光合作用2（碳反應(yīng)、影響因素及拓展（C4、光呼吸）） 【知識(shí)精講+高效課堂】高考生物一輪復(fù)習(xí)課件

第12講

光合作用2

碳反應(yīng)、影響因素

及拓展（C4、光呼吸）①向藻類細(xì)胞光合作用的原料中加入14CO2②連續(xù)60s取樣，將藻類細(xì)胞置于熱酒精中③分離溶解物中的分子（雙向紙層析法）④進(jìn)行放射性顯影，以確定放射性的部位5s取樣時(shí)產(chǎn)生的放射性物質(zhì)60s取樣時(shí)產(chǎn)生的放射性物質(zhì)再溶解，化學(xué)分析，表明是3-磷酸甘油酸（C3）實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

依次出現(xiàn)的放射性物質(zhì)代表了碳反應(yīng)過程中各種產(chǎn)物依次出現(xiàn)的順序6碳反應(yīng)研究——卡爾文循環(huán)思考：

為什么要換層析液？思考：

為探究哪一種物質(zhì)與CO2結(jié)合生成C3，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？相對(duì)含量時(shí)間/s1%

CO20.003%

CO23-磷酸甘油酸（C3）蘋果酸（C4）乙醇酸（C2）RuBP（C5）X＋CO2→C36碳反應(yīng)過程6.1場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)（提供酶、原料等）6.2物質(zhì)變化6.3能量變化CO2的固定：C3酸的還原：CO2＋C5→2C3

酶2C3＋ATP＋NADPH→3-磷酸甘油醛酶ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖确€(wěn)定化合物中的化學(xué)能卡爾文循環(huán)6三碳酸3五碳糖（RuBP）

3二氧化碳6三碳糖5三碳糖RuBP的再生：5C3→3C5

酶光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目光反應(yīng)碳反應(yīng)區(qū)別條件光、色素、酶ATP、NADPH、CO2、多種酶場(chǎng)所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化水的光解、ATP和NADPH的合成CO2的固定、C3的還原能量轉(zhuǎn)化光能→ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能→穩(wěn)定化合物（CH2O）中的化學(xué)能聯(lián)系①物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+、ADP和Pi。②能量關(guān)系：光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為碳反應(yīng)中儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中的化學(xué)能?？傊夥磻?yīng)是碳反應(yīng)所需物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段，碳反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。卡爾文循環(huán)模擬題提示2：

3-磷酸甘油醛（三碳糖）的去路：大部分（5/6）用于五碳糖的再生；出循環(huán)的三碳糖（1/6）可以在葉綠體中合成淀粉，大部分

運(yùn)出葉綠體在細(xì)胞溶膠中合成蔗糖。（穩(wěn)定條件下）模擬題提示1：

模擬題（包括教師用書）將ATP和NADPH中的化學(xué)能稱為不穩(wěn)定的化學(xué)能，實(shí)際上應(yīng)該指ATP和NADPH這樣的不穩(wěn)定化合物中的化學(xué)能。物質(zhì)才有穩(wěn)定/不穩(wěn)定之分，能量沒有。模擬題提示3：

條件改變，如光照強(qiáng)度減弱或CO2濃度下降后，葉綠體內(nèi)的C5、C3酸、NADPH和ATP的含量（速率）變化。注意：短時(shí)間與長(zhǎng)時(shí)間；含量與速率6三碳糖5三碳糖1三碳糖P104圖3-247環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響7.1

光合作用強(qiáng)度是指植物單位葉面積、單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類（有機(jī)物）的量。7.2

凈光合速率與光合速率（速率要強(qiáng)調(diào)單位面積）凈光合速率

＝

總光合速率-呼吸速率

生產(chǎn)中關(guān)注凈光合作用

氣孔既是蒸騰作用時(shí)水分子運(yùn)出細(xì)胞的通道，也是CO2進(jìn)入植物葉片的通道。7.3光合作用強(qiáng)度的影響因素7.4探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響（P105-106）思考：

①據(jù)圖示該實(shí)驗(yàn)的因變量可能是什么？②浙科版實(shí)驗(yàn)所提供材料可以探究哪些因素？③若在聚光燈和反應(yīng)室之間添加盛水的玻璃柱，可能的原因是什么？人教版裝置示意圖及部分材料（2006高考理綜T30）為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)你的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、蒸餾水、NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈(實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2,在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì))。實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1)剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3洗溶液的兩支試管中。此時(shí)，葉片均浮在液面上。(2)用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。(3)......分析預(yù)測(cè)的結(jié)果:dacb光照強(qiáng)度M高CO2濃度低CO2濃度7.5多因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（光照強(qiáng)度與CO2濃度）思考：

①光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)的含義②限制因子的概念③據(jù)圖總結(jié)：條件改變光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律fg拓展知識(shí)3

C4植物、CAM途徑與光呼吸C4植物，往往生活在炎熱、干旱地區(qū)，其氣孔開度小，胞間CO2濃度低，為了能更有效的利用低濃度的CO2進(jìn)行光合速率，進(jìn)化出CO2濃縮機(jī)制，可以在維管束鞘細(xì)胞中創(chuàng)造較高濃度的CO2水平。提示：

影響氣孔開放的因素會(huì)影響到二氧化碳供應(yīng)，因此胞間二氧化碳濃度通常并不等于環(huán)境中二氧化碳濃度。實(shí)際光合作用直接利用的CO2是細(xì)胞內(nèi)的。CO2H2OO2思考：

如何判斷氣孔因素是否是影響光合作用的限制因子？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植物C4植物草酰乙酸蘋果酸------C4植物CAM途徑（景天酸科代謝）黑夜：氣孔開放白天：氣孔關(guān)閉思考：

①黑夜，植物能進(jìn)行卡爾文循環(huán)嗎？②白天，植物進(jìn)行光合作用CO2來源？③白天，降低大氣CO2濃度，植物的光合作用怎么變化？④C4途徑的植物固定CO2的物質(zhì)有？RuBP羧化/加氧酶（簡(jiǎn)稱Rubisco）光呼吸RuBP(C5)U2-磷酸乙醇酸C2乙醇酸C23-PGA(C3)3-PGA(C3)甘油酸(C3)卡爾文循環(huán)一系列復(fù)雜反應(yīng)（涉及過氧化物酶體，線粒體）CO2

催化RuBP與CO2反應(yīng)的酶全稱為RuBP羧化/加氧酶（簡(jiǎn)稱Rubisco）O2與CO2是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，當(dāng)O2濃度高時(shí)，催化RuBP與O2結(jié)合（保護(hù)機(jī)制）補(bǔ)充藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制碳泵2021年天津高考T15蛋白質(zhì)外殼光合作用光能化學(xué)能水的光解ATP碳反應(yīng)光反應(yīng)糖類等有