光合作用学案课前准备区:一、捕获光能的色素和结构1.结构(1)该图表示的结构名称是。
(2)图中②表示的结构是。
(3)结构③是由组成的。
(4)该图结构具有的功能是进行的场所2.色素(1)叶绿体中的色素分布部位是。
(2)叶绿体中的色素有哪些种类?。
(3)叶绿体中色素有何功能?叶绿体中色素具有的作用二、光合作用的原理和应用1.光合作用的过程2.光合作用原理的应用(1)光合作用强度表示方法是。
(2)影响光合作用强度的环境因素有哪些?课堂活动区探究一光合作用的过程与场所考情解读:采用图表、曲线等形式对光合作用的物质变化、反应场所和条件进行考查是基本形式。
预计2013年高考对本考点的考查,将主要围绕光反应和暗反应的过程及联系,对光合作用的过程结合叶绿体结构和光合色素的分布及功能等命制试题。
1.光合作用过程中的元素去向①氧元素⎩⎪⎨⎪⎧H 2O ―→O 2CO 2―→CH 2O②碳元素:CO 2―→ ―→ ③氢元素:H 2O ―→ ―→2.光反应与暗反应的联系(1)光反应为暗反应提供[H]、ATP ,暗反应为光反应提供ADP 和Pi ,如图:(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。
3.光照和CO2浓度变化对植物体内C 3、C 5、、[H]、ATP 、和O 2及(CH 2O)含量的影响 条 件首先变化物质随后变化物质CO2供应不变,突然光照 CO2供应不变,停止光照 光照不变,CO2供应增加 光照不变,CO2供应停止:(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非长时间。
(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP 含量变化是一致的。
(3)光合作用光反应产生的ATP 只用于暗反应阶段,不能用于其他生命活动,其他生命活动所需ATP 只能来自细胞呼吸。
(4)CO2中的C 先进入C3然后进入(CH2O)[例1] (2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下,将培养在 CO2 浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3化合物和 C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。
回答问题:(1)图中物质A 是________(C3化合物、C5化合物)。
(2) 在CO2浓度为1%的环境中,物质B 的浓度比 A 的低,原因是______________________________ __________;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B 浓度 升高的原因是_________________________________ __。
(3) 若使该植物继续处于 CO2 浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3化合物和C5化合物浓度达到稳定时,物质A 的浓度将比B 的________(低、高)。
(4) CO2 浓度为 0.003% 时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比 CO2 浓度为1%时的________(高、低),其原因是___________________________。
变式1.下图为高等绿色植物光合作用图解,以下说法正确的是A.①是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中B.②是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段C.③是三碳化合物,能被氧化为(CH2O)D.④是ATP,在叶绿体基质中生成2.(2011·池州模拟)把离体叶绿体加入到含ADP、磷酸、NADP+等物质的溶液中,用图所示的条件进行光合作用,实验后绘成曲线,该曲线表示A.有机物合成量B.O2释放量C.ATP、NADPH的数量 D.CO2吸收量3.图为光合作用过程示意图,在适宜条件下栽培小麦,如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变),则a、b在叶绿体中含量的变化将会是A.a上升、b下降B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升探究二影响光合作用的环境因素及应用考情解读:近几年高考中对本考点的考查主要以实验题或图表题的形式出现,尤其是坐标曲线的分析题。
预计2013年高考命题点可以与人类关系密切的研究成果或生活生产中热点事件如干旱等为情景,考查环境因素对光合作用的影响、物质和能量的变化等。
1、光照强度曲线分析:A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点。
BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了,C点所示光照强度称为光饱和点。
2、温度:影响酶的活性。
温度低,光合速率低。
随着温度升高,光合速率加快,温度过高时会降低酶的活性,光合速率降低(如右图)。
3、CO2:图1和图2都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增大而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。
图1中A点表示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。
图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
4、多因子对光合作用速率影响的分析曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。
当到Q点时,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其他因子的方法。
注意:对于有饱和点(平衡点)的坐标曲线,分析其限制因素的时候要分两部分:(1)达到饱和点以前的限制因素,为横坐标表示的因素;(2)达到饱和点以后的限制因素,为横坐标表示的因素以外的因素。
例2如图表示某植物光合作用强度与环境因素之间的关系。
据图回答:(1)甲图表示在光照较弱的情况下,光合作用强度随_______的增加而增加。
这种情况下,主要影响的是光合作用过程的________阶段。
在光照超过某一强度时,光合作用的强度不再增加,此时主要是光合作用的________阶段受到限制。
(2)乙图中C点对应的温度为植物光合作用的_______。
出现CD段的原因是______________________。
(3)其他条件适宜,若温度升高至50 ℃,请在甲图上绘出相应曲线。
变式1.(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是A.光反应强度升高,暗反应强度降低B.光反应强度降低,暗反应强度降低C.光反应强度不变,暗反应强度降低D.光反应强度降低,暗反应强度不变2.(2012·菏泽检测)在冬季的人工大棚中种植蔬菜,需要确定适宜的光照强度,因为光照不充分会降低产量,而提供多余的光照会浪费资源。
某生物小组利用黑藻和台灯进行实验,初步探究适宜的光照强度,实验结果如下图所示,下列表述正确的是A.该实验中要控制的无关变量为光照强度、CO2浓度、温度、黑藻数量等B.实验记录的氧气量是光合作用实际产生的氧气量C.结果表明,随着光照强度的不断增强,光合作用产生的氧气量也在增加D.为确定适宜的光照强度,应在100~500 W光照强度范围内设置多组梯度进行实验3.为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养,实验结果如图所示。
以下说法正确的是( )A.施肥与CO2吸收量无关B.与A点相比,B点条件下限制CO2吸收量的主要因素是光照强度C.与D点相比,限制C点玉米苗吸收CO2的主要因素是土壤含水量D.与C点相比,A点施肥过少,限制了CO2吸收量探究三光合作用与有氧呼吸的关系考情解读:光合作用和细胞呼吸是最基本的物质和能量代谢,其原料和产物可相互利用,将二者相结合是常见的命题方式,一般与实验、图表、曲线、模型或生产生活实际相联系,进行综合试题的命制。
这种命题方式仍会在高考中延续,并且考查分析、推断、评价及实验探究能力的非选择题的可能性很大。
1.区别光合作用有氧呼吸物质变化能量变化实质场所条件2.联系3.光合速率与呼吸速率的关系:曲线解读:①呼吸速率:可用黑暗实验装置中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量表示。
②净光合速率:用有光条件下实验装置中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量来表示。
(3)净光合速率和真正光合速率的判定方法:①若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则为真正(实际)光合速率,若是负值则为净光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:a.光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量b.光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量c.光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量例3、如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,某植物在不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。
请据图回答下列问题:(1)温度主要影响光合作用的_______阶段。
光反应阶段产生的[H]和A TP用于暗反应中______________过程。
光合作用、呼吸作用都受到温度的影响,其中与______________作用有关的酶的适宜温度更高。
(2)在10℃时,光合作用速率____________(大于、小于)呼吸作用速率,光合作用速率与呼吸作用速率相等时对应的温度是______℃,温度在______℃时真正光合作用速率最大。
(3)若温度保持在25℃的条件下,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物能否正常生长?_______ ,原因是_____________________ 。
(4)在温度为45℃的条件下,该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有______________ 。
变式1.绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系,如图表示两者之间的部分关系。
下列相关分析中,错误的是( )A.①过程中发生的能量变化是光能转变成活跃的化学能B.阳光下正常生长的植物迅速移入暗室,X物质含量增加C.①~⑤过程中能使ADP含量增多的是②③⑤过程D.图中③过程进行的部位是细胞质基质课后练习1.光反应为暗反应提供的物质是A.[H]和H2OB.[H]和A TPC.ATP和CO2D.H2O和CO22.关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述,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[H]的形成有关D.叶绿体色素能吸收和传递光能3.如图为叶绿体的亚显微结构图,下列关于其结构与功能的叙述不正确的是A.①和②均为选择透过性膜B.③上分布有与光反应有关的色素和酶C.在③上形成的产物[H]和A TP进入④中为暗反应提供物质和能量D.④中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中4.在光合作用和呼吸作用过程中,水中氧的循环途径是( )A.水→氧气→水B.水→葡萄糖→水C.水→氧气→二氧化碳D.水→葡萄糖→二氧化碳5.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。