高三生物第一节光合作用人教版知识精讲

用心 爱心 专心 高三生物高三生物第一节第一节 光合作用光合作用人教版人教版 同步教育信息同步教育信息 一 本周教学内容 第一节 光合作用 二 学习重点 1 光合作用过程中 光能的转换过程 2 C4植物光合作用的特点 三 学习过程 光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程 从能量方面看 光 合作用将光能最终转换成稳定的化学能 从物质方面看 光合作用包括水在光下分解并释 放出氧气 二氧化碳的固定和还原 以及糖类等有机物的形成 人们要想提高农作物的光 合作用效率 就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入的研究 一 光能在叶绿体中的转换 光能在叶绿体中的转换 包括以下三个步骤 光能转换成电能 电能转换成活跃的化 学能 活跃的化学能转换成稳定的化学能 其中 第一步和第二步属于光反应阶段 第三 步属于暗反应阶段 在上述过程中 二氧化碳和水最终转化成糖类等有机物并且释放出氧 稳定的化学能就储存在糖类等有机物中 1 光能转换成电能 1 光合色素 叶绿体内类囊体薄膜上的色素 可以分为两类 吸收和传递光能的作用 包括全部的叶绿素 b 胡萝卜素和叶黄素 以及绝大多数的 叶绿素 a 吸收光能并将光能转换成电能 少数处于特殊状态的叶绿素 a 2 转化过程 这种特殊状态的叶绿素 a 在光的照射下 可以得失电子 从而将光能 转换成电能 叶绿素 a 被激发而失去电子 e 最终传递给 NADP 中文简称是辅酶 失去电子的叶绿素 a 变成一种强氧化剂 能够从水分子中夺取电子 使水分子氧化生 成氧分子和氢离子 H 叶绿素 a 由于获得电子而恢复稳态 2 电能转换成活跃的化学能 1 随着光能转换成电能 NADP 得到两个电子和一个质子 就形成了 NADPH 2 叶绿体利用光能转换成的另一部分电能 将 ADP 和 Pi 转化成 ATP 这一步骤形成的 NADPH 和 ATP 由于富含活跃的化学能 很容易分解并释放出能量 供暗反应阶段中合成有机物利用 NADPH 还是很强的还原剂 可以将二氧化碳最终还原 成糖类等有机物 自身则氧化成 NADP 继续接受脱离开叶绿素 a 的电子 3 活跃的化学能转换成稳定的化学能 在暗反应阶段中 二氧化碳被固定后形成的一些三碳化合物 C3 在有关酶的催化 作用下 接受 ATP 和 NADPH 释放出的能量并且被 NADPH 还原 再经过一系列复杂的变 化 最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物 这样 活跃的化学能就转换成稳定的化学 能 储存在糖类等有机物中 二 C3植物和 C4植物 1 C3植物和 C4植物的概述 C3植物 将 CO2固定后直接形成 C3的途径叫做 C3途径 将具有 C3途径的植物叫做 C3植物 如小麦 水稻等大多数绿色植物 用心 爱心 专心 C4植物 将 CO2中的 C 首先转移到 C4中 然后才转移到 C3中 这种固定 CO2的途径 叫做 C4途径 将这类具有 C4途径的植物叫做 C4植物 如玉米 甘蔗等原产在热带地区绿 色植物 C3植物和 C4植物不仅固定 CO2的途径不同 而且叶片结构也具有各自的特点 2 C3植物和 C4植物叶片结构的特点 绿色植物的叶片中有由导管和筛管等构成的维管束 围绕着维管束的一圈薄壁细胞叫做 维管束鞘细胞 C3植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体 维管束鞘以外的叶肉细胞排列 疏松 但都含有叶绿体 如图 C4植物的叶片中 围绕着维管束的是呈 花环型 的两 圈细胞 里面的一圈是维管束鞘细胞 外面的一圈是一部分叶肉细胞 C4植物中构成维管 束鞘的细胞比较大 里面含有没有基粒的叶绿体 这种叶绿体不仅数量比较多 而且个体 比较大 叶肉细胞则含有正常的叶绿体 如图 3 C4植物光合作用的特点 1 CO2初固定 在 C4植物叶肉细胞的叶绿体中 丙酮酸通过 ATP 提供的能量 转 化成 PEP PEP 则可以固定 CO2 形成 C4 2 CO2再固定 C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中 释放出一个 CO2 释放出来的 CO2先被一个 C5固定 然后很快形成两个 C3 3 CO2还原 在有关酶的催化作用下 一些 C3接受 ATP 和 NADPH 释放出的能量 并且被 NADPH 还原 然后经过一系列复杂的变化 形成糖类等有机物 由此可见 C4植物的中既有 C4途径 又有 C3途径 前者发生在叶肉细胞的叶绿体内 后者发生在维管束鞘细胞的叶绿体内 两者共同完成二氧化碳的固定 4 C4植物光合作用的意义 C4途径中能够固定 CO2的那种酶 对 CO2具有很强的亲合力 可以促使 PEP 把大气 中浓度很低的 CO2固定下来 并且使 C4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中 供维管束鞘 细胞内叶绿体中的 C3途径利用 同 C3植物相比 C4植物大大提高了固定 CO2的能力 在 干旱的条件下 绿色植物的气孔关闭 这时 C4 植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低 的 CO2进行光合作用 而 C3植物则不能 这就是 C4植物比 C3植物具有较强光合作用的原 因之一 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 光合作用过程中 叶绿体中完成活跃的化学能转变为稳定化学能的结构 A 基质 B 内膜 C 外膜 D 类囊体薄膜 2 在光照条件下 某些色素能够吸收并传递光能 将光能传递给少数叶绿素 a 这时 叶绿素 a 分子所处的状态为 A 被抑制 得到电子 B 被激发 得到电子 C 被抑制 失去电子 D 被激发 失去电子 3 光合作用过程中 叶绿体中能量转换的正确顺序为 用心 爱心 专心 A 光能 电能 稳定的化学能 活跃的化学能 B 光能 活跃的化学能 电能 稳定的化学能 C 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能 D 光能 稳定的化学能 电能 活跃的化学能 4 辅酶 II 形成还原型辅酶 II 的反应方程式为 A NADP 2e 十 H NADPH B NADP 2e 十 H NADPH C NADP e H NADPH D NADP 十 e H NADPH 5 在暗反应过程中 NADPH 的作用是 A 为 C3化合物还原提供能量 B 还原 C3化合物 C 与 ATP 的作用完全相同 D A 和 B 6 在光合作用过程中 碳同化伴随的能量变化是 A 将 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能 转换成贮存在有机物中稳定的化学能 B 光能转换为电能 C 电能转换为活跃的化学能 D 光能转换为活跃的化学能 7 高等植物的最终电子供体和受体应是 A 光能和 CO2 B CO2和 ATP C ATP 和水 D 水和 NADP 8 光合作用过程中 不在叶绿体基粒囊状结构的薄膜上进行的是 A NADP 变为 NADPH B 氧气的生成 C ADP 转变为 ATP D CO2的固定和还原 9 光合作用过程中 叶绿素 a 分子将光能转变的电能 可以被下列哪种物质吸收 A NADP 和 ATP B NADP 和 ADP Pi C NADPH 和 ATP D NADPH 和 ADP Pi 10 在光合作用暗反应阶段 将 CO2还原为糖类等有机物的还原剂为 A ADP B ATP C NADP D NADPH 11 光合作用中 光能可以转换成电能 并且可以转化为活跃的化学能储存在 A NADPH 中 B NADP 中 C ATP 中 D NADPH 和 ATP 中 12 C4植物光合作用过程中的重要特点是 A 既有 C4途径又有 C3途径 B 只有 C4途径没有 C3途径 C 先进行 C3途径后进行 C4途径 D 只有 C3途径没有 C4途径 13 C4植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化 A PEP 固定较低浓度 CO2 B C5化合物与 CO2结合 C NADPH 还原 C 生成有机物 D 特殊状态的叶绿素 a 将光能转换成电能 14 C4植物与 C3植物相比 其发生光合作用的场所为 A 只发生在叶肉细胞叶绿体中 B 只发生在维管束鞘细胞叶绿体中 C 叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中 D 叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中 15 下列植物中属于 C4植物的是 用心 爱心 专心 A 水稻 B 小麦 C 高粱 D 菜豆 16 C4植物叶肉细胞的叶绿体中 PEP 的作用为 A 提供能量 B 吸收水分 C 提供 H D 固定 CO2 17 C4植物维管束鞘细胞的特点为 A 细胞个体较大 叶绿体中含有基粒 B 细胞个体较大 叶绿体中不含有基粒 C 细胞个体较小 叶绿体中含有基粒 D 细胞个体较小 叶绿体中不含有基粒 18 C4植物比 C3植物固定 CO2的能力强很多倍 其原因为 A 有关酶对 CO2的亲和力强 B 有关酶含量多 C 有关酶对 CO2的亲和力弱 D 有关酶含量少 19 下列各选项中 可以作为鉴定某种植物为 C4植物的特点为 A 维管束鞘细胞中不含叶绿体 B 豆科及蔷蔽科 C 蕨类植物和裸子植物 D 围绕维管束的是呈 花环型 两圈细胞 20 C4途径中 CO2是从下列哪种结构中释放出来的 A 维管束鞘细胞的细胞质中 B 叶肉细胞的细胞质中 C 叶肉细胞的叶绿体中 D 维管束鞘细胞的叶绿体中 二 简答题 1 在光合作用中 光能转换成电能时 电子来自 最终传递给 2 在光合作用中 电能转换成的活跃的化学能 是指储存在 中的化学能 3 在光合作用中 二氧化碳被固定时 既要接受 释放的能量 又要被 还原 4 下图中的 A B 两图分别表示 C4 C3植物叶片横切结构 请据图分析回答 1 注明各部分名称 1 2 3 4 2 A B 两图中属于 C4植物的为 3 与 A 图中 1 2 结构生理功能相同的 为 B 图中的 部分 二氧 化碳被固定形成 C4的过程则在 图中的 进行 4 相比较而言 具有较强光合作用能力的为 植物 因此 从进化角度分 析 植物更为高等 用心 爱心 专心 用心 爱心 专心 试题答案试题答案