生物必修一专题七—光合作用学生.docx

《分子与细胞模块》
专题七 光合作用
【知识梳理】
解读：叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。①基粒由类囊体堆叠而成，类囊体堆叠成基粒的方式增大了光合作用膜的表面积；②类囊体的薄膜上分布着色素和光合作用有关的酶，有利于光反应的顺利进行；③基质中含有与暗反应有关的酶，还含有DNA、核糖体、矿物营养等物质。
一、叶绿体的结构和功能

【例1】 吸收光能的色素分布在（ ）
A 叶绿体的外膜上 B 类囊体的薄膜上 C 叶绿体的内膜上 D 叶绿体的基质中

二、光合作用过程
1、 叶绿体中光合作用过程图解

总结：光合作用过程包括光反应和暗反应的阶段。
比较项目
光反应
暗反应
区
别
场所
叶绿体
叶绿体 中
条件
和酶
不需色素和光，需
反应底物

反应产物

反应时间
短促
较缓慢
光的影响
必须在 下进行
在提供ATP和[H]条件下， 都能进行
物质变化

元素
去向
H218O→18O2
14C5
14CO2→14C3 → (14CH2O)
总反应式

能量变化
→
→
实质
光能 活跃的化学能，暂时储存在ATP中
ATP中活跃的化学能
（CH2O）中稳定的化学能
联系
（1）光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量ATP和［H］，暗反应产生的NADP+、ADP和Pi为光反应提供原料。
（2）自然条件下，没有光反应，暗反应缺少ATP和［H］，暗反应不能进行；若暗反应受阻，光反应没有原料NADP+、ADP和Pi，光反应也不能顺利进行。
意义
（1）为地球生物提供有机物和化学能。
（2）维持大气中CO2和O2含量的相对稳定。
【例2】下列各项中，既是植物光反应产物，又是植物暗反应所必需的物质是（ ）
A CO2和酶 B [H]和ATP C O2和[H] D ATP和O2
【例3】（2010天津）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是（ ）
① 叶绿体基质 ② 类囊体薄膜 ③ 线粒体基质 ④ 线粒体内膜
A ①③ B ②③ C ①④ D ②④
【例4】离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时:
（1）如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是：
C3化合物 ；C5化合物 ；
（2）如果突然中断光照，短暂时间内：C3化合物 ；C5化合物 ；

三、光合速率及其测定方法
1.光合速率的表示方法：
真光合速率：单位时间内产生O2量 或 CO2量 或 有机物量。
净光合速率：单位时间内释放O2量 或 CO2量 或 有机物量。
真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率：

[呼吸速率测定]将植物置于黑暗中,测定容器内CO2的增加量 或O2的减少量 或植物有机物的减少量
[净光合速率测定]将植物置于光下中,测定容器内CO2的减少量或O2的增加量或植物有机物的增加量
光合产生O2量=光合释放O2量 + 呼吸消耗O2量
光合固定CO2量=光合 CO2量 + 呼吸 CO2量
光合制造有机物量=光合 有机物量 + 呼吸 有机物量

【例5】(07山东理综)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℃相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
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

四、影响光合作用的因素
影响
因素
曲线
影响原理
应用
光照
强度

影响光反应阶段，制约ATP及NADPH([H])的产生进而制约暗反应
①适当提高光照强度
②延长光合作用时间
③增加光合作用面积—合理密植
④对温室大棚用无色透明玻璃(光合作用强度最强)
CO2
浓度

大气中CO2浓度过低时(OA段)，植物无法进行光合作用
影响暗反应阶段，制约C3化合物生成
①施用有机肥(农家肥)
②温室栽培植物时，可以适当提高室内CO2浓度如施用干冰等
③大田生产“正其行，通其风”
温度

通过影响酶活性进而影响光合作用
①适时播种
②温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温
③植物“午休”现象的原因之一
必需
元素
供应

矿质元素可通过参与构成与光合作用相关的重要化合物对光合作用造成直接或间接影响
合理施肥

水分

水是光合原料之一，缺水时可导致叶气孔关闭，致使CO2供应不足进而影响光合速率
合理灌溉

【例6】将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室 CO2浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以 CO2 吸收速率表示),测定结果如下图。下列相关叙述,正确的是（ ）
A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移
B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
D.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移

【例7】将某植物的叶肉细胞放在含低浓度NaHCO3的培养液中，并用石蜡油覆盖液面。先照光一段时间，然后在相同光照强度下不同时间测定叶肉细胞的光合作用强度。下列示意图中能正确反映测定时间与光合作用强度关系的是( )

【例8】番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是
A．光反应强度升高，暗反应强度降低 B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低 D．光反应强度降低，暗反应强度不变

五、化能合成作用
1、化能合成作用：自然界中某些微生物能够利用体外环境中某些无机物的氧化时所释放的能量将二氧化碳转化为有机物的过程。这些微生物称作为化能自养型微生物。
2、代表生物：硝化细菌

【例9】下列关于硝化细菌的叙述，正确的是（ ）
A 硝化细菌的细胞膜上的蛋白质是在内质网和高尔基体上加工后分泌到细胞膜上的
B硝化细菌没有线粒体，所以它只能进行无氧呼吸
C硝化细菌能把CO2和H2O转变成糖类，所以它能进行光合作用
D硝化细菌能把氧化氨释放的部分化学能转化成糖类的稳定的化学能，所以它属于自养型生物

【能力提升】
1光合作用发生的部位是：
A．叶绿素B．叶绿体C．类囊体的薄膜D．叶绿体的基质。
2下列是光合作用的几个步骤，它们发生反应的先后顺序是               （    ）
①CO2的固定    ②释放O2     ③叶绿素吸收光能     ④H2O的分解    ⑤C3被还原
A.③②④①⑤      B.③④②①⑤     C.④②③⑤①     D.④③②⑤①
3下列叙述错误的是（   ）
A．在叶绿体、线粒体中都能合成ATP B．在光反应、暗反应中都能合成ATP
C．在有氧呼吸、无氧呼吸中都能合成ATP D．在动植物细胞中都能合成ATP
4下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线。你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的情况与曲线中B点相符的是 （    ）
5在一定实验条件下，测得某植物在光下CO2吸收速率与光强度的关系如右图，下列有关叙述正确的是( )
A.a点时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.图中c点与b点比较，c点叶绿体中ATP的含量较少，三碳化合物含量较高
C.b点为光补偿点，影响b点左右移动的外界因素有温度和二氧化碳浓度等
D.d点为光饱和点，增加二氧化碳浓度d点将向上移动
6下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是(　)
A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中
B．②是氧气，可参与有氧呼吸
C．③是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)
D．④是ATP，在叶绿体基质中生成

7(2011福建卷)右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( B )
A.在9：30～11：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓
B.在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米得多
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
8下列生理活动中，不产生ATP的是                             （　　）
A．光反应     B．葡萄糖分解为丙酮酸     C．暗反应       D．丙酮酸分解为CO2和氢
9（2015安徽卷，2，6分）右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( )
A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能
B.CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类
C.被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5
D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高
10（2015重庆卷，4，6分）4. 将题4图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应的变化。下列叙述错误的是
A. 黑暗条件下①增大，④减小
B. 光强度低于光补偿点时，①、③增大
C. 光强度等于光补偿点时，②、③保持不变
D. 光强度等于光饱和点时，②减小，④增大
11（2010四川）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的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定）。下列相关分析，不正确的是 B
光强（mmol光子/m2·s）
0
0．1
0．2
0．3
0．4
0．5
0．6
0．7
0．8
0．9
龙眼
光能得用率（%）
-
2．30
2．20
2．00
1．80
1．60
1．50
1．40
1．30
1．20
净光合速率
（umolCO2//m2·s）
-0．60
2．50
5．10
6．55
7．45
7．90
8．20
8．50
8．50
8．50
茫果
光能得用率（%）
-
1．20
1．05
0．90
0．85
0．80
0．75
0．70
0．65
0．60
净光合速率
（umolCO2//m2·s）
-2．10
1．10
3．70
5．40
6．50
7．25
7．60
7．60
7．60
7．60
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。
12（2015海南9）．植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度（叶温）变化的趋势如图所示。错误的是 
 A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能 
B．叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 
C．叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 
D．叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0 

13在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：
⑵ 中物质A是 ______;（C3化合物、C5化合物）
⑵在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是 ;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是 。
⑶若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。
⑶ CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______(高、低）,其原因

14(2014江苏27)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。 图1 ~ 3 表示3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。 请回答下列问题:
(1)图1 表示的生理过程是_________,其主要的生理意义在于_________ 。
(2)图2 中存在3 种信号分子,但只有1 种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明_________;
(3)图3 中 ATP 参与的主要生理过程是_________ 。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图_________ (填图序号)中的膜结构。
(5)图1 ~ 3 中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是_________ 。
(6)图1 ~ 3 说明生物膜具有的功能有_____ ____ (写出3 项)。

15（2013年浙江30）为研究某植物对盐的耐受性，进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验，结果见下表。请据表分析回答：
（1）表中最大光合速率所对应的最小光强度称为 。与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，该植物积累的有机物的量 ，原因是CO2被还原成 的量减少，最大光合速率下降；而且有机物分解增加， 上升。
（2）与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，根细胞膜受损，电解质外渗，使测定的
升高。同时，根细胞周围盐浓度增高，细胞会因 作用失水，造成植物萎蔫。
（3）高盐浓度条件下，使细胞叶片失水，导致气孔 ，从而减少水分的散失。
答案
【知识梳理】
1B 2 B 3A 4 (1)减少 增加 (2)增加 减少 5A 6D 7C 8B 9D
【能力提升】
1B 2B 3B 4C 5C 6B 7B 8C 9C 10B 11B 12D
13(1)C3化合物 (2) 根据暗反应的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少
14（1）有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 （2）受体蛋白具有特异性 （3）暗反应 （4）1、2 （5）含有的蛋白质不同 （6）跨膜运输、信息交流、能量转换等
15（1）光饱和点 减少 C3 呼吸速率 （2）根相对电导率 渗透 （3）关闭