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第二课时光合作用的过程、光合作用与农业,1.简述光合作用的过程。2.理解影响光合作用的环境因素。3.说明提高光合作用效率的方法。,一,二,一、光合作用的过程1.植物进行光合作用时,在叶绿体中,利用光能,把CO2和H2O转化为有机物(主要是糖类),释放出O2,并把光能转化为化学能贮存在有机物中。光合作用的过程可分为光反应阶段和碳反应阶段。2.光反应阶段(1)场所:叶绿体的类囊体膜上。(2)过程:叶绿体色素吸收光能并传递给特殊状态的叶绿素a,使其被激发失去电子,失去电子的叶绿素a从周围的水分子中夺取电子,使水分解成氧和氢离子。在光的照射下,特殊状态的叶绿素a不断地丢失电子,形成电子流,使光能转化成电能。电子传递过程中，一部分能量使ADP和Pi结合形成ATP,另一部分能量贮存在NADPH中。3.碳反应阶段(1)场所:叶绿体的基质中。(2)过程:CO2的固定;C3的还原;C5的再生。,一,二,4.光反应和碳反应的区别与联系,一,二,5.光合作用的意义(1)对于地球上几乎所有的生物来说,光合作用所固定的太阳能是它们生命活动所需能量的根本来源。(2)光合作用能使大气中O2和CO2的含量保持相对稳定。(3)光合作用对于生物的进化具有重要作用。,一,二,二、光合作用与农业1.影响光合速率的环境因素(1)光照强度对光合速率的影响。影响:在一定范围内,光合速率随光照强度的增加而加快,几乎成正比。光饱和点:当光照强度达到一定值时,光合速率不再随光照强度的增加而增加,这时的光照强度称为光饱和点。光补偿点:在同一时间内,有机物的形成和消耗相等,这时的光照强度称为光补偿点。,一,二,(2)CO2浓度对光合速率的影响:在一定光照强度下,随着CO2浓度的增加,植物的光合速率加快。(3)温度对光合作用的影响:温度通过影响酶的活性而影响光合作用。(4)矿质元素对光合作用的影响:氮、镁、铁等是合成叶绿素所必需的矿质元素;钾、磷等参与糖类代谢和运输;磷还参与ATP与ADP的相互转化和能量传递。2.如何提高光合作用的效率(1)增加CO2浓度。(2)提高光能的利用率。,1,2,3,1,2,3,2.外界环境对光合作用的影响(1)光照强度对光合作用的影响:在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合速率(见下图)。AB:表明随着光照强度的增加,光合作用逐渐加强。B点:对应的光照强度为光补偿点(植物所需的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。BC:随着光照强度的不断增加,光合作用逐渐加强。C点:对应的光照强度为光饱和点。特别提醒阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图虚线所示。,1,2,3,(2)CO2浓度、含水量及矿质元素对光合作用的影响(如下图所示)。,1,2,3,应用指南(1)温室内充CO2,即提高CO2浓度,有助于增加植物的产量。(2)合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合速率。(3)施用有机肥,其经土壤微生物分解后,既可为植物补充CO2,又可为植物提供各种矿质元素。,1,2,3,(3)温度对光合作用的影响:光合作用是在酶的催化下进行的,温度直接影响酶的活性。,1,2,3,3.光合作用过程中的量变关系,1,2,3,叶绿体处于不同的条件下,C3、C5、H和ATP以及(CH2O)合成量的动态变化如下表。,题型一,题型二,题型三,【例1】叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是()A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体的基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体的薄膜上D.光合作用的产物糖类是在叶绿体的基质中合成的解析叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上;H2O在光下分解的过程也是在类囊体的薄膜上进行的;CO2的固定、C3的还原和糖类的合成发生在碳反应中,在叶绿体的基质中进行。所以D项正确。答案D,题型一,题型二,题型三,【例2】下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是()(注:箭头所指为处理开始时间),题型一,题型二,题型三,A.t1t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B.t2t3,碳反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高C.t3t4,光照强度不变、光合速率的提高是光反应速率不变、碳反应增强的结果D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3还原后的直接产物含量降低,题型一,题型二,题型三,解析:水的光解在类囊体薄膜上进行,A项错误;t2t3,限制光合作用的主要因素是CO2浓度(碳反应阶段限制光合作用),若在t2时刻增加光照,光合速率不会提高,B项错误;t3t4,光强充足且不变,光合速率提高是因为CO2浓度提高,碳反应增强,此时,光反应也增强,C项错误;t4后,由于无光照,光反应停止,NADPH和ATP不再生成,C3的还原仍在进行,短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,而且光反应停止,还原C3的量减少,C3还原后的直接产物的含量也降低,D项正确。答案:D,题型一,题型二,题型三,【例3】右图表示将某植物放在不同CO2浓度环境条件下,其光合速率受光照强度影响的变化曲线。a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量由高到低的顺序是()A.abcB.ab=cD.a=bbc。答案:A,12345,1光合作用过程中,能量的转化途径是()A.光能色素糖类B.色素ATP糖类C.光能电能ATP和NADPH糖类D.ATP三碳化合物糖类解析:光合作用过程中有物质变化和能量变化,在光反应过程中的能量变化是叶绿体色素吸收光能,将光能转变成电能再转变成活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中;碳反应过程中的能量变化是将ATP和NADPH中的化学能贮存在糖类中。答案:C,12345,2在晴天中午,密闭的玻璃温室中栽培的玉米,即使温度及水分条件适宜,光合速率仍然较低,其主要原因是()A.O2浓度过低B.O2浓度过高C.CO2浓度过低D.CO2浓度过高解析:光合作用的原料是H2O和CO2。晴天,在密闭条件下,温度适宜,温室内作物不断进行光合作用消耗了CO2,温室内的空气不与外界流通,CO2不能得到及时的补给,导致其浓度下降,光合速率较低。答案:C,12345,3在光合作用过程中,关于叶绿体色素作用的描述,错误的是()A.叶绿体色素与ATP的合成有关B.叶绿体色素参与ATP的分解C.叶绿体色素与O2和NADPH的形成有关D.叶绿体色素能吸收和传递光能解析:叶绿体中的色素参与的是光合作用的光反应,将H2O光解产生NADPH和O2,并能吸收、传递和转化光能,将光能转化为ATP和NADPH中的活跃的化学能。答案:B,12345,4进行正常光合作用的叶片,叶绿体中NADPH的含量相对稳定,如果在a点时突然停止供给CO2,能表示叶绿体中NADPH含量变化的曲线是()解析:进行正常光合作用的叶片突然停止供给CO2,碳反应受到抑制,光反应产生的NADPH的消耗减少,NADPH积累增多,一段时间后处于稳定状态。答案:B,12345,5在右图所示玻璃容器中,注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片,密闭后,设法减小液面上方的气体压强,会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器,又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是()A.叶片吸水膨胀,密度减小B.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面C.溶液内产生的CO2大量附着在叶面D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大解析:当玻璃容器中的气体被抽空后叶片沉入水底,由于光照时叶片进行光合作用产生的O2充满了细胞间隙,使叶片的浮力增大,叶片重新浮出液面。答案:B,
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