高中生物 第3章 細(xì)胞的代謝 第5節(jié) 光合作用二學(xué)案無(wú)答案浙科版必修1

1、第五節(jié)光合作用(二)1說(shuō)明光合作用的概念、反應(yīng)式、階段、場(chǎng)所、產(chǎn)物。2概述光反應(yīng)發(fā)生的變化和碳反應(yīng)的過(guò)程。(重難點(diǎn))3分析外界因素對(duì)光合速率的影響。(重難點(diǎn))4比較細(xì)胞呼吸和光合作用的異同。5活動(dòng)：探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響。光 合 作 用 概 述 與 光 反 應(yīng) 、 碳 反 應(yīng) 1光合作用概述(1)光合作用的概念項(xiàng)目?jī)?nèi)容場(chǎng)所綠色植物的葉綠體中反應(yīng)物co2h2o能量來(lái)源太陽(yáng)能產(chǎn)物有機(jī)物o2實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，貯存能量(2)光合作用的場(chǎng)所葉綠體的結(jié)構(gòu)外膜，內(nèi)膜，基粒(由類囊體構(gòu)成)，基質(zhì)。(3)光合作用的總反應(yīng)式6co212h2oc6h12o66h2o6o2。(4)光合作用中光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系圖

2、解2光反應(yīng)(1)過(guò)程：光能被吸收并轉(zhuǎn)化為atp和nadph中的化學(xué)能。水在光下裂解為h、o2和電子。h2o2ho22e水中的氫(he)在光下將nadp還原為nadph。(2)場(chǎng)所：類囊體膜中。(3)反應(yīng)物：h2o、adp、pi、nadp等。(4)生成物：o2、nadph、atp等。(5)條件：色素、光、酶。(6)能量變化：光能atp與nadph中的化學(xué)能。3碳反應(yīng)(1)過(guò)程co2的固定：co2rubp(c5)2三碳酸。2三碳酸(c3)2三碳糖。(2)場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)。(3)反應(yīng)物：co2、atp、nadph等。(4)產(chǎn)物：各種有機(jī)物。(5)能量變化：atp、nadph中的化學(xué)能三碳糖中的化學(xué)能

3、。探討：碳反應(yīng)必須在無(wú)光條件下才能進(jìn)行嗎？提示：光反應(yīng)必須在光下進(jìn)行，而碳反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行，但不能較長(zhǎng)時(shí)間在黑暗條件下進(jìn)行。探討：為什么碳反應(yīng)不能較長(zhǎng)時(shí)間地在黑暗條件下進(jìn)行？提示：因?yàn)楣夥磻?yīng)為碳反應(yīng)提供的 、atp是有限的。探討：不給小球藻提供co2，只給予光照，小球藻能獨(dú)立地進(jìn)行光反應(yīng)嗎？為什么？提示：不能，因?yàn)闆]有碳反應(yīng)，光反應(yīng)的產(chǎn)物積累，使光反應(yīng)被抑制。探討：結(jié)合光反應(yīng)和碳反應(yīng)過(guò)程分析，若突然停止光照或停止co2供應(yīng)，葉綠體中c3和c5相對(duì)含量發(fā)生怎樣的變化？提示：停止光照：c3含量相對(duì)增加，c5含量相對(duì)減少。停止co2供應(yīng)：c3含量相對(duì)減少，c5含量相對(duì)增加。探討：一天中是早晨空氣

4、中o2濃度高，還是傍晚空氣中o2濃度高？提示：傍晚空氣中o2濃度高。因?yàn)橹参镌诎滋爝M(jìn)行光合作用，吸收co2產(chǎn)生o2；晚上只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收o2釋放co2。1光反應(yīng)與碳反應(yīng)的比較比較項(xiàng)目光反應(yīng)碳反應(yīng)場(chǎng)所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)時(shí)間短促，以微秒計(jì)較緩慢條件光、色素、酶、水多種酶、co2、nadph、atp過(guò)程利用光能使水光解產(chǎn)生o2，同時(shí)產(chǎn)生atp和nadph將co2還原為糖的一系列反應(yīng)稱為卡爾文循環(huán)物質(zhì)變化水的光解：h2o2h2eo2atp的合成：adppi能量atpnadph的合成：nadph2enadph co2的固定：co2rubp2個(gè)三碳分子三碳酸的還原：2個(gè)三碳酸2個(gè)三碳分子rubp的再

5、生：三碳糖rubp能量變化光能atp、nadph中活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能完成標(biāo)志o2釋放、atp和nadph的生成糖類等有機(jī)物的生成聯(lián)系光反應(yīng)能為碳反應(yīng)提供atp、nadph，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供adp、pi、nadp。二者緊密聯(lián)系，缺一不可示意圖2光照和co2濃度變化對(duì)光合作用物質(zhì)含量變化的影響當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中c3(或三碳糖)、c5(或五碳糖或rubp)、(或nadph)、atp含量的變化可以采用如圖分析：條件c3c5和atp模型分析光照由強(qiáng)到弱co2供應(yīng)不變?cè)黾訙p少減少或沒有光照由弱到強(qiáng)co2供應(yīng)不變減少增加增加光照不變co2由充足到不足減少增加增加光照不變

6、co2由不足到充足增加減少減少(1)以上各物質(zhì)的變化是相對(duì)含量的變化，不是合成速率，且是在條件改變后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的。(2)在以上各物質(zhì)的含量變化中：c3和c5含量的變化是相反的，即c3增加，則c5減少；nadph和atp的含量變化是一致的，都增加，或都減少。1光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物有()aatp和nadphbo2和糖catp和co2do2和co2【解析】光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物有atp、nadph和o2，a正確?！敬鸢浮縜2如圖表示光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是()a是3­磷酸甘油酸b和在類囊體膜上產(chǎn)生c是核酮糖二磷酸d可在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷窘馕觥款}圖表示光合作用的卡爾文循環(huán)

7、，是3­磷酸甘油酸；和分別是atp和nadph，在類囊體膜上產(chǎn)生；是三碳糖分子，可再生為核酮糖二磷酸；是離開循環(huán)的三碳糖分子，可在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘被幔蔬xc?！敬鸢浮縞3圖甲是菠菜葉肉細(xì)胞中的葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，其中、表示不同的部位；圖乙是光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程示意圖，其中表示物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：36500089】甲乙(1)利用新鮮菠菜葉片進(jìn)行“光合色素的提取和分離”活動(dòng)。在菠菜葉片研磨過(guò)程中，加入95%乙醇的作用是_；分離色素的過(guò)程中，應(yīng)注意濾紙上的濾液細(xì)線要高于_的液面；分離后，在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)四條色素帶，其中離濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的色素是_(填相應(yīng)的色素名稱)。(2)光

8、合色素存在于圖甲的_中，其中葉綠素主要吸收紅光和_光。圖乙過(guò)程發(fā)生在圖甲的_中。(在內(nèi)填寫圖中的相應(yīng)編號(hào))(3)圖乙中，物質(zhì)是_，該物質(zhì)在光反應(yīng)產(chǎn)物_的作用下形成物質(zhì)。若3個(gè)co2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)可形成6個(gè)物質(zhì)分子，其中有_個(gè)物質(zhì)分子經(jīng)過(guò)一系列變化再生成rubp，其余的離開循環(huán)，可在葉綠體內(nèi)作為合成_、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等大分子物質(zhì)的原料?！窘馕觥?1)在提取菠菜葉片色素過(guò)程中，加入95%乙醇的作用是溶解色素；分離色素的過(guò)程中，應(yīng)注意濾紙上的濾液細(xì)線要高于層析液的液面；分離后，在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。(2)光合色素存在于圖甲的光合膜中，其中葉

9、綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；圖乙過(guò)程是光合作用碳反應(yīng)過(guò)程，發(fā)生在圖甲的葉綠體基質(zhì)中。(3)圖乙中，物質(zhì)是由rubp和co2形成的三碳酸(3­磷酸甘油酸)，其在atp和nadph作用下形成物質(zhì)三碳糖；6個(gè)三碳糖分子有5個(gè)經(jīng)過(guò)一系列變化再生成rubp，1個(gè)離開循環(huán)，在葉綠體內(nèi)作為合成淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等大分子物質(zhì)的原料?！敬鸢浮?1)作為提取色素的溶劑層析液胡蘿卜素(2)，光合膜藍(lán)紫，基質(zhì)(3)3­磷酸甘油酸atp和nadph5淀粉環(huán) 境 因 素 影 響 光 合 速 率1光合速率概念是指一定量的植物在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。2影響光合速率的

10、因素(1)光強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增加；當(dāng)光強(qiáng)度升高到一定數(shù)值后，光強(qiáng)度再增加，光合速率也不會(huì)增加，此時(shí)的光強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。(2)溫度：每種植物光合作用都有一個(gè)最適溫度。低于該溫度，隨著溫度升高，光合速率加快；超過(guò)該溫度，酶的活性減弱或喪失。(3)二氧化碳濃度：一定范圍內(nèi)，空氣中二氧化碳濃度的增加會(huì)使光合速率加快。探討：炎熱的夏季，成團(tuán)的水綿為什么漂浮在水面上？提示：光合作用旺盛，釋放氧氣使水綿團(tuán)上浮。探討：夏季中午，光照強(qiáng)、溫度高，但植物的光合作用強(qiáng)度反而減弱，原因是什么？提示：光照過(guò)強(qiáng)氣孔關(guān)閉co2供應(yīng)不足光合作用下降。探討：光照強(qiáng)度、co2濃度分別直接影響光合作用

11、的什么過(guò)程？提示：光照強(qiáng)度直接影響光合作用的光反應(yīng)過(guò)程。co2濃度直接影響光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程。影響光合作用的因素(1)光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線分析a點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的co2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。ab段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，co2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的co2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。b點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的co2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在b點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng))。bc段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到c點(diǎn)以后不再加強(qiáng)。限制

12、c點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是co2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。應(yīng)用：陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時(shí)對(duì)大棚除霜消霧。(2)co2濃度曲線分析：a點(diǎn)是進(jìn)行光合作用所需的最低co2濃度，b點(diǎn)是co2飽和點(diǎn)；b點(diǎn)以后，隨著co2濃度的增加光合作用強(qiáng)度不再增加。應(yīng)用：溫室中適當(dāng)增加co2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥來(lái)提高co2濃度。(3)溫度b點(diǎn)是最適溫度，此時(shí)光合作用最強(qiáng)，高于或低于此溫度光合作用強(qiáng)度都會(huì)下降，因?yàn)闇囟葧?huì)影響酶的活性。應(yīng)用：溫室栽培時(shí)白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度。1如圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉

13、片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。下列有關(guān)光合作用強(qiáng)度變化原因的分析中，錯(cuò)誤的是()a從ab主要原因是光照增強(qiáng)，氣溫上升b從bc主要原因是溫度過(guò)高，酶失活c從cd主要原因是氣孔逐漸打開，co2供應(yīng)增加d從de主要原因是光照減弱，氣溫下降【解析】根據(jù)光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律及曲線的變化分析可知，ab主要原因是光照增強(qiáng)，氣溫上升，酶活性增加，光合速率加快；bc段由于光照強(qiáng)度強(qiáng)，蒸騰作用旺盛，葉片氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致缺乏co2，光合速率降低；cd段時(shí)，光照強(qiáng)度降低，蒸騰作用減弱，氣孔逐漸打開，co2供應(yīng)增加，光合速率又加快；de段的變化主要原因是光照減弱，氣溫下降，光合速率下降。【答案】b2(2016·全國(guó)

14、乙卷)為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間(t)后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度(即單位時(shí)間、單位葉面積吸收co2的量)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時(shí)，影響甲組植物光合作用的限制因子是_。(2)b光照強(qiáng)度下，要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高_(dá)(填“co2濃度”或“o2濃度”)。(3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)t時(shí)間后，再測(cè)定植株葉片隨光照強(qiáng)度變

15、化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是_?！窘馕觥?1)根據(jù)圖示信息，對(duì)于甲組植物而言，當(dāng)光照強(qiáng)度低于a時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度逐漸升高，說(shuō)明限制其光合作用強(qiáng)度的主要因素為光照強(qiáng)度。(2)根據(jù)圖示信息，對(duì)于甲組植物而言，當(dāng)光照強(qiáng)度高于b時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度不變，說(shuō)明受其他環(huán)境因素的限制。由于光合作用需要不斷消耗環(huán)境中的co2，故提高co2濃度可使b光照強(qiáng)度下甲組的光合作用強(qiáng)度升高。(3)由題目信息可知，乙組和甲組是同一種植物，只是環(huán)境中的光照強(qiáng)度不同，雖然乙組植物在低光照環(huán)境中的光合作用強(qiáng)度低，但其子代在模擬自然光照下其光合作用強(qiáng)度仍

16、然能夠升高，說(shuō)明乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻??！敬鸢浮?1)光照強(qiáng)度(2)co2濃度(3)乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻?下列關(guān)于光合作用強(qiáng)度的敘述，正確的是()a在相同的光照條件下，各種植物的光合作用強(qiáng)度相同b光合作用強(qiáng)度由遺傳物質(zhì)決定，所以是固定不變的c森林中，植株上部的葉片和下部的葉片光合作用強(qiáng)度有差異d葉片從幼到老，光合作用強(qiáng)度不變【解析】在相同光照條件下，不同植物的光合作用強(qiáng)度還受溫度、二氧化碳濃度以及色素含量等因素的影響，因此不同植物的光合作用強(qiáng)度不同，a錯(cuò)誤；光合作用強(qiáng)度既由植物基因

17、決定，同時(shí)也受周圍環(huán)境因素的影響，b錯(cuò)誤；森林或農(nóng)田中植株上部葉片接受的光照更多，而下部葉片接受到的光照少，因此光合作用強(qiáng)度有差異，c正確；植物葉片從幼到老，光合作用強(qiáng)度是先增加后減弱，這主要和葉片中的色素含量有關(guān)，d錯(cuò)誤?！敬鸢浮縞2下面關(guān)于光合作用的有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：36500090】a光反應(yīng)產(chǎn)生的nadph也是碳反應(yīng)中將co2還原為糖的直接能源物質(zhì)b三碳酸分子除了需要接受能量之外，還需要接受atp和nadph提供的物質(zhì)，才能形成三碳糖c以三碳糖為原料在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)所需能量來(lái)自光反應(yīng)d在碳反應(yīng)中，有3個(gè)co2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)，形成6個(gè)三碳糖，其中只有1

18、個(gè)三碳糖離開卡爾文循環(huán)，然后在葉綠體內(nèi)或運(yùn)到葉綠體外而被利用【解析】光反應(yīng)產(chǎn)生的nadph和atp都是碳反應(yīng)中將co2還原為糖的直接能源物質(zhì)，a正確；三碳酸分子除了需要接受能量之外，還需要接受atp和nadph提供的物質(zhì)，才能形成三碳糖，b正確；以三碳糖為原料在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)所需能量來(lái)自atp，光反應(yīng)產(chǎn)生的nadph和atp只能用于三碳酸還原成三碳糖，c錯(cuò)誤；在碳反應(yīng)中，有3個(gè)co2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)，形成6個(gè)三碳糖，其中只有1個(gè)三碳糖離開卡爾文循環(huán)，然后在葉綠體內(nèi)或運(yùn)到葉綠體外而被利用，d正確?！敬鸢浮縞3植物的光合作用受光強(qiáng)度、co2濃度等環(huán)境因素的影響(如圖)。下列敘述

19、錯(cuò)誤的是()aa點(diǎn)條件下nadph的合成速率大于b點(diǎn)bb點(diǎn)條件下rubp的再生速率小于c點(diǎn)cx一般大于大氣中co2濃度da點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度一般大于全天最強(qiáng)光照【解析】a點(diǎn)光照強(qiáng)度大于b點(diǎn)，光反應(yīng)強(qiáng)，nadph的合成速率也較大，a正確；b點(diǎn)co2濃度小于c點(diǎn)，碳反應(yīng)較弱，rubp的再生速率較小，b正確；co2為x濃度下植物光合速率較大，因此x一般大于大氣中co2濃度，c正確；a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度一般小于全天最強(qiáng)光照，故選d。【答案】d4甲圖表示光合作用部分過(guò)程的圖解，乙圖表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳分子和三碳分子在細(xì)胞內(nèi)含量的變化曲線，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：甲乙(1)甲圖中a表示的物質(zhì)是_，它是由_

20、產(chǎn)生的，其作用主要是_。(2)甲圖中atp形成所需的能量最終來(lái)自于_。若用放射性同位素14c標(biāo)記co2，則14c最終進(jìn)入的物質(zhì)是_。(3)乙圖中曲線a表示的化合物是_，在無(wú)光照時(shí)，其含量迅速上升的原因是：_。(4)曲線b表示的化合物是_，在無(wú)光照時(shí)，其含量下降的原因是_。【解析】(1)光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供的物質(zhì)是nadph和atp，由此可確定a是nadph，nadph是由h2o分解后經(jīng)一系列過(guò)程產(chǎn)生的，其作用主要是用于三碳分子的還原。(2)光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存于atp中，14co2的同化途徑為14co214c3(即三碳分子)(14ch2o)。(3)(4)題干中已明確a、b表示三碳分子和五碳分子的含量變化，光照停止后，光反應(yīng)停止，n