初中科学-光合作用

1、 10/10初中科学-光合作用 华大教育学科教师辅导讲义 学员编号：年级：高三课时数： 学员姓名：辅导科目：生物学科教师：李向男授课类型T(专题7) C （光合作用）T 授课日期及时段 教学内容 考纲要求 1.光合作 用的概念、阶段、场所和产物必考(b)、加试(b)。2.色素的种类、颜色和吸收光谱必考(a)、加试(a)。3.光反应和碳反应的过程必考(b)、加试(b)。4.活动：光合色素的提取与分离必考(b)、加试(b)。5.活动：探究环境因素对光合作用的影响必考(c)、加试(c)。6.环境因素对光合速率的影响加试(c)。7.光合作用与细胞呼吸的异同加试(b)。 考点一 光合作用的概念及其过程

2、一、光合作用概述 1光合作用的概念和反应式 (1)光合作用指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO 2和H 2O 转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 (2)总反应式：6CO 212H 2O 光 叶绿体C 6H 12O 66H 2O 6O 2。 2叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 (2)结构? 外表：双层膜 内部? ? 基质：含有与碳反应有关的酶 基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素 和与光反应有关的酶 决定 (3)功能：进行光合作用的场所。 3光合作用的两个阶段 (1)光合作用的研究：利用同位素示踪的方法，证实光合作用释放的氧气来自于H 2O 中的O 。 (2)阶段划分：光合作用

3、分为光反应和碳反应两个阶段。前一阶段在类囊体膜上进行，需(需/不需)光；后一阶段在叶绿体基质中进行，不需要光直接参加。 二、色素的种类、颜色和吸收光谱 色素种类 颜色 吸收光谱 叶绿素 叶绿素a 蓝绿色 红光和蓝紫光 叶绿素b 黄绿色 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光 叶黄素 黄色 小贴士 色素的吸收光谱图 三、光合作用的过程 1光反应阶段(1)条件：叶绿体色素、酶、光和水。(2)场所：叶绿体类囊体膜。(3)产物：NADPH、ATP、O2。 (4)物质转变 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。 (5)能量转变：光能被吸收并转化为ATP和NADPH

4、中的化学能。 2碳反应(1)条件：多种酶、A TP、NADPH。(2)场所：叶绿体基质。(3)产物：三碳糖。 (4)主要变化：CO2RuBP2三碳酸分子。三碳酸分子的还原：三碳酸分子接受NADPH中的氢和ATP 中的磷酸基团及能量，被还原成三碳糖，这是碳反应形成的产物。 巧记巧记光合作用过程“一二三四” 3RuBP的再生 每3个CO2分子进入卡尔文循环，就形成6分子的三碳酸分子，后者都被还原为三碳糖，其中5个三碳糖分子在循环中再生为RuBP，另一个三碳糖分子则离开循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成蔗糖。 思考诊断 1适宜条件下光合作用过程中RuBP/三碳酸分子的比值

5、在停止供应CO2后比停止前高( ) 2光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与() 3光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂() 4番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，碳反应强度也降低( ) 5离体的叶绿体基质中添加A TP、NADPH和CO2后，可完成碳反应() 1光合作用过程分析 比较项目光反应碳反应 场所类囊体膜叶绿体基质 时间短促、以微秒计较缓慢 条件光、色素、酶、水多种酶、CO2、NADPH、ATP 过程利用光能使水分解产生O2，同时产 生A TP和NADPH 将CO2还原为糖的一系列反应称为卡尔 文循环 物质变化 水的光解：H2O 光 叶绿

6、体 2H2e 1 2O2A TP的合成：ADPPi能 量 酶 A TPNADPH的合成： NADPH2e 酶 NADPH CO2的固定：CO2RuBP 酶 2个三 碳酸分子三碳酸分子的还原：2个三 碳酸 ATP、NADPH 酶 2个三碳糖RuBP的再 生：三碳糖 酶 RuBP 能量变化光能A TP、NADPH中活跃的化学活跃的化学能有机物中稳定的化学能 能 完成标志O2释放、A TP和NADPH的生成糖类等有机物的生成 联系光反应能为碳反应提供ATP、NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP ，二者紧密联系，缺一不可 2.光合作用碳反应产生的三碳糖的去向 一个三碳酸分子接受来自NA

7、DPH的氢和来自A TP的磷酸基团，形成一分子三碳糖，这是CO2进入卡尔文循环后形成的第一个糖。多数三碳糖以后的许多反应，是为了再生成RuBP，以保证循环的进行。离开卡尔文循环的三碳糖，大部分运至叶绿体外转变成蔗糖，只有小部分在叶绿体内作为合成淀粉、脂质和蛋白质的原料(如图所示)： 题型一色素的种类、颜色和吸收光谱 1关于叶绿素的叙述，错误的是() A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光2(2016宁波期末联考)下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体中色素吸收光能的情况，下列分析错误的是

8、() 波长(nm) 400 450 500 550 600 670 700 吸收光能百分比(%) 叶绿素a 40 68 5 15 16 40 16 全部色素75 93 50 35 45 75 35 A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致 B由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，叶绿体中三碳酸分子的量会增加 C该植物缺乏镁时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大 D环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低 题后反思 影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗环境中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素

9、合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶片变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。 题型二光反应和碳反应的过程 分析在环境因素发生变化时，三碳酸分子和RuBP等物质含量的变化 (1)当CO2供应不变，光照发生变化时 光照分析结果 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，RuBP含量减少， ADP和NADP含量增多 弱强光反应增强，NADPH和ATP含量增多， 三碳酸分子还原加强 三碳酸分子含量减少，RuBP含量增多， ADP和NAD

10、P含量减少 (2)当光照不变，CO2供应发生变化时 CO2供应分析结果 充足不足CO2的固定减慢，三碳酸分子的产生 减少，RuBP分子消耗减少 三碳酸分子含量减少，RuBP含量增 多，A TP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，RuBP分子消耗增多 三碳酸分子含量增多，RuBP含量减 少，A TP和NADPH含量减少 3.离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物(3磷酸甘油酸)、RuBP及ATP相对含量的变化是() A上升、下降、上升B上升、下降、下降C下降、上升、下降D下降、上升、上升4(2016浙

11、江月考)下图表示叶绿体中光合作用的过程，其中表示结构，表示物质。请回答下列问题： (1)图中表示_，表示_。 (2)光反应过程中，水在光下裂解产生_和氧气。碳反应生成的三碳糖大部分运至叶绿体外，转变成_供植物体所有细胞利用。 (3)光合作用正常进行时，若光照突然减弱，则在较短时间内叶绿体中RuBP的含量将_，其主要原因是_。 (4)某研究小组探究不同浓度的NaCl溶液对某种幼苗光合作用的影响，获得的实验数据见下表。 NaCl溶液浓度(mmolL1) 0 25 50 100 150 200 250 表观光合速率(mol CO2m2s1) 6.0 6.3 7.0 6.0 5.5 2.0 1.8 注

12、：表观光合速率是指在光照条件下，植物从外界环境吸收CO2的速率。 据表中数据，在下列坐标系中绘出表观光合速率变化曲线。 1光合速率 或称光合强度，是指一定量的植物(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环境因素对光合速率的影响 (1)光强度对光合速率的影响 图像分析：A点时，只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合速率也增强，但仍小于细胞呼吸强度；B 点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度，即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合速率增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。 下面的四幅图表示A点、AB段、B

13、点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。 应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；适当提高光强度可增加大棚作物产量。 (2)CO2浓度 图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点时光合速率等于细胞呼吸速率，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B点都表示CO2饱和点；两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。 应用分析：大气中的CO2浓度处于OA段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率。 (3)温度 原理

14、分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。 图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高，进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。 应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物的有机物积累。 思考诊断 1夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高() 2提高温度一定能促进三碳糖的生成() 3水分亏缺主要是通过影响CO2进入叶肉细胞内而影响光合作用的() 4正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞内的NADPH/NADP的比值下降( )

15、1净光合速率与真正光合速率的内涵及表示方法 (1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 (2)绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 (3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。 2光合速率与呼吸速率的常用表示方法 真正光合速率O2产生(生成)速率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率 净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率 呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率3.净(表观)光合速率与实际(总)光合速率宏观与微观水平分析 (1)呼吸速率 用产物CO2表示：m1即线粒体释放CO2量或“黑暗”条件下细胞或

16、植物体释放CO2量。 用底物O2表示：n1即线粒体吸收O2总量或“黑暗”条件下细胞或植物体从外界吸收的O2量。 (2)总光合速率 用CO2表示：m1m2即“叶绿体”利用CO2或固定CO2总量(此为呼吸量与净光合量之和)。 用O2表示：n1n2即叶绿体产生或释放O2总量(此为呼吸消耗O2量与净光合量之和)。 (3)净光合速率(V净V总V呼) 可用底物CO2表示：m2即植物或细胞从外界吸收的CO2量。 可用产物O2表示：n2即植物或细胞向外界释放的O2量。 4相关曲线分析 题型一单因子对光合速率的影响 光补偿点与光饱和点的移动规律 (1)规律? 光合作用强度增强：光补偿点向左移，光饱和点 向右移动

17、 光合作用强度减弱：光补偿点向右移，光饱和点 向左移动 (2)举例 光补偿点 光饱和点 提高CO 2浓度 左移 右移 降低CO 2浓度 右移 左移 土壤缺Mg 2 右移 左移 1.(2016温州检测)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ，如图表示植物在25 时光合作用强度与光强度的关系，若将温度提高到30 的条件下，其他条件不变，理论上图中相应点的移动情况是( ) AA点上移，B点右移，C点右移，D点上移BA点下移，B点右移，C点左移，D点下移 CA点上移，B点左移，C点右移，D点上移DA点下移，B点左移，C点左移，D点下移 2如图曲线表示黄豆在最适温度、CO2浓度为0.

18、03%的环境中光合速率与光强度的关系。在B点时改变某条件，结果发生了如图曲线的变化。下列分析合理的是() A与B点相比较，A点时叶绿体中三碳酸分子含量低 B在B点时，适当升高温度可导致曲线由变为 C制约A点光合速率的因素主要是叶绿体中色素的含量 D制约C点光合速率的因素可能是二氧化碳浓度 题型二多因子对光合速率的影响 3甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合速率与环境因素之间的关系，下列描述中错误的是() A甲图中，在A点限制光合速率的主要因素是光强度，在B点限制光合速率的主要因素是温度 B从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低 C温度主要是通过影响酶的活性

19、来影响光合速率的 D若光强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中三碳酸分子的含量将增加 4(2015浙江深化课改协作校期中联考)图甲中、曲线分别表示夏季某一天24小时的温度、某植物的总光合速率、表观光合速率的变化，图乙中曲线表示放有某植物的密闭玻璃罩内一天24小时的CO2浓度的变化，以下分析错误的是() A图甲曲线中12点左右d点下降的原因是温度过高，气孔关闭 B图乙曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光强度增加 C植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是e点，在乙图中则是H点 D植物在甲图中的c、e两点的生理状态与乙图中D、H两点的生理状态相同 题后反思 绿色植物24 h内有机物的“制造

20、”、“消耗”与积累 (1)典型图示 (2)曲线解读：积累有机物时间段：CE段。制造有机物时间段：BF段。消耗有机物时间段：OG段。一天中有机物积累最多的时间点：E点。一昼夜有机物的积累量：S PS MS N(S P、S M、S N分别表示P、M、N的面积)。 题型三区分总光合速率与净光合速率 5(2015浙江余、慈期中联考)以CO2的吸收量与释放量为指标，研究温度对某植物光合作用与呼吸作用的影响(其余实验条件均适宜)，结果如下表。下列对该表数据分析正确的是() 温度() 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 C

21、O2(mg/h) 黑暗下释放 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 CO2(mg/h) A.昼夜不停地光照，温度在35 时该植物不能生长 B昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 C在恒温条件下，每天光照、黑暗各12小时，20 时该植物积累的有机物最多 D每天光照、黑暗各12小时，在35 、5 的昼夜温差下，该植物积累的有机物最多 6以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是() A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时的相等 B光照相同时间，在20 条件下植物积累的

22、有机物的量最多 C温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 题后反思 光合速率与植物生长 (1)当净(表观)光合速率0时，植物因积累有机物而生长；(2)当净光合速率0时，植物不能生长； (3)当净光合速率N B C光强度为3 klx时，A植物叶肉细胞内的光合速率等于呼吸速率 D将光强度由4 klx上升到8 klx，B植物叶绿体内NADPH的含量将减少 选考加试冲关 10某科研小组探究温度对某种植物的光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示(测定的放氧和耗氧速率为指标)。下列分析正确的是() A5 时呼吸耗氧速率接近于0是由

23、于低温破坏了酶的空间结构 B光照下测定放氧速率时，光强度是无关变量，应保持一致 C40 时光合速率等于呼吸速率 D两条曲线是放在相同且适宜环境下测量获得的 11如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围内。下列分析正确的是() A乙图中D点与C点相比，相同时间内叶肉细胞中RuBP生成量较少 B图中M、N、P点的限制因素分别是CO2浓度、温度、光强度 C丙图中，随着温度的继续升高，曲线走势将稳定不变 D甲图中A点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量 12(2016浙江10月选考)在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试

24、验，结果如图所示。补光的光强度为150 molm2s1，补光时间为上午7：0010：00，温度适宜。 下列叙述正确的是() A给植株补充580 nm光源，对该植株的生长有促进作用 B若680 nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降 C若450 nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大 D当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6 molm2s1时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少 13在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是() 项目光合速率与呼吸速率相等 时的光强度/klx 光饱和时的光强度/klx 光饱和时的CO2吸收速率 /mg/(100 cm2叶h) 黑暗条件下CO2释放速率 /mg/(100 cm2叶h) A植物 1 3 11 5.5 B植物 3 9 30 15 A.A与B植物相比，A植物是弱光照条件下生长的植物 B当光强度超过9 klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是碳反应跟不上光反应 C当光强度为9 klx时，B植物的总光合速率是45 mg CO2/(100 cm2叶h) D当光强度为3 klx时，A植物与