-浙科版-必修1光合作用的基本过程及影响光合作用的因素-教案

1、第2课时光合作用的基本过程及影响光合作用的因素考试内容核心素养1.光反应将光能转化为化学能，并产生氧气1.生命观念具备稳态与平衡观，认同光反应和碳反应的联系，两者相互依存2科学思维运用归纳与概括，表述光反应与碳反应的基本过程；归纳分析，综合比较分析不同因素变化对光合速率的影响3科学探究基于特定因素对光合速率影响的实验探究与分析，感知外界因素变化对光合速率的影响4社会责任通过对光合作用的学习，能对生产生活中的光合作用问题进行指导和分析2.碳反应将二氧化碳还原成糖3.光合作用受环境因素的影响知识点(一)eq blc|rc (avs4alco1(,)光合作用的基本过程1光反应将光能转化为化学能，并产

2、生氧气(1)反应场所：叶绿体类囊体膜中。(2)物质变化水裂解：水在光下裂解为H、e和O2。ATP的合成：ADPPieq o(,sup7(光能),sdo5(酶)ATP。NADPH的合成：H和_e将NADP还原为NADPH。(3)能量变化：光能转变为ATP和NADPH中的化学能。(4)ATP与NADPH的功能ATP的功能：碳反应中将CO2还原为糖的能源物质。NADPH的功能：作为碳反应的能源物质、也作为碳反应中的还原剂。2碳反应将二氧化碳还原成糖(1)反应场所：叶绿体基质。(2)物质变化CO2被固定：1分子CO2和1分子五碳糖结合形成1个六碳分子2个三碳酸分子。三碳酸被还原：三碳酸接受来自NADP

3、H的氢和来自ATP的能量被还原成三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。该物质在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料，但大部分运至叶绿体外，转变成蔗糖，供植物所有细胞利用。再生五碳糖：三碳糖形成后，卡尔文循环的许多反应都是为了再生五碳糖，以保证此循环不断进行。(3)能量变化ATP和NADPH中的化学能转变为糖分子中的化学能。1判断题(1)NADPH是氢的载体，储存着化学能()(2)与H2O的裂解有关的许多酶分布在叶绿体的类囊体空腔内()(3)NADPH和ATP产生于光反应中，消耗于碳反应中()(4)碳反应不需要光，一定要在黑暗条件下才能进行()(5)碳反应又称为柠檬酸循环，在叶绿体基质中将CO

4、2还原为糖()(6)叶绿体的类囊体膜和基质中均分布有叶绿素及将光能转化为化学能的多种蛋白质()(7)在植物细胞内，三碳糖作为淀粉、蛋白质和脂质的原料，在细胞外作为蔗糖合成的原料()2光合作用中水分子裂解的产物是()A氧气和氢气B氧气、H、eC氧原子、NADP、e D氧气、NADPH、ATP解析：选B在光合作用的光反应中，水在叶绿体的类囊体膜上发生分解反应，产物是氧气、H、e。其中氧气可以释放到外界环境或供线粒体进行需氧呼吸，H、e可以与NADP反应生成NADPH。3下列生理过程中不属于碳反应的是()ACO2和五碳糖的结合B三碳酸接受ATP的能量CH2O中的氢将NADP还原为NADPHDNADP

5、H的氢传递给三碳酸解析：选CCO2与五碳糖结合属于碳反应二氧化碳的固定，A错误；三碳化合物接受ATP释放的能量属于碳反应三碳化合物的还原，B错误；H2O的氢传递给NADP形成NADPH属于光反应，C正确；NADPH的氢传递给三碳化合物属于碳反应三碳化合物的还原，D错误。4下列属于光反应和碳反应共同需要的一组条件是()A酶、能量 B色素、光C光、酶 DATP、能量解析：选A光反应需要ATP合成酶等、能量，碳反应需要ATP水解酶等、能量，A正确。1下图为某植物光合作用中光反应的部分示意图。请分析图示中的信息，思考以下与光反应有关的问题。(1)图示中、分别位于哪里？提示：植物细胞中光反应发生在类囊体

6、膜中，因此可确定图示中为叶绿体基质，为类囊体腔。(2)图示中A为何种物质？该物质运出叶绿体需要穿越几层膜？提示：物质A为H2O裂解的产物，图示中已有H、e，因此可确定物质A为O2，由图示可知，O2产生于类囊体腔，因此O2运出叶绿体需要穿越3层膜。(3)类囊体腔中聚集大量的H，而叶绿体基质中H的量远远小于类囊体腔，据此分析H由类囊体腔运至叶绿体基质最可能的运输方式。提示：H由高浓度的类囊体腔穿膜运至浓度较低的叶绿体基质，运输方式为易化扩散。(4)科学研究发现，H运出类囊体的载体为ATP合成酶，且ATP合成酶每旋转一周合成3个ATP，请根据(3)题分析，分析直接驱动ATP合成酶旋转的动力是什么？提

7、示：类囊体内外H浓度梯度。(5)光反应中NADPH的生成过程，图示中未显示，请写出NADPH生成过程。提示：H2eNADPeq o(,sup7(酶)NADPH。2某同学绘制的植物叶肉细胞光合作用的碳反应示意图如下，图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请根据该同学绘制的过程图示，思考并回答以下问题：(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外，还能用于叶绿体内什么物质的组成？提示：核酸和磷脂等。(2)卡尔文循环中三碳酸的还原反应中需要光反应提供什么物质？提示：ATP和NADPH。(3)若蔗糖合成或输出受阻，为什么会引起卡尔文循环减速？此情况下，叶绿体中

8、什么物质的合成增多，以维持卡尔文循环运行？提示：蔗糖合成或输出受阻，通过磷酸转运器进入叶绿体的Pi数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于叶绿体基质中，也导致光反应中合成的ATP数量下降，进而造成卡尔文循环减速。过多的三碳糖磷酸无法运出叶绿体，则将用于淀粉合成，以维持卡尔文循环运行。1光反应和碳反应的比较项目光反应碳反应场所叶绿体类囊体膜中叶绿体基质条件光合色素、光、酶、水酶、ATP、NADPH、CO2时间短促较缓慢物质变化水在光下裂解为H、O2和电子；水中的氢(He)在光下将NADP还原为NADPH；吸收光能产生ATPCO2的固定：CO2五碳糖2个三碳酸；三碳酸分子的还原：三碳酸NADPHATP三碳

9、糖分子NADPADP；五碳糖的再生：三碳糖分子五碳糖能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为碳反应提供NADPH和ATP；碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP，二者紧密联系，缺一不可2.对光反应与碳反应认识的易错点(1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的，而是息息相关的两个过程，没有光反应，碳反应也无法进行。(2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体，在原核生物中为光合膜。(3)水裂解的产物为H、e及氧气，而光反应的产物为ATP、NADPH、O2。其中ATP的生成需要H浓度差推动，而NADPH的生成则直接需要H和e的参与

10、。(4)注意元素的构成：三碳糖或五碳糖组成元素中含有磷。(5)注意C原子的转移路径：CO2中的C进入三碳酸分子但不进入五碳糖，最后进入三碳糖，五碳糖中的C不进入三碳糖，可以通过同位素示踪实验证明。(6)注意区分不同阶段三碳糖的大部分和少部分：在卡尔文循环中，大部分三碳糖用于再生五碳糖，少部分离开卡尔文循环去合成各种有机物(比例为15)；离开卡尔文循环的三碳糖，大部分运至叶绿体外合成蔗糖供细胞利用，少部分留在叶绿体内合成淀粉、脂质和蛋白质。1下列关于光合作用的叙述，正确的是()A形成的有机物就是植物积累的有机物B水在光下裂解为O2和NADPHC既产生有机物又消耗有机物D卡尔文循环在无光的条件下也

11、能一轮一轮地循环解析：选C光合作用积累的有机物是总光合去掉呼吸后的产物，A错误；在光照条件下，在类囊体膜上水可以参与光反应产生氧气、H和电子，B错误；光合作用能够产生糖类等有机物，光反应产生ATP，碳反应消耗ATP(ATP属于有机物)，所以光合作用既产生有机物又消耗有机物，C正确；卡尔文循环虽然不直接需要光，但只有在有光的条件下才能一轮一轮地循环，D错误。2下图是碳反应及光合产物在植物细胞中的利用示意图。据图分析，下列叙述中正确的是()A是叶绿体类囊体膜，是叶绿体基质B生成一分子离开卡尔文循环的c，需要3轮卡尔文循环C突然降低光强度，a的生成速率加快D过程都直接与光反应相关解析：选B是光合作用

12、碳反应的场所叶绿体基质，是在叶绿体外，从c可被用来进行细胞呼吸来看，是细胞溶胶，A错误；卡尔文循环中固定二氧化碳合成有机物，从图中分析，生成1分子c需要各循环1次，故每生成1分子三碳糖，需要固定3分子CO2，B正确；突然降低光强度，则生成的NADPH和ATP减少，三碳酸还原减少，a的生成速率下降，C错误；是碳反应，只有三碳酸的还原与光反应直接相关，需要光反应提供ATP和NADPH，D错误。3植物能吸收一定强度的光驱动光合作用，后者的基本过程如下图所示。过度光照可能会导致DNA损伤甚至细胞死亡，但是植物能借助一种光保护机制防止这种损伤。近来研究发现，类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高质子浓度

13、而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤(即光保护效应)。下列有关说法正确的是()A抑制A物质释放有利于PSBS发挥功能B降低ATP合成酶活性和阻断反应都有利于PSBS发挥功能C若该植株既不吸收也不释放CO2，则所产生的A物质全部用于图示细胞的细胞呼吸D物质F可以在叶肉细胞的叶绿体基质中合成蔗糖解析：选B图中A是氧气，抑制氧气的释放，电子传递受影响，不利于PSBS发挥功能，A错误；据图分析可知PSBS的作用是抑制电子在类囊体膜上的传递，所以降低ATP合成酶活性和阻断反应都有利于PSBS发挥功能，B正确；若该植株既不吸收也不

14、释放CO2，则所产生的A物质用于图示细胞的细胞呼吸和释放到细胞外，C错误；物质F可以在叶肉细胞的叶绿体基质中合成淀粉等物质，被运至叶绿体外的三碳糖转变为蔗糖，D错误。知识点(二)eq blc|rc (avs4alco1(,)影响光合作用的因素1光合速率(又称光合强度)(1)含义：指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。(3)表观光合速率：光照条件下测得的植物从外界环境中吸收的CO2总量。(4)真正光合速率：光照条件下，植物从外界环境中吸收的CO2的量，加上细胞呼吸释放的CO

15、2量。2影响光合速率的常见环境因素影响因素说明光强度光合速率随光强度的增加而增加，但在强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的速率，即最大光合速率温度光合作用有一个最适温度，和酶反应有最适温度一样。表现为光合速率随温度的升高而加快，超过最适温度光合速率下降CO2浓度空气中CO2浓度的增加会使光合速率加快。大气中CO2浓度约为0.035%，CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增加而增加1判断题(1)在相同的光照条件下，各种植物的光合作用强度相同()(2)真正光合速率是指人们测得的CO2吸收量()(3)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短()(4)光饱和点指最

16、大光合速率对应的最小光强度()(5)在相同光照和温度条件下，空气中CO2的浓度越高，光合作用的强度就越大()(6)探究不同光强度对光合作用的影响时应避免温度等其他因素对实验结果造成的影响()2在大棚栽培蔬菜过程中，不属于提高光合作用速率来增产的措施是()A适当提高光强度B夜间适当降低温度C适时增施有机肥 D适时通风透气解析：选B适当提高光强度可以提高光合作用强度，A正确；夜间适当降低温度不能提高光合作用强度，只能减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量，B错误；适时增施有机肥，可以提高二氧化碳浓度，提高光合作用强度，C正确；适时通风透气，可以提高二氧化碳浓度，提高光合作用强度，D正确。3下图为光合作用

17、与光强度之间关系的曲线，光强度在n点时，限制光合作用强度进一步升高的主要因素是()光强度 CO2浓度 温度 O2浓度A BC D解析：选A光强度为n点时，达到了饱和点，此时影响光合作用强度升高的因素有CO2浓度、温度。4下图是夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列关于引起曲线各段变化的主要环境因素的分析，错误的是()AAB段；光强度 BBC段；O2浓度CCD段；CO2浓度 DDE段；光强度解析：选B图中的1012时，温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO2供应不足，因此导致BC段变化的主要环境因素是CO2浓度，B错误。1在无光条件下，碳反应能否长期进行？提示：不能。因为无

18、光条件下，光反应不能进行，当光反应的产物ATP和NADPH不能满足碳反应的需求时，碳反应将停止进行。2分析光反应、碳反应的过程，思考：若突然停止光照，叶绿体中三碳酸和五碳糖相对含量会发生怎样的变化？提示：突然停止光照，NADPH和ATP不再产生，三碳酸还原减弱直至停止，但CO2的固定仍在进行，故三碳酸含量升高，五碳糖含量下降。1环境条件变化对光合产物变化的影响(1)当CO2供应不变，光照发生变化时光照分析结果模型分析强弱光反应减弱，NADPH和ATP含量减少，三碳酸分子还原减弱三碳酸分子含量增多，五碳糖、三碳糖分子含量减少弱强光反应增强，NADPH和ATP含量增多，三碳酸分子还原加强三碳酸分子

19、含量减少，五碳糖、三碳糖分子含量增多(2)当光照不变，CO2供应发生变化时CO2供应分析结果模型分析充足不足CO2的固定减慢，三碳酸分子的产生减少，五碳糖分子消耗减少三碳酸分子含量减少，五碳糖分子含量增多，ATP和NADPH含量增多不足充足CO2的固定加快，三碳酸分子的产生增多，五碳糖分子消耗增多三碳酸分子含量增多，五碳糖分子含量减少，ATP和NADPH含量减少说明：(1)光照强弱问题。如对光照增强的分析如下(CO2浓度不变)：最终结果：三碳糖含量增多，五碳糖含量增多综合分析为ATP和NADPH增加，三碳糖含量增多，五碳糖含量增多，三碳酸含量减少。(2)CO2浓度高低问题。对CO2浓度突然增加

20、的分析如下(光强度不变)：2综合分析各种因素对光合速率的影响(1)单因素对光合速率的影响影响因素曲线曲线解读在生产上的应用光强度A点：只进行细胞呼吸；AB段：随光强度增大，光合速率也逐渐增大；B点(光补偿点)：光合速率等于细胞呼吸速率；BC段：光强度不断加强，光合速率不断增大，C点对应的光强度为光饱和点温室栽培时人工补光。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用的时间CO2浓度图1和图2都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合速率不再增加图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中

21、的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1中的B点和图2中的B点都表示CO2饱和点施用有机肥；温室栽培植物时，可以适当提高室内CO2浓度。大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度，增加产量温度温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率增加昼夜温差，保证植物有机物的积累(2)多因素对光合速率的影响曲线解读：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所示因素，随该因素的不断增强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所示因素不再是影响光合速率的主要因素，若要提高光合速率，可适当提高图示其他因素的强度。应用a温室栽培植物时，在光强度一定的条件下，白天适当提高温度，可增加与光合作用有关的

22、酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率。b当温度适宜时，可适当增加光强度和CO2浓度，以提高光合速率。1光合作用过程中，将植物突然从光下移到黑暗中，图中能表示植物叶绿体中五碳糖含量变化曲线的是()解析：选D将植物突然从光下移到黑暗中，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的三碳酸减少，生成的五碳糖减少，而CO2被五碳糖固定形成三碳酸的过程不变，故五碳糖的含量将减少，但不会减少为0。2下图为植物部分代谢过程示意图，下列说法正确的是()A若过程加快，则基质中过程也随之加快B醋酸杆菌与酵母菌进行的主要场所相同C过程释放的能量直接用于细胞分裂、物质运输等活动D过程必须有

23、光才能进行，过程在黑暗中才能进行解析：选C光反应的场所在叶绿体类囊体膜上，A错误；表示需氧呼吸，醋酸杆菌进行需氧呼吸的主要场所是细胞溶胶，酵母菌进行需氧呼吸的主要场所是线粒体，B错误；ATP是生命活动所需能量的直接来源，C正确；表示光反应，表示碳反应。碳反应有光无光均能进行，但碳反应需要光反应提供的ATP和NADPH，故黑暗中碳反应不能持续进行，D错误。 3为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30 环境移入40 A在高温环境下，三个品系光合速率均下降B光能捕获效率下降的原因可能是高温导致了类囊体膜的损伤CA品系在高温条件下光合速率下降少的原因可能是高温下蒸

24、腾速率增加显著，能有效地散热D三个品系在高温环境中通过增加气孔开度缓解了高温引起的光合速率降低解析：选D据图分析可知，高温处理后三个品系的光合速率百分数均低于100，说明三个品系光合速率均下降，A正确；绿色植物捕获光能的光合色素分布在类囊体膜上，高温环境下，类囊体膜被破坏，导致三个品系的光能捕获效率下降，光反应受到抑制，B正确；三个品系中的A品系在高温条件下光合速率下降最少，可能是由于A品系蒸腾作用最强，散热最快，能降低高温对植物的影响，C正确；高温导致三个品系气孔开放度下降，进入叶肉细胞的二氧化碳减少，碳反应受到抑制，不能缓解高温引起的光合速率降低，D错误。1下图为光合作用某阶段示意图，下列

25、叙述正确的是()A该反应阶段必须无光B反应场所为类囊体膜C该反应阶段伴随ATP的合成D该反应阶段需要多种酶参与解析：选D分析图示可知，该反应阶段为光合作用的碳反应阶段，不需要光照，有光和无光都可以进行，A错误；反应场所为叶绿体的基质，光合作用的光反应阶段场所为类囊体膜，B错误；该反应阶段需要光反应提供的ATP和NADPH，所以伴随ATP的水解，C错误；该反应阶段除需要光反应提供的ATP和NADPH外，还需要多种酶参与催化，D正确。2图甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围。下列分析错误的是()A由图甲可知：不同温度条件下，小麦光合作用的

26、光饱和点不同B由图乙可知：P点时限制小麦光合速率的因素为光强度C图甲可解释小麦在冬季和春季光合作用速率不同的原因D图丙从强光照变为弱光照时，短时间内小麦细胞中的三碳酸分子含量下降解析：选D甲图所示实验中，随着光强度的增强，光合速率不断增强，并且在不同温度条件下，光合速率也有区别，说明小麦光合作用的光饱和点不同，A正确；由图乙可知：P点之前三线合一，表明P点时限制小麦光合速率的因素为光强度，B正确；冬季和春季的温度不同，所以图甲可解释小麦在冬季和春季光合作用速率不同的原因，C正确；图丙从强光照变为弱光照时，光反应减弱，产生的NADPH和ATP减少，短时间内小麦细胞中的三碳酸分子含量上升，D错误。

27、3五碳糖羧化酶催化五碳糖与CO2结合生成三碳酸。将某种植物置于适宜的光照和温度条件下，测定叶片不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中五碳糖的含量，得到如下图所示的结果。据图作出的推测合理的是()ABA，叶肉细胞吸收CO2的速率增加BBC，五碳糖羧化酶量限制了光合速率CBA，光反应产生ATP的速率增加DBC，叶片的光合速率等于呼吸速率解析：选BBA，二氧化碳浓度逐渐降低，叶肉细胞吸收CO2的速率降低，A错误；BC，二氧化碳浓度逐渐升高，而五碳糖的含量相对稳定，则叶肉细胞的光合速率相对稳定，此时，五碳糖羧化酶量限制了光合速率，B正确；BA，二氧化碳浓度逐渐降低，碳反应强度减弱，消耗光反应产生的ATP

28、减少，限制了光反应，故光反应产生ATP的速率减小，C错误；BC，叶片的光合速率大于呼吸速率，D错误。4下列关于光合作用中改变反应条件而引起的变化的叙述，正确的是()A突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中五碳糖/三碳酸的值减小B突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小C突然将绿光改变为白光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大D突然将白光改变为蓝紫光光会暂时引起叶绿体基质中五碳糖/三碳酸的值增大解析：选C突然中断CO2供应，使碳反应中二氧化碳固定减少，而三碳酸还原仍在进行，因此导致三碳酸减少，五碳糖增多，因此会暂时引起叶绿体基质中五碳糖/三碳酸的值增加，A错误；突

29、然中断CO2供应使三碳酸减少，因此三碳酸还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增加，B错误；突然将绿光改变为白光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和NADPH增加，而ADP相对含量减少，因此暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增加，C正确；突然将白光改变为蓝紫光，会导致光反应产生的ATP和NADPH减少，这将抑制碳反应中三碳酸的还原，导致导致五碳糖减少，三碳酸增多，因此会暂时引起叶绿体基质中五碳糖/三碳酸的值减少，D错误。5为探究环境因素对光合速率的影响，某同学将叶片用打孔器打取若干小圆片，用注射器抽出叶圆片内的气体后将其沉入水中，在一定的环境条件下处理，请回答以下