光合作用(复习)

(四)光合作用
1.实质

          光

  CO2+H2O——（CH2O）+O2

        叶绿体

  1）同化二氧化碳，制造有机物；（物质变化）
  2）将光能转化为化学能储存在有机物中。（能量变化）

 

    从公式中可思考光合作用的意义：

2.意义
光合作用是生物界最基础的，最重要的新陈代谢，是所有生物生存的基石。
1）生物的食物（养料）能量来源；（CH2O）
2）维持大气中的二氧化碳、氧气含量的相对稳定；（CO2被消耗，释放O2）

3）使有氧呼吸的生物出现成为可能，推动了生物的进化。（释放O2，有氧呼吸产能效率高，加速进化）

 

思考：实现 CO2+H2O——（CH2O）+O2，需要什么条件？你怎样理解它肯定是需要特定的条件的？

——喝水时，呼出的二氧化碳和水接触……
3.条件：光（外）、色素和酶（内）

 

思考：光合作用需要的色素和酶在哪里？

4.场所：叶绿体（提供了光合作用需要的色素和酶）

 

思考：叶绿体如何利用这些条件和原料来制造有机物？

5.过程：

根据光是否必须参与：

1）光反应：类囊体/基粒

     ADP 光 ATP 

    H2O———[H]+O2

      色素、酶

2）暗反应：基质

        酶

 CO2+C5——2C3    （固定）

       ATP   ADP

 2C3+[H] ———（CH2O）+C5   （还原）

           酶

读懂：课本示意图。

分析：

a.其中的能量转化过程:光能——ATP中活跃的化学能—— （CH2O）中稳定的化学能；

b.桥梁物质：[H]和ATP；

c.外界条件变化时，相关物质的含量变化

    离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断（或增加/强）二氧化碳供应（或光照），叶绿体中[H]和ATP、C3、C5的相对含量和（CH2O）的合成量短期内如何变化？（可表示成相关曲线）

d.在其他条件适宜并等同的情况下，分别持续和间隔光照（以5秒为间隔）离体的叶绿体相同时间（20分钟），二者（CH2O）的合成量是否相同？

 

回顾：以上知识是怎样获得的？

6.发现

重点关注：

萨克斯、恩格尔曼、卡门、鲁宾、卡尔文实验思想方法。

 

7.影响植物光合作用的内外因素   

1）环境因素

a.光的成分（或光质/波长/颜色）：不同色素（……）对不同波长的光的吸收能力不同。直接影响光反应。

b.光照强度：是光的属性，指光照的强弱,以单位面积上所接受可见光的能量来量度。

  (05江苏生物)4、下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是（    ）B

 

A．无光合作用，有呼吸作用

B．光合作用与呼吸作用达到动态平衡

C．无呼吸作用，有光合作用

D．光合作用与呼吸作用都不进行

c.CO2浓度：直接影响暗反应。

(06广东生物)42.(4)C02浓度对植物光合作用强度影响的规律如右图。

当外界C02浓度处于A时，植物叶片光合作用所固定的C02量与          相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放C02应控制在           (填图中字母)浓度为宜。

d.温度：主要是影响暗反应酶的活性。 (07山东.8)

   

(05上海生物)32、回答有关光合作用的问题。

下图表示当影响光合作用的因素X、Y和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。

（1）图中X₁、X₂、X₃的差异是由于某种原因______________影响了光合作用的___________所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为X1，最常采取的简便而有效的措施是__________________________________。
（2）图中Y₁、Y₂、Y₃的差异是由于_____________影响了光合作用的________所致。

（3）图中Z₁、Z₂、Z₃的差异表现在光合作用中________反应的不同，如果Z因素代表植物生长发育期，则代表幼苗期、营养生长和现蕾开花期的曲线依次是__________________。

答案:32、（1）二氧化碳和温度    暗反应    施放干冰，增加二氧化碳浓度（或燃烧柴草）或适当升温    （2）光波长（或光质）    光反应    （3）光反应和暗反应   Z₃、Z₂、Z₁  

(07北京理综) 3．科学家研究CO₂ 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是

A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO₂ 浓度不同

B．光照强度为 b 时，造成曲线 I和 II光合作用强度差异的原因是温度的不同

C．光照强度为a～b，曲线 I、II光合作用强度随光照强度升高而升高

D．光照强度为a～c，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高

答案：D

e.矿质元素：N（酶等）、P（ATP等）、Mg（叶绿素等）、K（合成、转运有机物）等。

f.水分：主要是间接影响。

 

2）遗传因素

a.阳生植物、阴生植物利用光能的差异；

（07全国理综II）30（22分）

回答下列I、II小题：

I、右图表示光照强度对A、B两种C₃植物光合作用强度的影响。据图回答：

 

（1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是___________________________。

（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在______________条件下。

答案：30  I、（8分）

（1）在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物的高，在高于P光照强度下A植物光能利用

率比B植物的高。

（2）较强光照

b.C3、C4植物利用低浓度CO2能力的差异。

( )10、右图表示在适宜的温度、水分和CO₂条件下，两种 

植物光合作用强度的变化情况。下列说法错误的是D

A．当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和

B．C₃植物比C₄植物光合作用强度更容易达到饱和       

C．C₄植物比C₃植物光能利用率高

D．水稻是阴生植物，玉米是阳生植物

3）发育因素

不同生长发育期利用光能的差异。

 

备考：

a.能解释以光合作用强度/光合作用速率/二氧化碳吸收速率 /氧气释放速率/有机物合成速率为纵坐标，以光照强度、CO2浓度、时间（光合作用强度的日变化）等各种影响因素为横坐标的曲线中各点（光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2补偿点）的含义或各段的成因；

   真正光合速率（总光合速率）=表观光合速率（净光合速率）+呼吸速率

   相同时间内:

   光合作用二氧化碳消耗量 = 光合作用二氧化碳吸收量 + 呼吸作用二氧化碳产生量(近似等于暗环境下二氧化碳释放量)

   光合作用有机物合成量/制造量(总量) =  光合作用有机物积累量(净量) + 呼吸作用有机物分解量/消耗量

   一般地，所测的光合速率都是表观光合速率（净光合速率）。

b.综合运用光合作用和呼吸作用的原理，解释、提出农作物的增产措施

     农作物光合作用总量减去呼吸消耗总量所得的有机物的累积量，是形成作物产量的物质基础。而累积的有机物中储存的能量来自于光能，因此，提高光能利用率是使作物增产的必然途径。