2017生物一轮复习第10讲光合作用解析

本讲聚焦

第10讲能量之源——光与光合作用考纲要求定位解读1.光合作用的基本过程(Ⅱ)

1.叶绿体色素种类及功能2.叶绿体的结构和功能3.光合作用过程中所需条件、物质和能量变化4.光反应和暗反应的关系2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)1.影响光合作用速率的条件及影响机理2.光合作用条件发生骤变时物质的变化3.光合作用条件在生产实践上的应用4.光合作用和细胞呼吸的关系3.实验：叶绿体色素的提取和分离光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。进行光合作用的生物确定有叶绿体吗？请分别写出：1、水稻的光合作用反应式2、蓝藻的光合作用反应式3、硝化细菌的化能合成作用反应式。CO2+H2O（CH2O）+O2化学能酶CO2+H2O（CH2O）+O2

光能色素、酶CO2+H2O（CH2O）+O2

光能叶绿体考点1色素的提取和分别试验1.原理提取：分别：

色素溶于有机溶剂（无水乙醇）,不溶于水。

各色素在层析液的溶解度不同，导致扩散速度不同。（溶解度越大，扩散速度越快）试剂（二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇）2.试验流程：（1）提取（2）分别制滤纸条画滤液细线层析取材研磨过滤操作要求试验中应留意的问题:（1）选材时应留意什么？（2）“快速”、“棉塞”的目的是什么？（3）画滤液细线有什么要求？为什么？（4）为什么滤液细线不能没入层析液中？（5）色素分别时，培育皿为什么加盖？簇新绿色的叶片，使滤液中色素的含量较高防止乙醇挥发和色素氧化细线要细、直、齐（使分别出的色素带平整不重叠），待干后再重复2-3次（增加色素的含量）防止色素溶解在层析液中防止层析液的挥发3.试验结果：请画出各种色素在滤纸条上的分布叶绿素

(占总量3/4)类胡萝卜素(占总量1/4)种类颜色叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素a(蓝绿色)(黄绿色)(橙黄色)(黄色)留意：色素带的位置代表什么？宽度呢？考点2色素的分布、功能及吸取光谱分布在叶绿体基粒的类囊体薄膜上1.色素分布：2、色素的功能：吸取、传递、转换光能紫蓝青绿黄橙红SUN叶绿素主要吸取红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸取蓝紫光叶绿素溶液问题：如何确定色素的吸取光谱？你能设计一个简洁试验进行探究吗？连续光谱吸取光谱3.影响叶绿素合成的因素a.光照：在有光的条件下才能合成叶绿素b.温度：影响酶的活性进而影响叶绿素的合成，低温可以破坏叶绿素分子。c.必需元素：（Fe）C\H\O\N\Mg限时训练1.提取光合色素，进行纸层析分别，对该试验中各种现象的说明，正确的是：A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD.胡萝卜素处于滤纸前方，是因为其在滤液中的溶解度最高2.在叶绿体色素的提取和分别试验中，收集到的滤液绿色过浅，其缘由不行能是（）A.未加石英砂，研磨不充分 B.一次加入大量的无水乙醇提取C.分次加入少量无水乙醇提取 D.运用放置数天的菠菜叶3.下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，其中，不正确的是4.下图表示簇新菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分别状况。下列说法不正确的是A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上B．四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大C．水稻在收获季节，叶片中色素量的变更是(甲+乙)<(丙+丁)D．四种色素中，丙和丁主要吸取红光5.下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸取不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素（）A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素a

D.叶绿素a、叶绿素b你的答案是？C、C、B、D、A创新设计P58T1、T2考点3光合作用的探究历程时间科学家实验过程实验现象实验结论1864年萨克斯1939年鲁宾、卡门20世纪40年代卡尔文用14CO2供小球藻光合作用放射性依次出现在C3、糖类中发觉卡尔文循环2、试验结论：恩格尔曼的试验（教材P100）1、试验过程及现象：①氧是由叶绿体释放出来的②叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所①水绵——叶绿体呈螺旋式带状，便于视察；②好氧细菌——确定O2释放的部位，便于视察。没有空气的黑暗环境（解除了O2和光的干扰）光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光）好氧细菌的分布①试验的自变量和因变量？②如何限制无关变量？③试验材料的优点？恩格尔曼的其次个试验（教材P100）德国科学家萨克斯先将绿色叶片放在暗处数小时进行“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发觉遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本试验的分析及结论合理的是①本试验未设比照组②有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一缘由③试验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态④试验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉A．①～④全部 B．只有②③④C．只有①②③ D．只有②③D3.将培育有水绵的培育皿置于黑暗中一段时间，并阻挡氧气进入，此时只有厌氧细菌生长，当水绵被通过分光镜获得的单色光光束照射时(如图)，藻丝上细菌聚集最多的部位是()A.1、3B．2、3C．3、4D．1、4D创新设计P55T3、T4考点4光合作用的原理H2O光反应阶段ADP＋PiATP酶第一个阶段：光反应阶段，必需有才能进行，该阶段的反应是在上进行的。物质变更是H2O光解成，ADP接受光能，在酶的催化下合成；能量变更是光能转变成储存在中的活跃化学能。光基粒类囊体膜O2

和［H］ATPATP(1)光反应1.光合作用的过程暗反应阶段H2O光反应阶段ADP＋PiATP酶C3CO2CH2OC5固定还原酶(2)暗反应暗反应阶段H2O光反应阶段ADP＋PiATP酶2C3CO2CH2OC5固定还原酶其次个阶段：暗反应阶段，有光无光都可以进行。该阶段的场所是在。物质变更是：CO2与，结合形成两个，该物质在有关酶的作用下，接受ATP释放的能量，被还原为，其中一小部分又形成。ATP变成。能量转化是ATP中活跃的化学能转变成中的化学能。叶绿体基质C52C3［H］糖类等C5ADP和Pi糖类等稳定(2)暗反应(3)光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段区别场所条件物质变化能量转化类囊体薄膜叶绿体基质光、色素、酶、水等多种酶、CO2

、[H]、ATP光能转化为ATP中活泼的化学能ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能水的光解：2H2O

光4[H]+O2ATP合成：ADP+Pi+光能ATP酶C3的还原：2C3

（CH2O）+C5+H2O

[H]，ATP酶联系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP；2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供ADP和Pi；CO2的固定：CO2+C52C3酶[H]和ATP来源、去路的比较来源去路光合作用有氧呼吸光合作用有氧呼吸[H]ATP光反应中水的光解，NADP+→NADPH第一阶段和其次阶段，NAD+→NADH用于暗反应C3的还原第三阶段，与O2结合产生水，释放大量能量光反应产生，能量来自色素吸取的光能用于暗反应C3的还原，以稳定的化学能的形式储存在有机物中第一、二、三阶段均能产生，且第三阶段产生最多。能量来自有机物的氧化分解作为能量通货用于各项生命活动2、光合作用反应过程中各种元素去向6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体b、H的转移：H2OHC6H12O6H2O

c、C的转移：CO2C3

糖类a、O的转移：H2O

O2光合作用过程的正确依次是（）①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸取光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤D右图为叶绿体亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述，不正确的是()A.①和②均为选择透过性膜B.光反应的产物有O2、NADPH、ATP等C.③上的反应须要光，不须要酶，④上的反应不须要光须要多种酶D.光能转变为活跃的化学能在③上进行；活跃的化学能转变为稳定的化学能在④中完成C叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（）A叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B水在光下分解为[H]和氧气的过程发生在基质内C二氧化碳的固定过程发生在类囊体薄膜上D光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的D用18O标记的水浇灌某植物，一段时间后18O可能出现在（）（多选）A.细胞原生质的水中B.叶肉细胞生成的糖类中C.植物四周的空气中D.植物四周的水蒸气中ABCD3.条件骤变时物质量的变更CO2浓度不变光反应[H]ATPO2C3C5（CH2O）光照减弱

光照增强H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、削减光照不变暗反应C3C5[H]ATPO2（CH2O）CO2浓度减少

CO2浓度增加H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、削减（2009海南卷）在其他条件适宜的状况下，在供试植物正常进行光合作用时，突然停止光照，并在黑暗中立刻起先连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变更是（）AC3和C5都快速削减BC3和C5都快速增加CC3快速增加，C5快速削减DC3快速削减，C5快速增加C

（14新课标卷Ⅰ）正常生长的绿藻，照光培育一段时间后，用黑布快速将培育瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不行能发生的现象是（）A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降B

CO2固定过程减慢，C3形成量削减;而C3的还原过程仍在进行。(11新课标卷)下图是变更CO2浓度后与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变更曲线，请回答：（3）光照强度和CO2浓度的变更均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的，后者主要影响光合作用的。C3光反应暗反应（1）曲线a表示的化合物是，曲线b表示的化合物是；（2）在CO2浓度降低时，曲线a表示的化合物的含量快速下降的原是：C5消耗CO2

合成C6H12O6

产生O2如何测呼吸速率和光合速率？光合作用4、呼吸作用和光合作用的有关计算分解

C6H12O6

消耗O2

产生CO2

呼吸作用呼吸速率的测定？将植物置于黑暗中，测定容器中CO2增加量，O2削减量或植物有机物削减（消耗）量。光合速率的测定？实际光合速率很难干脆测定，可通过分别测定净光合速率和呼吸速率来计算。真光合速率=净光合速率+呼吸速率净光合速率的测定？将植物置于光下，测定容器中CO2削减量，O2增加量(或描述为：光下植物对CO2的吸取量，O2的释放量)或有机物增加（积累）量。创新设计P66P67T2这株植物在光下1小时间合作用共产生

克葡萄糖该叶片在10℃、5000勒克斯的光照条件下，每小时间合作用所产生的氧气量是

mg.。。。则1小时积累的葡萄糖是

克。

依据关键字来推断是真光合还是净光合？在25℃条件下，这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖

克。真光合量真光合量净光合量真光合量(真)总光合速率(表观)净光合速率O2CO2

有机物植物产生/合成O2的量植物释放O2的量植物固定/消耗的CO2量植物吸取的CO2量植物制造/合成的有机物量植物积累的有机物量你认为单位时间内“叶绿体吸取的CO2量”代表的是真光合速率OR净光合速率？创新设计P69T3T4将某绿色植物置于密闭玻璃罩内，黑暗处理1h，罩内CO2含量增加了25mg；再给以1h的足够光照，罩内CO2削减了36mg，则后一个小时间合作用固定了CO2____________mg。61藻类和草履虫在光下生活于同一溶液中。已知草履虫每星期消耗0.1mol葡萄糖，藻类每星期消耗0.12mol葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.03mol。这一溶液中每星期氧的净产量是_________mol。0.18

将某绿色植物置于密封的玻璃容器中，在确定条件下给以足够的光照，容器内CO2的含量在30分钟内削减了36mg、放在黑暗条件下，容器内CO2含量在30分钟内增加了10mg，据试验测定，该植物在上述光照条件下30分钟内制造葡萄糖30mg。回答：上述条件下，光照时细胞呼吸的强度与黑暗时细胞呼吸的强度_____（相同，不同）在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是_________mg。（保留两位小数）若在一昼夜中给10小时间照，则此植物体内有机物的含量______（增加，削减，不变）不同

49.09增加将一株植物置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如下表（数据均为标准状态下测得，单位mL）在光照条件下暗处15℃25℃15℃25℃CO2减少量22.444.8——CO2增加量——11.222.4对上述结果细致分析后回答下列问题：（1）在25℃条件下，这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖g。（2）假如一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过，假如光照时的温度为25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜积累葡萄糖g.0.09

0.39内因，遗传物质确定阴生植物与阳生植物叶绿体数量光合色素、光合酶的含量叶片的生长年龄外因（环境因素），可人为变更光照（光质、光照强度）二氧化碳浓度水分的供应温度必需矿质元素考点5影响光合作用强度的因素及应用1、光照强度对光合速率的影响：探讨方法：课本P105面试验确定范围内，随光照强度增加，光合作用速率增加，超过确定范围，光照强度增加，光合速率不变①曲线描述：②关键点描述：光补偿点光饱和点起点结果分析：曲线图问题：AC段限制光合作用的主要因素是？C点之后限制光合作用的主要因素是？光照强度\温度、CO2浓度光照强度O2的产生量OAB真光合作用若上图示植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，该曲线表示该植物在25℃时间合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点的移动分别是：c点；a点；f点。下移右移下移问题：光饱和点和补偿点是否会因外界条件变更而发生变更？②CO2浓度光照强度或温度变更时，CO2补偿点和CO2饱和点的变更？（06四川）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调整小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸取速率表示）,测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是A．假如光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．假如光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．假如光照强度适当增加，a点右移，b点右移D．假如光照强度适当增加，a点左移，b点右移D小结：一般来说，变更条件，利于光合作用的进行时，光补偿点和CO2补偿点要左移，光饱和点和CO2饱和点要右移温度→酶活性1）温度2）温度是影响气孔开闭的因素之一→光合作用强度应用：农作物增产措施a适时播种:b温室栽培：盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。Ⅰ晴天：白天适当升温，晚上适当降温以保持较高的昼夜温差Ⅱ连续阴雨天：白天和晚上均降温“午休”现象④、多因子对光合作用速率的影响P点：Q点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高

横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可实行适当提高图示中的其他因子的方法1、光照强度对光合速率的影响：课本P105面试验在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。应用分析：欲使植物正常生长，则必需使光照强度大于___点对应的光照强度；适当提高______________可增加大棚作物产量。B

光照强度

（1）右图中，与左图的B点含义相同的是_____点（2）I点对应的CO2浓度小于A点说明什么问题？D和HI点>A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量削减；I点<A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；I点=A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；①关键点移动：若植物缺镁，A、B、E三点如何移动？②变更：若将纵坐标改为O2吸取量/释放量，则曲线如何？若图示为阳生植物，则阴生植物的曲线如何？A基本不移动，B右移，E点左移E阳生植物:

水稻、玉米、向日葵阴生植物:

胡椒、绿豆、三七60例1.将一簇新叶片放在特殊的装置内，赐予不同强度的光照（其他条件保持不变），测得氧气释放速率如下表所示。下列对该数据的分析，错误（ ）

A.该叶片呼吸作用吸取O2的速率是0.2μL/cm2叶面·minB.当光照强度为2klx时，光合作用释放O2与呼吸作用吸取O2的速率基本相等C.当光照强度为8klx时，光合作用产生O2的速率为0.8μL/cm2叶面·minD.当光照强度超过10klx，光合作用速率不再提高光照强度（klx）02468101214O2（μL/cm2叶面·min）-0.200.20.40.81.21.21.2C

A植物：呼吸速率为每小时释放CO2____mg/100cm2当光照强度为Y时，总光合速率为______，净光合速率为__________41612A、OA段，随叶面积指数的增加，光合作用实际量增加；过A点后，随着叶面积指数的增加，光合作用实际量不再增加B、OB段，随叶面积指数的增加，干物质量增加，过B点后随叶面积指数的增加干物质量削减C、由曲线OCD可以看出，叶面积指数是影响呼吸作用酶活性的重要因素D、D点以后随着叶面积指数的增加，植物将不能生活下去例2.叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交织重叠程度越大，如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系，下列说法不正确的是_______C农业上的启示？名师一号P53面：纠错训练+应用解题2合理密植2、CO2浓度的影响暗反应

C3光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点

进行

光合作用所需CO2的最低浓度

CO2饱和点

光合作用速率

CO2浓度

OA′

增施农家肥

在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C4植物能更有效的利用CO2，使光合产量高于m点的选项是：A.若a在a2，b在b2时B.若a在a1，b在b1时C.若a在a2，b在b1时D.若a在a1，b在b2时D该C4植物能利用更低浓度的CO2（CO2的补偿点左移）和更高浓度的CO2（C02的饱和点右移）请你预期一天内大棚中CO2浓度变更的最可能状况是图中哪条曲线所示时间时间A（2006年四川卷5题）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调整小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸取速率表示）,测定结果如图。下列相关叙述，正确的是()A.假如光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.假如光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.假如光照强度适当增加，a点右移，b点右移D.假如光照强度适当增加，a点左移，b点右移D3.温度的影响

一般植物在10℃-35℃下正常进行光合作用，35℃以上光合作用的酶活性下降，50℃左右光合作用完全停止。T1T2温度

纵坐标为真光合速率时哪一点温度对提高产量最有利？纵坐标为净光合速率时哪一点温度对提高产量最有利？T1T2应用？

适当保持昼夜温差、阴雨天适当降低室内温度下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸取量的变更。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关缘由分析不正确的是A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重B．植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可增加OA的确定值C．两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大削减D．甲图中E点与G点相比，叶绿体中的ATP含量较多C变式：下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸取和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：（1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变更为零)处，植株处于何种生理活动状态？（2）依据甲图推想该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最多的是点

呼吸作用释放的C02量等于光合作用消耗的C02量BF

DE⑶乙图中FG段C02吸取量渐渐削减是因为，以致光反应产生的和渐渐削减，从而影响了暗反应强度，使化合物数量削减，影响了C02固定。（4）乙图曲线中间E处光合作用强度短暂降低，可能是因为。（5）分析两图中DE段叶绿体中C3化合物相对含量的变更光照强度逐步减弱ATPNADPH盛夏晴天的中午，温度高，蒸腾作用过强，导致部分气孔关闭，削减了C02原料的吸取午休现象甲图乙图C3含量增加因为光照强度降低，产生的[H]、ATP削减，C3的消耗削减，来源基本不变C3含量削减因为部分气孔关闭，导致吸取的CO2削减，C3的产生削减，消耗基本不变4、必需元素的影响：①、描述曲线：②、分析下降缘由：③、应用：依据植物需肥规律，适时、适量施肥超过确定浓度，土壤溶液浓度过高，影响根细胞吸水，导致植株光合速率下降

N、P、K、Mg的功能？N、P：K：Mg：

叶绿体膜结构的组成成分NADPH