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第2课时光合作用过程及影响因素学习目标1.阐明光合作用的过程与实质。2．比较光反应和暗反应的相互关系。3．探究影响光合作用强度的环境因素。关键术语1.光反应与类囊体薄膜2．暗反应与叶绿体基质3．NADP＋与NADPH4．影响光合作用的环境因素1．光反应阶段(1)条件：光反应必须在下才能进行(2)场所：在.(3)光反应过程：光合作用的过程光类囊体膜上①光能转换成电能②电能转换成活跃的化学能电能NADP＋＋H＋＋2e－→NADPHADP＋Pi→ATP2．暗反应阶段(1)条件：不需要(2)场所：在中(3)暗反应过程：①CO2的固定CO2＋――→酶②C3的还原：C3＋――→酶ATP3．光合作用的总反应式CO2＋H2O―――――→光能叶绿体(CH2O)＋O2光叶绿体基质C52C3NADPH(CH2O)＋C51．光合作用过程注：[H]代表NADPH。2．光合作用反应式及氧元素去向3．光反应和暗反应的区别和联系项目光反应暗反应区别条件需叶绿体色素和光、酶、水不需叶绿体色素和光，需要多种酶、ATP、[H]、CO2场所在叶绿体类囊体的薄膜上进行在叶绿体的基质中进行物质转化①水的光解2H2O――――→光4[H]＋O2②ATP的形成ADP＋Pi＋能量――――→酶ATP①CO2的固定：CO2＋C5――――→酶2C3②C3的还原：2C3――――――→ATP＋[H]酶(CH2O)＋C5＋H2O区别能量转化光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能区别实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成(CH2O)联系①光反应为暗反应提供NADPH、ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋；②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应也无法继续。总之，光反应是暗反应物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的【巩固1】在叶绿体中，消耗ADP和Pi与产生ADP与Pi的部位依次是()。①内膜②类囊体膜③基质④外膜A．①②B．③④C．②③D．①④解析ADP和Pi的生成发生在暗反应中的C3的还原过程，ADP和Pi的消耗发生在光反应光能转化为活跃的化学能过程中。答案C【巩固2】科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是()。A．二氧化碳→叶绿素→葡萄糖B．二氧化碳→ATP→葡萄糖C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖解析根据光合作用暗反应的过程：二氧化碳首先被固定，生成2个三碳化合物，三碳化合物再在光反应产生的ATP和[H]的参与下，生成葡萄糖。答案D影响光合作用的因素有等，另外温度、水分、矿质元素也影响光合作用。影响光合作用的因素光照强度、二氧化碳浓度、叶龄1．多种因素对光合作用产生影响的分析影响因素曲线曲线解读光照强度A点：只进行细胞呼吸；AB段：随光照强度增强，光合作用增强，但光合作用强度仍小于细胞呼吸强度；B点(光补偿点)：光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段：随光照强度不断增强，光合作用强度大于细胞呼吸强度；C点(光饱和点)：光合作用强度达到最大值CO2浓度(1)图1和图2共同说明：在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用强度不再增强(2)图1中A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，此浓度为CO2补偿点，图2中的A′点表示进行光合作用所需的最低CO2浓度，两图中的B与B′都表示CO2饱和点温度温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用强度2.探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理叶片含有空气上浮―――→抽气叶片下沉―――――→光合作用产生O2充满细胞间隙，叶片上浮(2)变量分析自变量设置方法因变量观察指标光照的强弱通过台灯距离实验材料的远近来设置光合作用强度观测单位时间内被抽去空气的小圆叶片上浮的数量(3)实验流程打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小圆形叶片(直径＝1cm)抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)小圆形叶片沉水底：将内部气体已抽出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底对照实验及结果项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20mL强多乙10片20mL中较多丙10片20mL弱少提醒提高作物产量的途径途径具体措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光照强度、提高CO2浓度、合理施肥提高净光合作用速率维持适当的昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)【巩固3】用一水生植物作如右图所示的处理，不影响单位时间内产生气泡数的是()。A．玻璃容器的容积B．台灯与玻璃容器的距离C．溶于水中的二氧化碳的量D．水生植物叶片的数量解析此题主要考查影响光合作用因素的知识。从光合作用化学反应的条件和原料来看，B项影响光强，C项影响二氧化碳浓度，D项影响光合作用的面积，这三者都能影响单位时间内产生的气泡数。答案A【巩固4】下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内，下列关于本实验的目的最准确的叙述是()。A．证明光合作用的必需条件是CO2B．证明光合作用的速率随CO2浓度增高而增大C．证明过多的CO2阻碍光合作用D．证明NaOH能促进光合作用解析图中NaHCO3溶液的作用是维持钟罩内CO2浓度的平衡，NaHCO3溶液浓度越高，则钟罩内CO2的浓度越高，NaOH溶液的作用是吸收钟罩内的CO2，所以三组实验的变量是钟罩内CO2浓度，从大到小依次为Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，最终结论应是CO2浓度的高低对光合作用的影响不同。答案B【例1】甲图表示光合作用部分过程的图解，乙图表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线，请据图回答下面的问题。甲乙光合作用的过程分析(1)甲图中A表示的物质是________，它是由________产生，其作用主要是_________________________________________________。(2)甲图中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。(3)乙图中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：______________________________________。(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：___________________________________________。思维导图：解析(1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。答案(1)[H]水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3CO2与C5结合形成C3而C3不能被还原(4)C5C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5[反思]在条件骤变的情况下，光合作用过程中的C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)合成量的变化总结。条件C3C5[H]、ATP(CH2O)合成量停止光照，CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照，CO2供应不变减少增加增加增加光照不变，停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变，CO2供应增加增加减少减少增加光照不变，CO2供应不变，(CH2O)运输受阻增加减少增加减少【变式突破】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含量突然上升，则改变的条件是()。A．停止光照B．停止光照并降低二氧化碳浓度C．升高二氧化碳浓度D．降低二氧化碳浓度答案D【例2】甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是()。环境因素对光合作用的影响A．甲图中，在A点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度，在B点上限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用速率会随着温度的升高而降低C．温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率D．若光照强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加思维导图：[反思]影响光合速率因素的分析自然条件下和生产实践中并非单一因素影响光合作用速率，而是多种因素共同影响。多因素影响光合速率分析方法如下：以右图所示光照强度和CO2浓度对光合作用速率的影响为例，主要分析“线”和“点”。(1)线：①以三条曲线中的任何一条为例均说明在一定范围内随光照强度增加光合速率增加，而达到一定范围则不再增加，②三条曲线的不同对比，以Q点为例，当光照强度不变时，CO2浓度为自变量，可以看出随CO2浓度增加光合速率增加。(2)点：P点之前横坐标所表示的因素是限制光合速率的因素，超过该点到达Q点时，CO2浓度等变为限制因素。1．下列有关光合作用的叙述，正确的是()。A．光合作用全过程都需要光B．光合作用全过程都需要酶的催化C．光合作用全过程完成后才能有氧气的释放D．光合作用全过程完成后才能有化学能产生解析光合作用是一系列复杂的化学变化，不管是光反应阶段，还是暗反应阶段，都需要酶的催化。答案B2．右图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量比是()。A．1∶2B．8∶9C．2∶1D．9∶8解析A、B物质都是水分子光解产生的氧气，A为O2，B为18O2，故A∶B＝(16×2)∶(18×2)＝8∶9。答案B3．光合作用暗反应阶段利用的物质中，由光反应提供的是()A．O2和H2OB．CO2和C3C．[H]和ATPD．CO2和C5解析光反应产物[H]和ATP为暗反应中三碳化合物的还原提供还原剂和能量。答案C4．右图为叶绿体的结构与功能示意图，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CO2→C3→甲C．结构A释放的氧气可进入线粒体中D．如果突然停止CO2的供应，则短时间内C3的含量将会增加解析停止CO2供应，CO2＋C5→2C3停止，而C3的还原仍在继续进行，C3含量下降。答案D5．下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图回答下面的问题。(1)此图应为在________显微镜下观察到的结构图。(2)在A中发生的反应称为________，参与此反应的特有物质有________。(3)CO2进入叶绿体后，在基质中经________、________两个阶段后形成甲物质。若突然停止光照，C3的含量变化是下图中的哪条曲线？________，其原因为_______________________________。用14C标记的CO2进行光合作用，可在________结构中检测到放射性。(4)能溶解于无水乙醇(或丙酮)中决定叶片绿色的物质是________，它存在于________结构中。解析本题是一道综合考查叶绿体结构与光合作用的试题，情境是叶绿体亚显微结构图与光合作用曲线图。解答本题既要能读懂图示，又要能将光合作用过程与叶绿体的结构联系起来。答案(1)电子(2)光反应色素、酶等(3)固定还原c缺少还原C3所需的ATP和[H](或NADPH)基质(或B)(4)叶绿素A(或基粒)课堂小结仅做学习交流，谢谢！仅做学习交流，谢谢！语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有