生物复习光合作用

1、（一）光合作用的研究历程（一）光合作用的研究历程 实施者实验过程和实验现象实验结论 普里斯 特利 点燃的蜡烛与绿色植物，密闭蜡烛不熄灭 小鼠与绿色植物，密闭小鼠不易窒息 植物更新空气 萨克斯 绿色叶片光合 作用产生淀粉 恩格 尔曼 O2是叶绿体释放 出来的，叶绿体 是光合作用的场 所 鲁宾、 卡门 光合作用释放的 氧全部来自水 绿叶 黑暗 12h 遮光 曝光 碘液 碘液 深蓝色 无颜色变化 向植物 提供 H218O、CO2释放18O2 H2O、C18O2释放O2 四、光合作用四、光合作用 1.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条 件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间

2、后，以下相 关比较不正确的是 () AY2的质量大于Y3的质量 B中小球藻的质量大于中小球藻的质量 C中水的质量大于中水的质量 D试管的质量大于试管的质量 （二）光合作用的过程和实质（二）光合作用的过程和实质 1. 光合作用的过程光合作用的过程 2. 表达式表达式 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 光能 叶绿体 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 光能 叶绿体 3光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较 比较比较 项目项目 光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段 概念 指光合作用第一阶段中的化学反 应，必须有光才能进行 指光合作用第二阶

3、段中 的化学反应，有没有光 都可以进行 实质光能转变为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物(酶 促反应) 条件需光和色素、光、酶、水 不需叶绿素，有光无光 均可，需要多种酶、 ATP、H、CO2 场所 在叶绿体内的类囊体的薄膜上进 行 在叶绿体内的基质中进 行 比较项目比较项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段 物质转化 水的光解： 2H2O 4HO2 ATP的合成： ADPPi能量 ATP CO2的固定： CO2C5 2C3 C3的还原： 2C3HATP (CH2O)C5ADPPi 能量转化 光能活跃的化学能，并部 分储存在ATP中 ATP中活跃的化学能有 机物中稳定的化学能 3光

4、反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较 光解 酶 酶 酶 4.光反应和暗反应的关系光反应和暗反应的关系 光光 反反 应应 暗暗 反反 应应 光叶绿体的色素ATP H2OO2 CO2（CH2O） 酶 C3 H 酶 C5 ADP+Pi 酶 5光照与光照与CO2浓度变化对植物细胞内浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、C6H12O6合合 成量的影响成量的影响 光照由强变弱 CO2 浓度不变 光反应减弱 H减少 ATP减少 暗反应 C3还原减弱 CO2固定仍 正常进行 C3含量上升 C5含量下降 （CH2O）合 成量减少 光照由弱变强 CO2 浓度不变 光反应增强 H增多 ATP

5、增多 暗反应 C3还原增强 CO2固定仍 正常进行 C3含量下降 C5含量上升 （CH2O）合 成量增加 5光照与光照与CO2浓度变化对植物细胞内浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、C6H12O6合合 成量的影响成量的影响 光照不变 CO2 浓度减小 H相对增加 ATP相对增加 暗反应 C3还原仍 正常进行 CO2固定减弱 （CH2O）合成 量相对减少 C3含量下降 C5含量上升 4光照与光照与CO2浓度变化对植物细胞内浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、C6H12O6合合 成量的影响成量的影响 5光照与光照与CO2浓度变化对植物细胞内浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP

6、、C6H12O6合合 成量的影响成量的影响 光照不变 CO2 浓度增加 H相对减少 ATP相对减少 暗反应 C3还原仍 正常进行 CO2固定增强 （CH2O）合成 量相对增加 C3含量上升 C5含量下降 2下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。在图示结构 上（ ） A生物膜为叶绿体内膜 B可完成光合作用的全过程 C发生的能量转换是：光能电能化学能 D产生的ATP可用于植物体的各项生理活动 （三）影响光合作用的因素（三）影响光合作用的因素 1单因子影响单因子影响 （1 1）光照强度）光照强度 在生产上的应用：在生产上的应用： 延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上延长光合作

7、用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上 绿色植物进行光合作用的时间绿色植物进行光合作用的时间。 增加光合作用面积：合理密植。增加光合作用面积：合理密植。 （2）CO2浓度浓度 在生产上的应用：在生产上的应用： 对农田里的农作物应合理密植，对农田里的农作物应合理密植，“正其行，通其风正其行，通其风”。 对温室作物来说，应增施农家肥料或使用对温室作物来说，应增施农家肥料或使用CO2发生器。发生器。 （3）温度）温度 在生产上的应用：在生产上的应用： 冬天，温室栽培可适当提高温度。冬天，温室栽培可适当提高温度。 夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适夏天，温室栽培可适当降低温度。白天

8、调到光合作用最适 温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温度，降低酶温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温度，降低酶 的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的积累。的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的积累。 （4）水分）水分 水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质；水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质； 另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。进入植物体内。 （5）必需矿质元素）必需矿质元素 矿质元素直接或间接影响光合作用。矿质元素直接或间接影响光合作用。N是构成叶绿素、酶是构成叶绿素、酶 、ATP等的元素

9、；等的元素；P是构成是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成等的元素，参与叶绿体膜的构成 ；Mg是构成叶绿素的元素；是构成叶绿素的元素；K影响糖类的合成与运输。影响糖类的合成与运输。 在生产上的应用：在生产上的应用：预防干旱。预防干旱。 在生产上的应用：在生产上的应用：合理施肥。合理施肥。 （6）绿叶的面积）绿叶的面积 OA段表示随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，段表示随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大， A点为光合作用面积的饱和点，超过点为光合作用面积的饱和点，超过A点时，随叶面积的增大，光点时，随叶面积的增大，光 合作用实际量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下合

10、作用实际量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下 。OB段表示干物质量随光合作用增加而增加。而由于段表示干物质量随光合作用增加而增加。而由于A点以后光点以后光 合作用量不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加合作用量不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加 (OC段段)，所以干物质积累量不断降低，如，所以干物质积累量不断降低，如BC段。段。 （7）叶龄）叶龄 随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿 素含量不断增加，光合速率不断增加素含量不断增加，光合速率不断增加(OA段段)。 壮叶时，叶面积、叶绿体

11、、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基 本稳定本稳定(AB)段。段。 老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降(BC段段)。 在生产上的应用：在生产上的应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。 2. 多因子影响多因子影响 P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因 子的不断加强，光合速率不断提高。当到子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示点时，横坐标所表

12、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 取适当提高图示的其他因子。取适当提高图示的其他因子。 3下列措施及对应的生物学原理的叙述错误的是（ ） A农田种植作物一年两茬，可延长光合作用时间 B栽种秆矮、叶直而小的作物，能增加种植密度，有益于增大光合 面积 C温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对有机物的吸收 D经常疏松土壤可以促进植物充分利用土壤中的矿质营养 4下列有关碗豆的叙述，正确为是( ) A.萌发初期，种子的有机物总重量增加 B.及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害 C.进人夜间，叶肉细胞内ATP合成停止 D.叶

13、片黄化，叶绿体对红光的吸收增多 （四）叶绿体中色素的提取和分离（四）叶绿体中色素的提取和分离 叶绿体中的各种色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇或丙酮 溶液中，可以用无水乙醇或丙酮溶液提取叶绿体中的色素。 层析液（ 20份石油醚+2份丙酮+1份苯）是脂溶性有机溶剂。 各种色素在层析液中溶解度不同：溶解度高的色素随层析液 在滤纸上扩散得快，溶解度低的色素随层析液在滤纸上扩散 得慢。几分钟之后，叶绿体中的色素就在扩散过程中分离开 来。滤纸条上呈现不同的色素带。 分离 原理 提取 原理 色素带 层析液 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 叶绿素 b 滤液细线 24 叶绿素：叶绿素：640660nm 红光、红光、

14、430450nm 蓝紫光吸收最强蓝紫光吸收最强 类胡罗卜素：类胡罗卜素：吸收带在吸收带在400500nm蓝紫光蓝紫光 红、蓝紫光最强红、蓝紫光最强 （五）化能合成作用（五）化能合成作用 自然界中少数细菌通过氧化体外环境中某些无机物NH4+、 NO2-、H2S 等释放出来的能量将二氧化碳和水合成为糖类。 硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等 原理： 化能自养类型 2NH3 +3O2 2HNO2 + 2H2O +能量 2HNO2 +O2 2HNO3 + 能量 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2 能量 5.有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表（净光合速 率以CO2吸

15、收速率表示，其他条件适宜且相对恒定）。下列相关分析，不正确的 是（ ） A光强大于0.1mmol光子/m2.s，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减少 B光强小于0.5mmol光子/m2.s ，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量 C光强大于0.7mmol光子/m2.s ，限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度 D龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果。 6.将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用 的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为 指标，。实验结果如下表所示： 温度（）5101520253035 光照下吸收C

16、O2（mg/h）1.001.752.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中释放CO2（mg/h）0.50 0.751.001.502.25 3.00 3.50 (1)昼夜不停地光照，温度在35时该植物能否生长？ (2)昼夜不停地 光照，该植物生长的最适宜温度是_。 (3)每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在10的条件下， 该植物能否生长？为什么？ 7.下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率（时间单位、单位叶 面积吸收CO2的量）的变化曲线，下列叙述错误的是( ) A.在9：3011：00之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓 B.在11：0012：30之

17、间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多 C.在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同 D.在18：30时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应 （1）B的净光合速率较低，推测原因可能是：叶绿素含量低，导致光 能吸收不足；_，导致_。 8荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。(注： “”表示未测数据。) “汉水丑生的生物同行”超级群大型 公益活动：历年高考题PPT版制作。 本课件为公益作品，版权所有，不得 以任何形式用于商业目的。2012年1月 15日，汉水丑生标记。 （2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细 胞中，将开始积累_；D的叶肉

18、细胞中，ATP含量将_。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型 公益活动：历年高考题PPT版制作。 本课件为公益作品，版权所有，不得 以任何形式用于商业目的。2012年1月 15日，汉水丑生标记。 （3）与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是 _。 （4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是_的结果；D的叶肉 细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是_。 9.为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室将水稻幼苗固定 于无底反应瓶中进行实验，实验装置如左图所示。 实验原理:该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天 平指针发生偏转. 实验步骤 调节天平平衡；

19、用100W的灯泡作为光源，先将灯泡置于距装置 20厘米处，15分钟后观察并记录指针偏转方向和格数。加大灯泡与 装置间距离，过15分钟再观察记录；连续重复步骤。 实验结果绘制如右图所示，请回答下列问题: (1)该实验的自变量是_，通过_进行调控。 (2)请据实验结果分析回答: B点与A点比较,光合强度较大的是_点,指针偏转的方向_。 C点表示的是_。 CD段形成的原因是_，与C点相比较，D点指针向_偏转。 若此曲线与横轴相交于E点，则E点的含义是_。 (3)若用此装置测定水稻幼苗的呼吸强度，需要对此装置进行 _处理，如果此时水浴温度下降，指针的偏转会受影响， 从内在因素分析是因为_。 10某研究

20、组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行 了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与 正常叶片相比，实验结果是( ) A光吸收差异显著，色素带缺第2条 B光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C光吸收差异显著，色素带缺第3条 D光吸收差异不显著，色素带缺第3条 11.中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用 色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。 I.提取叶绿素 II.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25）下进行实 验，方法和结果如下表。 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 实验组号叶绿素溶液（

21、mL）调pH至处理时间 （min） 溶液颜色 3.0Y10绿色 3.07.010绿色 3.06.010黄绿色 3.05.010黄褐色 根据所学知识和实验结果，请回答： （1）提取食用叶绿素的X应该为_，原因是_。 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 实验组号叶绿素溶液（mL）调pH至处理时间（min）溶液颜色 3.0Y10绿色 3.07.010绿色 3.06.010黄绿色 3.05.010黄褐色 （2）表中Y应该为_，原因是_。 （3）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。 （4）小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出 主要步骤。 “光补偿点光补偿点”和和“

22、光饱和点光饱和点”的移动的移动 （1）上图代表的是阴生植物，如果改为阳生植物，a、b两点则如 何移动？ 阳生植物其光补偿点和光饱和点都高于阴生植物，故a、b点均 应向右移。 （2）当温度或CO2浓度改变时,植物的光补偿点在坐标轴上的位置将怎 样移动 ? 植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，它们会随外界条件的 变化而变动，当CO2浓度增高或温度降低时，呼吸作用减弱，因此光补 偿点降低，a点向左移。在封闭的温室中，温度较高，CO2较少，这会 使光补偿点提高而对光合积累不利。在这种情况下应适当降低室温， 通风换气，或增施CO2才能保证光合作用的顺利进行。 “光补偿点光补偿点”和和“光饱和点光饱和点

23、”的移动的移动 （3）当土壤或培养液中缺乏Mg时，a点如何移动？ 因为Mg中植物生长必须的矿质元素，与叶绿素的合成密切相关， 缺Mg时植物对光能的利用率下降，因此a点必须向右移才能使得此时 ：光合作用强度=呼吸作用强度。 “光补偿点光补偿点”和和“光饱和点光饱和点”的移动的移动 12.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25、30，如图 所示曲线表示该植物在30时光合作用强度与光照强度的关系。若将温 度调节到25的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，从理论上讲，图中 相应点的移动分别是（ ） Aa点上移，b点左移，m值增大 Ba点不移，b点左移，m值不变 Ca点上移，b点右移，m值减

24、小 Da点下移，b点不移，m值增大 13.育种专家测定了22时，某作物A、B两个品种在不同CO2浓度下的CO2吸 收量，以及黑暗条件下的CO2释放量，结果如下表。 CO2补偿点补偿点 （mmol/mol） CO2饱和点饱和点 （mmol/mol） CO2饱和点时饱和点时CO2吸收量吸收量 mmol/(m2h） 黑暗条件下黑暗条件下CO2释放量释放量 mmol/(m2h） A品种品种0.061.06115.2072.00 B品种品种0.051.1386.4039.60 （1）CO2饱和点时，A品种的总光合速率为mmol/(m2h)。 （2）若环境中的CO2浓度保持在CO2饱和点，先光照14小时，

25、再黑暗10 小时，则一天中A品种积累的葡萄糖比B品种多mg/m2。（相对原 子量：C-12，O-16，H-1） （3）若其他条件不变，温度上升至27，CO2补偿点将 ,原因是 。 2. 表达式表达式 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 光能 叶绿体 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 光能 叶绿体 （三）影响光合作用的因素（三）影响光合作用的因素 1单因子影响单因子影响 （1 1）光照强度）光照强度 在生产上的应用：在生产上的应用： 延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上 绿色植物进行光合作

26、用的时间绿色植物进行光合作用的时间。 增加光合作用面积：合理密植。增加光合作用面积：合理密植。 （4）水分）水分 水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质；水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质； 另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。进入植物体内。 （5）必需矿质元素）必需矿质元素 矿质元素直接或间接影响光合作用。矿质元素直接或间接影响光合作用。N是构成叶绿素、酶是构成叶绿素、酶 、ATP等的元素；等的元素；P是构成是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成等的元素，参与叶绿体膜的构成 ；Mg是构成叶绿素的元素；是

27、构成叶绿素的元素；K影响糖类的合成与运输。影响糖类的合成与运输。 在生产上的应用：在生产上的应用：预防干旱。预防干旱。 在生产上的应用：在生产上的应用：合理施肥。合理施肥。 （6）绿叶的面积）绿叶的面积 OA段表示随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，段表示随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大， A点为光合作用面积的饱和点，超过点为光合作用面积的饱和点，超过A点时，随叶面积的增大，光点时，随叶面积的增大，光 合作用实际量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下合作用实际量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下 。OB段表示干物质量随光合作用增加而增加。而由于段表示干物质量随光合作用增加而增加。而由于A点以后光点以后光 合作用量不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加合作用量不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加 (OC段段)，所以干物质积累量不断降低，如，所以干物质积累量不断降低，如BC段。段。 6.将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用 的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为 指标，。实验结果如下表所示： 温度（）5101520253035 光