專題二光合作用

專題二光合作用第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

國際米價(jià)在2008年4月7日創(chuàng)造了歷史新高，糧食危機(jī)席卷全球?！懊谆摹闭谕{著21世紀(jì)的全球糧食供應(yīng)。我國國家統(tǒng)計(jì)局公布的今年一季度經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)顯示，全國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)格同比上漲25.5%，其中小麥上漲8.7%，稻谷上漲3.5%，玉米上漲8.9%，豆類上漲36.5%?！凹Z食危機(jī)”這個(gè)似乎遠(yuǎn)離了一段時(shí)間的詞匯再次走向了前臺(tái)。時(shí)事資料:這涉及到植物的光合作用。第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二一、回憶《必修本》光合作用的過程第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

精典回放1

對(duì)某植物作如下處理：甲持續(xù)光照10分鐘；乙光照5秒后再在黑暗處放置5秒，連續(xù)交替進(jìn)行20分種，若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植物所制造的有機(jī)物總量是（）A.甲多于乙B.甲少于乙C.甲和乙相同D.無法確定B第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二總結(jié)1：《必修本》光合作用的過程

光反應(yīng)

暗反應(yīng)

條件

場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化光、色素、光反應(yīng)酶無光也可，暗反應(yīng)酶葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)葉綠體基質(zhì)光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中的化學(xué)能1.水的光解

2.合成ATP1.

CO2的固定

2.

C3的還原第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二光能葉綠素aADP+PiNADPHH2ONADP+eATPO2CO2C52C3eH+固定葉綠體還原光反應(yīng)暗反應(yīng)〔H〕(片層結(jié)構(gòu)的薄膜上)(基質(zhì)中)（CH2O）光合作用過程回憶《選修本》光合作用的過程第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二（2006年,福建省質(zhì)檢）下列是關(guān)于光合作用的反應(yīng)式（所有反應(yīng)均滿足反應(yīng)條件），其中錯(cuò)誤的是（）A．NADP

++2e+H

++能量NADPHB．2H2O4e+4H

++O2C．ADP+Pi+能量ATPD．特殊狀態(tài)下的葉綠素a特殊狀態(tài)下的葉綠素a

++e精典回放2AA反應(yīng)中隨著光能轉(zhuǎn)化成電能，NADP+得到2e和一個(gè)H+就形成了NADPH。NADPH中的能量來自高能電子。第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

知識(shí)歸納一：光合作用的過程光反應(yīng)暗反應(yīng)葉綠體片層結(jié)構(gòu)薄膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體色素、酶、光能酶2H2O4e+4H++O2酶ADP+Pi+能量ATP酶NADP++H++2e

NADPH酶CO2+C52C3酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP、NADPH中的化學(xué)能ATP、NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存在有機(jī)物中的化學(xué)能O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、C5ATPNADPHADP、PiNADP+無機(jī)物有機(jī)物光化學(xué)有機(jī)物2C3C5+（CH2O）ATPADP+PiNADPHNADP+

酶H2O、ADP、Pi、NADP+

CO2、C5、ATP、NADPH第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

精典回放3

(2005年江蘇，3)夏季中午強(qiáng)烈的陽光會(huì)導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，此時(shí)，下列植物中光合作用強(qiáng)度最高的是（）A．高粱B．水稻C．大豆D．小麥A二、C3植物和C4植物的區(qū)別第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二總結(jié)2：C3植物和C4植物的比較：植物類型C3植物C4植物植物類型舉例葉片的解剖結(jié)構(gòu)葉綠體類型水稻、小麥、大麥、大豆、馬鈴薯等玉米、甘蔗、高粱、莧菜等維管束鞘及周圍無“花環(huán)型”的解剖結(jié)構(gòu)維管束鞘周圍有“花環(huán)型”的解剖結(jié)構(gòu)只有一種類型的葉綠體：位于葉肉細(xì)胞中（有基粒）有兩種類型的葉綠體：葉肉細(xì)胞（有基粒）；維管束鞘細(xì)胞（無基粒）第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

精典回放4

(2004年廣東，21)下列關(guān)于C4和C3植物的描述，錯(cuò)誤的是（）A．C3植物維管束鞘細(xì)胞中含有葉綠體B．C4植物維管束鞘細(xì)胞中含有葉綠體C．C3植物葉肉細(xì)胞中含有葉綠體D．C4植物葉肉細(xì)胞中含有葉綠體A第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二CO2C4C4CO2多種酶參加催化葉肉細(xì)胞的葉綠體維管束鞘細(xì)胞的葉綠體(CH2O)NADP+NADPHATPADP+Pi2C3C5了解C4植物的C4途徑C3(PEP)ADPATPC3(丙酮酸）第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二總結(jié)3：C３植物和C４植物CO2的固定途徑(1)C３途徑:CO2+C5→2C3

(2)C4途徑:CO2+C3(PEP)→C4

C4→CO2+C3

CO2+C5

→2C3第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

精典回放5(2005年廣東，21)下列關(guān)于C3植物和C4植物代謝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的描述，正確的是（）A．C4植物維管束鞘細(xì)胞中葉綠體沒有基粒B．C3植物的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞都具有葉綠體C．CO2都是先與五碳化合物結(jié)合，形成三碳化合物D．CO2都是先與三碳化合物結(jié)合，形成四碳化合物A第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二知識(shí)歸納二：C３植物和C４植物的區(qū)別比較內(nèi)容C３植物C４植物參與光合的細(xì)胞最初固定CO2的物質(zhì)CO2固定產(chǎn)物CO2固定場(chǎng)所C３還原場(chǎng)所暗反應(yīng)途徑CO2利用率光合作用效率葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞、維管束鞘細(xì)胞C5C３C３C4葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞、維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞維管束鞘細(xì)胞C３途徑C３、C4途徑相對(duì)低高，能利用低濃度CO2低高第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

精典回放6

(2005年北京，2)下列能鑒別野牛草是否為C4植物的簡便方法（）A．制作葉表皮臨時(shí)裝片，觀察氣孔大小B．制作葉橫切臨時(shí)裝片，觀察葉脈結(jié)構(gòu)C．分離、測(cè)定葉片中各種色素的含量D．用碘酒測(cè)定葉片中淀粉的含量B第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二1．用同位素14C標(biāo)記CO2轉(zhuǎn)移途徑方法鑒別

C3植物：14CO2→14C3→（14CH2O）C4植物：14CO2→14C4→14C3→（14CH2O）總結(jié)4：C３、C４植物葉片結(jié)構(gòu)的鑒別2．制作植物葉片橫切面臨時(shí)裝片，用顯微鏡觀察葉肉細(xì)胞排列疏松的為C3植物，葉肉細(xì)胞呈“花環(huán)型”排列的為C4植物3．應(yīng)用光合作用產(chǎn)物淀粉的生成位置，

C4植物只有維管束鞘細(xì)胞中形成淀粉，C3植物淀粉只存在于葉肉細(xì)胞中。第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二(2004年，北京理綜）在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）的關(guān)系如圖所示。理論上某種C3植物能更有效地利用CO2，使光合產(chǎn)量高于m點(diǎn)的選項(xiàng)是A．若a點(diǎn)在a2，b點(diǎn)在b2時(shí)B．若a點(diǎn)在a１，b點(diǎn)在b１時(shí)C．若a點(diǎn)在a2，b點(diǎn)在b１時(shí)D．若a點(diǎn)在a１，b點(diǎn)在b2時(shí)a1aa2b1bb2CO2含量mD．若a點(diǎn)在a１，b點(diǎn)在b2時(shí)光合產(chǎn)量三、提高作物產(chǎn)量的途徑（圖表題目）第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二1．改變溫度2．改變光照3．若該圖中C3植物光合作用曲線，改為C4植物光合作用強(qiáng)度CO2濃度OABT↓→A點(diǎn)右移，B點(diǎn)下、前移；T↑→A點(diǎn)左移，B點(diǎn)上、后移光↓→A點(diǎn)右移，B點(diǎn)下、前移；光↑→A點(diǎn)左移，B點(diǎn)上、后移A點(diǎn)左移，B點(diǎn)上、后移圖表信息解讀1關(guān)鍵點(diǎn)的變化第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二光合作用強(qiáng)度CO2濃度OABCD1．OA段：CO2濃度過低時(shí)，光合作用為零2．AB段：隨CO2濃度上升，光合作用增強(qiáng)3．BC段：當(dāng)CO2濃度達(dá)到一定值后，光合作用強(qiáng)度保持不變4．CD段：CO2濃度過高時(shí)，光合作用強(qiáng)度減弱，直至為零CO2濃度過低時(shí)，無法固定形成C3化合物隨CO2濃度上升，暗反應(yīng)增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)當(dāng)CO2濃度達(dá)到一定值后，光反應(yīng)所限制，光合作用所限制CO2濃度過高時(shí)，呼吸作用所抑制，光合作用減弱圖表信息解讀2CO2濃度對(duì)光合作用的影響第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二適當(dāng)提高CO2濃度可以提高光合作用效率。方法（1）合理密植。即“正其行，通其風(fēng)”。（2）增施有機(jī)肥料。（3）溫室中可人工施放CO2。光合作用強(qiáng)度CO2濃度OABCD圖表信息解讀3在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用必須指出：增加CO2可以提高光合效率，但是無限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二知識(shí)歸納三：提高作物產(chǎn)量的途徑

途徑

措施或方法

延長光時(shí)增大光合作用面積提高光合作用效率提高凈光合作用速率復(fù)種、間作套種、補(bǔ)充光照間作、合理密植控制適宜光強(qiáng)、提高CO2濃度（如通風(fēng)）、合理施肥（供應(yīng)適量必需礦質(zhì)元素）維持適當(dāng)晝夜溫差（白天適當(dāng)升溫，晚上適當(dāng)降溫）第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二（2007年，全國卷）玉米和小麥在適宜條件下照光一段時(shí)間后，將葉橫切片用碘液染色，在顯微鏡下觀察這兩種植物的維管束鞘細(xì)胞和葉肉細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米葉片的維管束鞘細(xì)胞被染色，小麥葉片的————被染成——，被染成的原因是—————————————————。由此可知，玉米屬于——植物，小麥屬于——植物。葉肉細(xì)胞藍(lán)色的淀粉與碘液反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色C４C３光合作用積累思維訓(xùn)練1：第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二當(dāng)用碘液對(duì)某一植物照光后的葉橫切片染色時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)被染色的葉片同時(shí)出現(xiàn)上述玉米和小麥葉片的染色結(jié)果。據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可推出：從光合作用角度來說，該植物具有——————植物的特點(diǎn)，其光合作用固定CO2形成的最初化合物有——種，即————————————。C４與C３2三碳化合物和四碳化合物●第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二探索實(shí)驗(yàn)（2008年，黃岡襄樊聯(lián)考）實(shí)驗(yàn)證明不同植物進(jìn)行光合作用時(shí)，體內(nèi)葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞內(nèi)淀粉粒出現(xiàn)情況有差異。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)，并在提供的材料用具中選取合適的材料用具，探究C3植物和C4植物葉片組織中淀粉存在的部位不同。（1）實(shí)驗(yàn)材料和用具：盆栽天竺葵（或其他C3植物）、大田種植的玉米（或其他C4植物）、碘液、顯微鏡、培養(yǎng)皿及其他。（2）你所做的假設(shè)是——————————————————————————。C3植物進(jìn)行光合作用時(shí)，葉片中只有葉肉細(xì)胞中形成淀粉粒課后思考：（3）實(shí)驗(yàn)步驟：●第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二1．取天竺葵、玉米并置于光下照射幾個(gè)小時(shí)，然后各摘取一片健康的葉片。2．對(duì)葉進(jìn)行脫色、滴加碘液（略）3．對(duì)比觀察顏色變化：可以看到，天竺葵葉片的葉肉組織——————，而網(wǎng)狀葉脈————；玉米葉片中的平行葉脈—————，葉肉細(xì)胞—————。4．鏡檢。將上述實(shí)驗(yàn)處理的葉片分別做成葉片橫切面