2023新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化第2课时光合作用的原理和应用课堂互动探究案新人教版必修1

第2课时光合作用的原理和应用

课程标准

说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气

的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。

素养达成

水

设置新问题情景，运用

平

恰当的方式，阐明环境

四

因素对光合作用的影响

牵

三

空庙忘就后系区而如?袋正遂万暴;反死魂:应再花否相角质嬴

一

合作用的数学模型，因素对光合作用的影响：指导农业生产

车

一

生命观念科学思维科学探究社会责任

设疑激趣

新叶沐浴着和煦的阳光，

鸟儿在绿叶间尽情欢唱：

“是你给了我生命的甘露，

是你给了我无穷的能量！”

同学们，诗中的“你”是指什么？为什么会给“我”生命的甘露、无穷的能量?

夯基提能•分层突破一一互动•探究•智涂

探究点一光合作用的原理及探索

一、光合作用原理的探索实验分析

1.实验一：1937年，英国剑桥大学的希尔用离体的叶绿体做实验。

在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有压0,没有COJ,在光照下

可以释放出氧气。

由实验一说明：o

2.实验二：科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的

pH值下降至4,然后将基粒移入PH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如图）。一段时间后，

有ATP产生。

上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的原因是膜内外存在

据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是使水分解产生

,使类囊体膜内外之间产生

AR

3.实验三：如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A物质和B物质的相

对分子质量之比是

4.实验四：美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验。

1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，=1957年，他发现

这一过程总是与相伴随。

卡尔文实验

5.实验五：20世纪40年代，卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果，获得了

1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向容器中

通入CO2,通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关

可控制光照的有无。

4

他向密闭容器中通入1co2,当反应进行到5s时，气出现在一种五碳化合物(CJ和一种

六碳糖(Ce)中，将反应时间缩短到0.5s时，气出现在一种三碳化合物(CJ中，上述实验中

卡尔文等是通过控制来探究C02中碳原子转移路径的，采用了等技术

方法，实验结果说明CO2中C的转移路径是(请用“一”表示)。

卡尔文及其同事们在实验过程中发现，在有光照和CO?供应的条件下，Cs和Cs的浓度很

快达到饱和并保持稳定。但是，当改变其中一个实验条件后，二者的浓度迅速出现了规律性

的变化：停止CO?供应时，C3的浓度急速降低，C5的浓度急速升高。停止光照时，C3的浓度

急速升高，C5的浓度急速降低。由此可见COz、C3和C5之间的关系是(请

用箭头表示)。

0智派笔记

［名师提醒］

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，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有

机物，并且释放出氧气的过程。

1818

(1)鲁宾和卡门实验的对照方式为相互对照(通过标记不同的物质：H20与C02)o

(2)鲁宾、卡门和卡尔文用的实验方法为同位素示踪法。

(3)还原剂是还原型辅酶II(NADPH),由氧化型辅酶II(NADP+)接受电子和酎形成。

(4)光合产物主要是糖类(蔗糖、淀粉)，蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的直接产

L光合作用过程的图解

光能为工克翥

活跃的Pi+ADPATPNADPHN.

化学能____、J、=上

洞南催吵叶绿&基质中

暗展应稳定的3

—化学能

2.光反应和暗反应的区别

比较项目光反应暗反应

实质光能转换为化学能，并放出固定CO”形成有机物

时间长短短促较缓慢

需要条件色素、光照、酶不需要色素和光，需要多种酶

反应场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中

①水的光解：水分解生成和

①CO?的固定：C02+C5^-2c3；

NADPH；

酉每

物质变化②C3的还原：2c3NADPH:"ATP（CH2O）

②ATP的合成：在相关酶的作用下

ADP和Pi形成ATP+C5

ATP中活跃的化学能一有机物中稳

能量变化光能一ATP中活跃的化学能

定的化学能

。2、ATP和

相应产物葡萄糖等有机物

NADPH

3.光反应和暗反应的联系

(1)光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi,即两个反应阶

段相辅相成，密切联系。

(2)没有光反应，暗反应缺乏NADPH和ATP,无法进行；暗反应受阻，光反应因产物积

累也不能正常进行。可见，二者相互制约。

4.理清光合作用中元素去向

5.外界条件改变对光合作用中有关物质含量的影响

(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。

示例：CO?供应正常，光照停止时C3的含量变化

光照停止一AATP、NADPH含量减少

fC3的消耗量减少

XC3含量增加|

CO2供应正常一C3的生成量不变

(2)物质含量变化

和

条件c3c5NADPHATP模型分析

“光光

光照由强到弱，供应不减少或照1照

C02JL耀一Y3

减少

增加—熔NADPH、ATP

变没有

。时商

•

^光光

光照由弱到强,C02供应不.照।照

£弱：强Cs、NADPH、ATP

减少增加增加1…卜/

—T'---c

变O!__________3___

时向

唱

她CO2c。2

光照不变,C02由充足到不g充足1不足C5>NADPH>ATP

减少增加增加®

蜃

足。

时向

*

如CO2；CO2充足

光照不变,co?由不足到充S丕辱”"一C3

增加减少减少幽——i^^NADPH.ATP

磐

足时向

二、结合光反应过程与暗反应过程回答下列问题

光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应。下图是光合作用的图解，结

合该图和教材内容分析:

太阳能HO

2co2

O2(CH2O)

1.暗反应有光无光都能进行，那么暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗？

2.若用附同位素标记压0中的0,则能在光合作用的哪些物质中检测到"0?

3.若标记C02中的14C,请写出光合作用过程中14C的转化途径。

4.夏季中午，气孔关闭后，会导致CO?供应不足，短时间内叶绿体中C3和Cs会发生怎

样的变化?

-e随堂检测e-

18

1.（合格考）鲁宾和卡门用心。和C02作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果

的是（）

A.释放的氧气全是02

18

B.释放的氧气一部分是02,一部分是02

18

C.释放的氧气全是02

18

D.释放的氧气大部分是少部分是02

2.（合格考）如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是（）

A.该反应的场所是类囊体的薄膜

B.C3生成（CH2O）需要NADPH、ATP和多种酶

C.提高温度一定能促进（CHzO）的生成

D.无光条件有利于暗反应进行

3.（等级考）玉兰叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，如果将它移至暗室中，短

时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化分别是（）

A.增多减少B.减少增多

C.增多增多D.减少减少

4.（等级考）A.Benson与M.Calvin于1949年采用放射性同位素自显影技术对光合作用

进行研究。以下是他们研究过程的简述：往小球藻培养液中通入“CO2后，分别给予小球藻

不同的光照时间后立即杀死小球藻。从培养液中提取出产生的放射性物质进行分析。结果如

下：

实验组别光照时间（S）放射性物质分布

12012种磷酸化糖类

260除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

32大量3-磷酸甘油酸

请根据上述实验资料分析，下列选项错误的是（）

A.本实验原料只有CO?,暗反应的产物是有机物

B.CO?进入叶绿体后，最初形成的主要物质是3-磷酸甘油酸

C.实验结果还说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等

D.从CO2进入叶绿体到产生有机物的整个过程看，产生的有机物主要是磷酸化糖类

5.（等级考）离体的叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，若改变某一条件，则叶绿体

中ATP和的相对含量变化如图所示，则改变的条件是（）

9(

)6V

SAT

I

时间

处理

A.光照由强到弱，COz供应不变

B.光照由弱到强，CO?供应不变

C.光照不变，CO,供应由充足到不足

D.光照不变，CO?供应由不足到充足

探究点二探究环境因素对光合作用强度的影响

曲口咂

一、实验分析

1.提出问题：光照强度对光合作用强度有何影响？

2.作出假设：o

3.设计实验

（1）实验中变量分析

自变量—

控制自变量—

因变量—

检测因变量—

对无关变量

—

进行控制

(2)材料：打孔器、注射器、5WLED台灯、米尺、烧杯、绿叶(如菠菜、吊兰等)。

(3)预期结果：台灯与实验装置的距离越远，相同时间内叶片浮起数量_______0

4.实验结果:在一定范围内，台灯与实验装置的距离越近,浮起的圆形小叶片也______

5.实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用也______(单位时间

内圆形小叶片中产生的越多，浮起的圆形小叶片也越多)。

二、问题思考

1.下图为实验装置图，分析图中盛水玻璃柱的作用。

2.本实验每组圆形小叶片由30片改为3片可以吗？

少智深笔记

［易错提醒］

本实验中易产生的几个认识误区

(1)打孔时避开大叶脉是因为大叶脉部分含有的叶绿体少。

(2)用注射器排出圆形小叶片内的气体是为了防止细胞内原本存在的气体影响实验结果。

(3)该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的，打孔时要取叶片的相同部位。

(4)本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的净积累值，即光合作用

与细胞呼吸的差值。

(5)叶片浮起之前并不是不进行光合作用，而是光合速率小于呼吸速率或者是产生的氧

气量较少。

T师说核虺

1.实验原理

抽气光合作用

叶片含有空气，上浮胆△叶片下沉产生也充满细胞间隙，叶片上浮。

2.实验中沉水叶片的制备

(1)圆形小叶片的制备：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出圆形小叶片。

(2)沉水：用注射器抽出叶片内气体，放入黑暗处盛有清水的烧杯中，圆形小叶片全部

沉到水底。

3.实验装置分析

(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离或台灯的瓦数

来调节光照强度的大小。

(2)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数

量或浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。

4.实验结果分析

(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，

所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图：

线孑体千叶;体

--------15°2I--------1

⑵在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的氧气，叶

片仍然沉在水底。细胞生理状态如图:

线粒体

叶绿体叶绿体

(3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸,叶片中会有足够的氧气产生，从而充满了

细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图:

-e随堂检测e-

1.（合格考）下列四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（）

ABcD

2.（等级考）下图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCOs溶液并投入少量的新鲜绿

叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容

器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是（）

A.叶片吸水膨胀，密度减小

B.溶液内产生的CO,大量附着在叶面上

C.叶片进行光合作用所产生的02附着在叶面上

D.NaHCOs溶液因放出C02而密度增大

探究点三影响光合作用的因素及应用

1.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分

析:

(1)图中A、B、C各点代表的生物学意义分别是什么？

(2)僚段的含义是什么？其大小主要受哪种环境因素的影响？

(3)DE段的含义是什么？如果此时想增加光合作用强度，可以采取哪些措施?

(4)若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,这是在25℃测得的曲线,

若温度升至30℃,曲线中A点、B点将如何变化？

(5)通过实验测得一片叶子在不同光照强度下气体吸收和释放的情况如下图所示。那么

曲线AB段(不包括A、B两点)中哪些过程是存在的(用下图字母表示)？

2.(教材叫6“拓展应用”中1题拓展)下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光

合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题:

o6789101112131415161718时刻

(1)光合作用强度可以通过测定植物在单位时间内产生的氧气量来表示，也可以通过测

定或来表示。

(2)引起AB段光合作用强度不断增强的主要环境因素是，该因素的增强促进了

光合作用中—反应阶段，从而为暗反应阶段提供更多的o

(3)BC段光合作用强度下降的主要原因是,导致光合作用中

的过程受阻，从而影响光合作用。

(4)C点与B点相比，C,的含量相对—(填“增加”或“减少”)。

(5)请从影响光合作用强度的环境因素的角度，提出一个夏季晴朗中午增加光合作用强

度的措施：。

少智派笔记

［技法提升］

(1)植物“三率”的判定

①根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若C0?吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸

速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若C02吸收值为0,该曲线代表真正光

合速率。

②根据关键词判定

项目表示方法(单位时间内)

呼吸速率线粒体产生co,量；黑线粒体吸收Q量；黑有机物消耗量

暗条件下细胞（植物暗条件下细胞（植物

体）释放co?量体）吸收02量

细胞（植物体）吸收C02细胞（植物体）释放的

净光合速率有机物积累量

量。2量

叶绿体固定C02

真正光合速率叶绿体产生。2量有机物制造量

量

③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。

（2）光合速率与植物生长

①当净光合速率〉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〈0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。

T帅说核心

一、环境因素对光合速率影响的分析

1.单因子变量对光合速率的影响

（1）光照强度

/光饱和点

曲线〈,尸------阳生植物

CO2吸收.....阴生植物

,%一光补偿点.

O7B光照强屡

模型COz放出'X

模型分析

曲线对细胞生ATP产植物组织

图示

应点理活动生场所外观表现

只进行细胞呼从外界吸收

细胞质基质和线

。2

A点吸，不进行光合02,向外界

粒体

作用排出co2

从外界吸收

AB段（不含A、B*5

呼吸量〉光合量02,向外界

点）细胞质基质、线丁

排出co2

粒体、叶绿体

与外界不发

B点光合量=呼吸量

生气体交换

从外界吸收

CO2,向外界

CO2

B点之后光合量〉呼吸量释放此

时植物可更a

新空气

①温室生产中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，使作物增产

应用②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所

示，间作套种农作物，可合理利用光能

(2)C0z浓度

原理COz影响暗反应阶段，制约C3的形成

图1中A点表示C02补偿点，即光

合速率等于呼吸速率时的CO?浓

曲线模型

co用度象小函盛度度，图2中二点表示进行光合作

及分析

用所需CO?的最低浓度。B和B'

辑图1图2

点都表示CO?饱和点

在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大COz浓度，提

应用

高光合速率

(3)温度

原理温度通过影响酶的活性影响光合作用

AB段：在B点之前，随着温度升高，光

合速率增大

1光合速率呼吸速率

曲线模型B点：酶的最适温度，光合速率最大

及分析一BC段：随着温度升高，酶的活性下降，

01020304050

温度/七

光合速率减小，50℃左右光合速率几乎

为零

温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当

应用

降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量

⑷矿质元素

矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作

原理用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿

素的组成元素等

在一定浓度范围内，增大必需矿质元素

光合作用强度

的供应，可提高光合作用强度；但当超

曲线模型

过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过

及分析

高,植物发生渗透失水而导致植物光合

0

N、P、K等矿质元素浓度

作用强度下降

在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光

应用

能利用率

2.多因子变量对光合速率的影响

(1)曲线分析：

P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率

不断提高。

①

<②

3o照③

2o如

1O烹

OTPQOTPQOVPQ

光照强度光照强度温度

图中：a.高CO2浓度b.中CO2浓度c.低CO2浓度

①高光强②中光强③低光强

Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示

的因子。

(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，

提高光合速率，也可同时适当增加CO?浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当

增加光照强度和CO?浓度以提高光合速率。

二、光合作用与细胞呼吸的相关计算

下面图中，th段表示植物呼吸速率，㈤段表示植物净光合速率(即表观光合速率)，0a

+出段表示真正光合速率（即实际光合速率或总光合速率），它们的关系为：真正光合速率

=净光合速率+呼吸速率。具体表述为：

1.光合作用消耗的CO?总量=从外界吸收的CO,量+呼吸作用产生的C0?量。

2.光合作用产生的。2量=释放到外界的量+呼吸作用消耗的量。

3.■昼夜有机物的积累量（用CO?量表示）=白天从外界吸收的CO?量一晚上呼吸作用释

放的C02总量。

e随堂检测。

1.（合格考）下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是（

假

里

史

a世

宋

°co?浓度。光照强度

AB

2.（等级考）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

30。。时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25℃（原光照强度和二氧化碳浓度不变），

理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（）

fl

与

d亲

o

c

fMl光照强度

d微

。

A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移

C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移

3.（等级考）在适宜光照下，测定植物甲、乙在不同CO?浓度下的光合速率，结果如图

所示。请据图回答问题:

(DC。?浓度为q时，限制植物甲、乙光合速率的环境因素分别是、;

植物甲呼吸作用的最适温度比光合作用的高,若图中曲线是在光合作用的最适温度下测定的,

现适当提高环境温度，q点将向移动。

(2)若将植物甲、乙同时种植在同一个透明的密闭环境中，在适宜光照下，一段时间后，

植物可能无法正常生长，原因是

(3)C0,浓度为r时，植物甲的总光合速率(填“大于”“等于”或“小于”)植物

乙的总光合速率；当CO?浓度为q时，植物乙与植物甲固定的CO,量的差值为

强化落实•学业达标一一归纳•提升•素养

光

探光反应：水的光解

网究ATP的形成

历

IA屉

暗反应：CO2的固定

程

用*三碳化合物的还原

的

反应式：CO+HO^^(CHO)+O

络2222

厂|光照强度—主要影响光反应

建光合去用的|二氧化碳—主要影响暗反应

影响产t温度-影响酶的活性

构」水分、矿质元耒等1

在生X中的应再|

1.光合作用的实质是合成有机物，储存能量；而呼吸作用的实质是分解有机物,

主

释放能量。

干光能

2.光合作用的总反应式：CO2+H2O阡绿体(CHO)+0

落22O

3.光反应的场所是类囊体薄膜，产物是。2、NADPH和ATP。

实

4.暗反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等有机物质。

5.光合作用中的物质转变：

18

14141418

（l）C02—>C3-（CH20）；（2）H0—>02O

6.光合作用的能量转变：光能一NADPH和ATP中活跃的化学能一有机物中稳定

的化学能。

7.在一定范围内，随着光照强度或C0?浓度的增大，光合速率逐渐增大，但超过

一定范围后，光合速率不再增大。

8.提高光合作用强度的两种措施是：（1）控制光照强弱和温度的高低；（2）适当增

加环境中的C02浓度。

高效课堂•实践运用一一巩固•达标•反馈

1.光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是（）

A.植物体鲜重增加量B.植物体干重增加量

C.0?释放量D.CO,吸收量

2.光合作用的光反应和暗反应依次发生在（）

A.细胞质、细胞核中

B.叶绿体的外膜、内膜上

C.叶绿体的类囊体薄膜上、叶绿体的基质中

D.叶绿体的基质中、叶绿体的类囊体膜上

3.如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是（）

p光照强度

A.无光合作用，有呼吸作用

B.光合作用与呼吸作用达到动态平衡

C.无呼吸作用，有光合作用

D.光合作用与呼吸作用都不进行

4.光合作用过程包括光反应和暗反应，下图表示光反应与暗反应的关系，据图判断下

列叙述不正确的是()

暗「8?

『30)

A.光反应为暗反应提供ATP和NADPH

B.停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降

C.ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质

D.植物在暗处可大量合成(CH0)

5.Rubisco是大量存在于植物细胞叶绿体中的酶，参与CO?与Cs反应，其活性远低于其

他酶。该酶有两个CO2结合位点a、b,CO,分子与位点a结合后激活该酶，进而促进位点b

上CO?的固定进程。下列关于Rubisco的叙述，错误的是()

A.Rubisco在叶绿体基质中参与酶促反应，底物是CO?和Cs

B.CO?激活Rubisco后即可发生暗反应，促进光合产物的生成

C.Rubisco的活性虽然远低于其他酶，但它依然具有高效性

D.光合作用正常进行时，抑制该酶的活性会导致C3含量减少

6.ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动直接提供能量。为了研究ATP合成

过程中的能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(I)和牛细胞中的

ATP合成酶(II)构建了ATP体外合成体系，如图所示。请回答问题：

(l)ATP在供能时，远离A的断裂，将能量释放出来。

(2)科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。在叶绿体中此过程发生的

场所为o

(3)科学家利用人工体系进行了相关实验，如下表。

人工体系H+通H+通过

组另UATP

大豆磷脂构III过I的II的转

成的囊泡转运运

1+++有有产生

2+—+无无不产生

3++—有无不产生

注：分别表示人工体系中组分的“有”、“无”

①比较第1组和第2组的结果可知，I可以转运仁进入囊泡。进一步研究发现，第1

组囊泡内pH比囊泡外低1.8,说明囊泡内的『浓度囊泡外。

②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的的过程，ADP和Pi合成

ATP„

(4)结合图与实验分析，说明人工体系产生ATP的能量转换过程是光能一

一ATP中的化学能。

疑难解答•名师指津一一释疑•解惑•教材

练习与应用

一、概念检测

1.(1)V(2)X(3)X2.D

3.

二、拓展应用

1.(1)在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度随着光照加强而增强

(2)此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用

强度明显减弱

(3)此时光照强度不断减弱

(4)光照强度、CO2浓度

(5)适当增大光照强度、CO,浓度等。

2.不能。还需要知道瓶中C02浓度、。2浓度、光照强度等环境因素。

第2课时光合作用的原理和应用

夯基提能•分层突破

探究点一

【师问导学】

、

1.光合作用在叶绿体中进行；叶绿体放出的氧气是水在光下分解得到的

2.H+梯度（小浓度差）H+酎梯度（酎浓度差）

3.8：9

4.叶绿体可合成ATP水的光解

5.反应时间同位素示踪法C02-*C3-*C5>C6

("CH9c))"C,

1.不能。因为在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH和ATP。

2.止0可在释放的。中检测到。

U1414

3.CO2-C3—►（CH20）O

4.C3下降，C&上升。

【随堂检测】

18

I.解析：鲁宾和卡门用40和C02作为原料进行光合作用实验，其目的是为了探究光

合作用释放出的的来源，通过检测，光合作用产生的全部来源于水。

答案：C

2.解析：题图表示光合作用的暗反应阶段，其反应场所是叶绿体基质，该过程在有光

和无光条件下均能进行，但需要多种酶催化、充足的CO?、光反应提供的NADPH、ATP及适宜

的温度等条件，适当提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率，但超过一定的温度范围，

提高温度会使酶的活性降低，反应速率减慢。

答案：B

3.解析：叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，C3和Cs处于动态平衡状态；移至

暗室后，短时间内由于光反应速度下降，ATP和NADPH的合成减少，Cs还原成Cs的过程受到

影响，而C5仍能正常和C02反应生成C3,故C3增多，Cs减少。

答案：A

4.解析：光合作用所需要的原料除了二氧化碳还有水，A错误；从表中可以看出，放

射性首先出现在3-磷酸甘油酸中，B正确；60s后，放射性出现在除上述12种磷酸化糖类

外，还有氨基酸、有机酸等，C正确；从表中可以看出，产生的有机物主要是磷酸化糖类,

D正确。

答案：A

5.解析：光反应利用光能将水分解，释放。2,同时合成ATP,暗反应消耗ATP将三碳

化合物还原。图中相对含量降低，表明光反应减弱，而光反应减弱不会导致ATP相对含

量增加，应是暗反应消耗的ATP减少，导致ATP积累，从而限制了光反应，导致&含量下

降，由此可推测应是CO?供应减少。

答案：C

探究点二

【师问导学】

、

2.在一定范围内，随着光照强度增强，光合作用强度增强，超过一定范围，随着光照