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。冬天，
11、温室适当提高；夏天，适当降低。白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。多因素OP段限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其OP段不断加强，光合速率不断提高。PQ段，图中标出的双因子共同起作用。当到Q点之后，横坐标所表示的因素，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中的另一因子的方法。温室栽培时，在一定光强下，白天提高温度，增加酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，适当提高光照强度和CO2浓度提高光合速率。总之，可根据情况，通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度
12、等来提高光合速率，以达到增产的目的。【经典回眸】(2012山东理综)夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是 ()A甲植株在A点开始进行光合作用B乙植株在E点有机物积累量最多C曲线BC段和DE段下降的原因相同D两曲线BD段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【解析】本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率，A点时光合速率等于呼吸速率，说明甲植株在A点前就已经开始进行光合作用，A错误；乙植株在18时后净光合速率小于0，该植株在18时有机物的积累量最多，B错误；曲线BC段下降的原因是气孔关闭，乙植株因二氧
13、化碳供应不足导致光合速率下降，曲线DE段光合速率下降的原因则是光照强度减弱，C错误；分析两曲线BD段可知，中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象，这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的，而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭，D正确。【答案】D【变式训练】下图表示20时玉米光合作用强度与光照强度的关系，下列说法最恰当的是 ()Ab点的位置不会随环境温度的升高而移动Ba点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体C其他条件适宜，当植物缺乏Mg时，b点右移Dc点后的叶片细胞都能进行光反应，从而提高光能利用率探究三：化能合成作用1.光合作用是植物利用光能，将无机物制造成有机物，还有别
14、的能量可以用于完成此过程吗？提示：有些微生物可以通过氧化环境中的无机物获得的能量来合成有机物，这种制造有机物的方式，称为化能合成作用。2.举例说明化能合成作用。提示：如硝化细菌：氨气亚硝酸硝酸 2NH3+3O2=2HNO2+2H2O 2HNO2+O2=2HNO3【经典回眸】硝化细菌之所以被归人自养生物，根据是( ) A它能将氮合成为亚硝酸和硝酸 B它能利用化学能合成有机物 C它能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质 D它能用氧化物所释放的化学能合成ATP，直接用于生命活动【解析】自养生物即能将无机环境中的无机物合成有机物的生物，完成该过程所利用的能量为光能或者无机化学能，由此判断B正确。【答案】B
15、【变式训练】如图是铁硫细菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型是 ()A自养厌氧型 B异养厌氧型 C自养需氧型 D异养需氧型【变式训练参考答案】 C C C“思”课堂小结同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。收获内容疑点内容“练”当堂检测1在光合作用过程中，释放出氧和产生ATP都离不开( )A叶绿体色素和CO2 B水和CO2C叶绿体色素和光能 D水、CO2和光能2.下列有关光合作用的叙述，正确的是（ ）A.光合作用的全过程都需要光 B.光合作用的全过程都需要酶的催化C.光合作用全过程完成后才有O的
16、释放D.光合作用全过程完成后才有化学能产生3下列哪一途径属于卡尔文循环?( )A水光解产生O2的过程BATP分解产生能量的过程CC02中的C转变成有机物中碳的途径DH转变到有机物中的途径4光照下的正常生长的某绿色植物，其他条件不变，突然停止光照。短时间内叶绿体中C3合成速率（横坐标为时间，纵坐标为速率）为（ ）5.硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件?( )。A具有NH3及无氧 B具有NH3及氧C具有硝酸及无氧 D：具有硝酸及氧6. 下图是光合作用的示意图，根据图回答问题：（1）A和B表示光合作用的两个阶段，其中A是 ，B是 。（2）和代表两种物质，其中是 ，是 。（3）是一种物质。来自空气，它是 ，是 。（4）暗反应所需要的能量来自 的分解，所需的还原剂 ，这种还原剂来自 的分解。（5）在适宜的光照等条件下，适当的增加 ，可提高 的产量。参考答案： 1-5 CBCBB 6.（1）光反应 暗反应 （2）H2O O2 （3）CO2 C6H12O6 葡萄糖 （4）ATP H 水 （5）CO2 C6H12O6