高三一轮复习生物：光合作用与能量转化课件

基础检测.判断以下关于光合作用和色素说法的正误：

①绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中（

）②色素在提取液中的溶解度不同，导致色素带的位置不同（

）③提取液中的无水碳酸钠的作用是去除乙醇中的水分（

）④若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，依然可以提取到光合色素（

）⑤光合色素只吸收红光和蓝紫光，不吸收其它波段的光（

）

⑥色素和酶是叶绿体捕获光能，进行光合作用的结构基础（

）⑦太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础（

）⑧光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径（

）对其它波段的光只是吸收量较少×

不溶于水，易溶于有机溶剂层析液√√层析液的成分P98：由20份在60~90℃分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成）√√√

必修1.5.4光合作用高中生物·一轮复习基础知识梳理主讲人：何思颖考点1：

捕获光能的色素和结构

考点3：光合作用的影响因素及其应用

考点2：

光合作用的原理

考点4：

光合作用和细胞呼吸综合应用进一步思考：植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取这些色素呢？与正常玉米苗相比，白化幼苗早期发育和后期生长有差异吗？种子萌发和幼苗早期发育正常白化苗后期生长受阻（靠种子内积累的营养物质）（靠光合色素捕获光能）

捕获光能的色素和结构1.（体积分数95%乙醇+无水碳酸钠）知识点1

实验：绿叶中色素的提取与分离

(一）提取色素1.破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。2.保证色素的结构和活性不被破坏。3.使色素溶解于试剂中。原理：光合色素___溶性，能溶解在有机溶剂__________中。无水乙醇脂SiO2CaCO3无水乙醇——使研磨充分——防止色素破坏——溶解色素要点思考1：研磨后用_______过滤获取绿色滤液，原因是__________________尼龙布防止色素吸附在滤纸上思考2：为什么及时用棉塞（或塞子）将试管塞严？防止溶剂挥发思考3：研磨时应注意什么，为什么？研磨应迅速且充分，以充分提取色素并防止溶剂挥发(二）分离色素原理：光合色素都能溶解在_______中，但________不同：

溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得____；反之。【纸层析法】层析液溶解度快思考4：在滤纸条一端剪去两角的目的是什么?防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。

①重复画线是为了增加色素的浓度。

②画线细、直、齐是为了防止出现重叠。思考5：画滤液细线的要求是什么？思考6：为何滤液细线不能触及层析液？防止色素溶解在层析液中防止层析液挥发，因其易挥发且有毒思考7：为何要盖上培养皿？★要求：细、直、齐；重复2—3次叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）（三）实验结果①有几条色素带？②上下排序原因？4条③条带宽窄差异原因？含量不同色素在层析液中溶解度不同思考：如果将色素滤液点在圆形滤纸的中央，色素带从外至内是？④发黄落叶条带如何？只有类胡萝卜素B可能是_____________________________________________C可能是_____________________________________________D可能是_____________________________________________

例1.

几位同学提取和分离绿叶中的色素的结果如下，A为正常结果，

请分析异常结果可能的原因：①选材是黄叶；②没有加碳酸钙①选材颜色较浅；②研磨不够充分；③提取剂过量；①提取剂用的是水；②层析液没过了滤液细线ABCD④画滤液细线的次数太少；变1.(不定项)如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述不正确的是（

）A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过

少，都会导致色素条带颜色变深B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验

效果更好C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，

会缩短四条色素带间的距离D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄ABC例2.尝试说明植物叶片中色素与叶色的关系色素种类叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素分子式C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2植物叶色正常绿色叶色变黄叶色变红正常叶子叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，吸收绿光最少寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定秋天降温时植物体为适应寒冷，体内积累了较多可溶性糖，低于7℃会形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解【归纳总结】影响叶绿素合成的三大因素判断：植物叶绿素的合成必须要光，而生长素的合成不需要光（

）√光照温度必需元素光是一种电磁波；可见光的波长是400-760nm；不同波长的光，颜色不同；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光；图：自然光通过三棱镜图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜光屏出现明显的色光带不同波长的光穿过三棱镜会散开形成不同颜色的光带。光谱：现象：色光带变暗，且蓝紫光和红光大部分被吸收知识点2

光合色素的功能

光合色素功能：叶绿素主要吸收_____________类胡萝卜素主要吸收_________红光和蓝紫光蓝紫光吸收、传递和转化光能从叶绿素吸收光谱图可知:叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向_____波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a_______(填“宽"或“窄")。长(1)从叶绿素吸收光谱图可知:叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向

___波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收

光谱带比叶绿素a_____(填“宽"或“窄")。拓展1.右图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱(暗带部分表示被吸收的光线),回答下列问题(2)研究表明:在漫射光环境中(比如荫蔽条件下是漫射光环境)，光线以较短

波长的光占优势。请预测:和上层叶片相比,同一植物底层叶片中，叶绿

素a/b_____,弱光下的吸收能力______,有利于提高植株的捕光能力，这

是对弱光环境的一种适应。长宽降低增强拓展2.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是（

）A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤

纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收

绿光D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用D拓展：红藻呈红色是因为？原因：自然弱光条件下主要存在的是散射的蓝紫光，叶绿素b对蓝紫光的吸收百分比高①类胡萝卜素②叶绿素b③叶绿素a类囊体薄膜②探究1.冬季时为增加蔬菜产量，应选红色、蓝色还是无色大棚塑料薄膜？

提示：无色。白光是一种复合光，比任何单一种颜色光的光

合作用的效果都好。选用无色透明植物所获光能更多。探究2.阴天时为增加蔬菜产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色

(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫

光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。思考·讨论：

恩格尔曼的实验一极细的光束集中于叶绿体被光束照射的部位光下水绵需氧细菌结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。黑暗中分布于叶绿体所有受光部位（1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？（2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？（3）为什么用极细的光束照射？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。需氧细菌可确定释放O2的部位。可排除光线和氧的干扰。叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。三棱镜结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光照射水绵好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域思考·讨论：

恩格尔曼的实验二在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体释放氧气，适于好氧细菌在此分布。变3.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液B提供CO2知识点3

光合作用的场所

(1)结构外表：①_______内部②_____③_____：由_________堆叠而成↓决定(2)功能：进行____________的场所。双层膜基质基粒类囊体光合作用(3)物质基础

在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________。在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。色素分子类囊体薄膜叶绿体基质

光合作用的原理2.例1.(不定项）下列关于光合作用相关实验说法有误的是（

）A.希尔的实验证明了产生O2中的O全部来自于H2OB.希尔的实验证明了水的光解与糖的合成是两个相对独立的反应

C.希尔的实验证明了叶绿体可以合成ATPD.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的

一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域主要是红光和蓝紫光区域E.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小

室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在F.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h，会有气泡的生成，

并加碘液处理后溶液呈蓝色G.在温暖晴朗的一天下午，在某植物向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热

脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色，说明光合作用的产物是CH2OACFG鲁宾和卡门阿尔农无暗反应生成淀粉(CH2O)淀粉实验1：鲁宾和卡门实验方法：__________________和_________实验结果：A:_____________B:_____________结论：_______________________________________同位素标记法对比O218O2光合作用释放的O2全来自水，而并不来源于CO2实验2：希尔实验材料：_____________结论：_____________离体叶绿体水的光解产生O2Fe3+的作用：_____________________________________Fe3+

/DCIP

相当于细胞中的_________NADP+4Fe3+＋2H2O

→

4Fe2+＋4Ｈ+＋Ｏ2

材料：英国生物学家罗伯特·希尔发现，从细胞中分离出的叶绿体，在有氧化剂（如高铁盐、氧化型DCIP）存在的条件下照光后，即使不提供CO2，叶绿体也可以释放氧。罗伯特·希尔发现该现象的实验被称为”希尔反应”。思考：分离出的叶绿体在不提供CO2的条件下，O2的释放并没有明显的被抑制，原因是：__________________________________________________

水裂解产生的氢(H+和电子)能及时与氧化剂结合，不会因氢的积累限制水的裂解光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。反应过程中（

）A.需要ATP提供能量

B.DCIP被氧化

C.不需要光合色素参与

D.会产生氧气2NADP+＋2H2O→2NADPH＋2H+＋O2D实验一：给离体的叶绿体提供光照，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就

会有ATP出现；实验二：黑暗时，给离体的叶绿体提供NADPH、ATP和CO2，可生成糖类、ADP和Pi。ADP＋PiATP类囊体腔

结论：①________________________________________________

②________________________________________________实验3：阿尔农实验在光照下，叶绿体可合成ATP，且总与水的光解相伴随。无光时叶绿体也可分解ATP，且总与糖类的合成相伴随。变1.识图并完成下列填空：（1)图b中的膜应该是________膜，判断依据为____________________________.(2)驱动ATP合成的直接能量是___________________________________________(3)判断：图b表示的所有过程是希尔反应（

）类囊体该膜上有能吸收转换光能的色素分布类囊体膜两侧的H+浓度梯度×(4)该图中的生物膜有_______________的功能(5)该ATP合酶还可能位于_______________________________________希尔反应只说明离体叶绿体在氧化剂作用下释放氧气物质运输、能量转化、为酶提供附着位点线粒体内膜细菌细胞膜（1）色素位于

；作用：

；

叶绿体的外膜和内膜可以增大吸收光能的面积

（

）

（2）NADP+:______________________________________NADPH：_____________________________________NADPH作用:

；

(3)生物体内能合成ATP的主要反应

：

；

绿色植物光下合成ATP的场所：

；

（4）气孔的作用：

；

胞间CO2浓度与

有关；

（5）C3是指三碳化合物——_________________________，

C5是指五碳化合物——_________________________。

吸收传递转化光能×类囊体薄膜作为还原剂并储存部分能量用于暗反应氧化型辅酶Ⅱ（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）

还原型辅酶Ⅱ(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)呼吸作用和光合作用叶绿体、线粒体、细胞质基质蒸腾失水的门户，气体交换的窗口气孔导度和细胞吸收有关核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)3－磷酸甘油酸(6)光反应为暗反应提供

；暗反应为光反应提供

；(7)能量转换：(8)暗反应既有水的消耗又有水的生成()（9）光合作用的产物有一部分是_____，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管

再通过韧皮部运输到植株各处。（10）反应式①产物为(CH2O)：

。

②产物C6H12O6：

。（11）元素的转移途径CO2的固定

光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定化学能NADPH和ATPNADP+、ADP和Pi淀粉a.H：3H2O

。

光反应暗反应NADP3H(C3H2O)b.C：14CO2

。

CO2的固定C3的还原14C3(14CH2O)√

变2.下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。错误的是()BC.在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP

和Pi合成ATPD.PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给

PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPHA.自然界中能发生光合

作用的生物，不一定

具备PSⅡ和PSⅠ系统B.光反应过程将吸收的

光能转换为活跃的化

学能全部储存在ATP中PSII和PSI分布在叶肉细胞的类囊体薄膜ATP和NADPHRuBP羧化酶(核酮糖二磷酸羧化酶)实验4：卡尔文实验材料：________方法：___________小球藻同位素标记法1、向藻类细胞光合作用的原料中加入14CO22、连续60s取样，将藻类细胞置于热酒精中3、分离溶解物中的分子4、进行放射性显影，以确定放射性的部位5s取样时产生的放射性物质60s取样时产生的放射性物质再溶解，化学分析，表明是3-磷酸甘油酸（C3）NADPHATP

C3C5

CO2减少光照减弱减少增加减少减少减少增加增加增加C3、NADP+、ADP、PiC5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC3、NADP+、ADP、PiC5、NADPH、ATPC3、NADP+、ADP、PiC5、NADPH、ATPC3、NADP+、ADP、Pi学生活动：尝试说出下列四张图中甲、乙代表哪些物质

（从C3、C5、ATP、ADP、Pi、NADPH、NADP+中选择填入）变1.用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体

中C3的含量下降，C5的含量上升，则NaHSO3的作用可能是()

A.促进叶绿体中CO2的固定

B.抑制叶绿体中C3的还原C.促进叶绿体中ATP的合成

D.抑制叶绿体中有机物的输出C变2.在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然

改用光照强度与白光相同的红光，则光反应产生ATP与[H]的速率_____,

暗反应中C3的还原反应速度随之_____,此时由于CO2供应量不变，CO2

的固定速率_____________,故短时间内叶绿体基质中C3的量_____，而C5

的量_______。如果CO2充足，一段时间后，暗反应（卡尔文循环）速率

比之前_________加快加快暂时不变减少增多快变3.(1)图中物质A是_________(C3化合物、C5化合物)(2)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_______________________________________________________________________

暗反应达到稳定时，C3和C5的含量维持动态平衡，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍C3化合物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)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)。(4)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)，其原因是_________________________________。高低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化产物联系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶光能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来实质：合成有机物，储存能量(1)黑暗开始时，______________立即下降，原因是：______________________________________________________;(2)黑暗开始时，CO2吸收速率没有立即下降的原因是_______________________;(3)图中阴影部分可表示一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的_______________。例3.以下实验组光合作用产生的有机物的量的从多到少依次是____________________A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；D组(对照组)：光照时间为135s；D>C>B>A变1.科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验：O2释放速率O2的产生需要光照，光照停止，O2的产生即停止光反应产生的ATP和NADPH的量有积累积累量

化能合成作用：

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量异养生物：只能用现成有机物自养生物：外界无机物变成

自身有机物。(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌)

利用环境中某些无机物氧化释放的能量制造有机物化能自养光能自养(如绿色植物等)

补充知识1：电子传递链（NADH氧化呼吸链）在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。判断下列说法正误

①

4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻(

)②

与25℃时相比,4℃时有氧呼吸产热多(

)③与25℃时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多(

)④DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少(

)×

有氧气消耗，

有e-传递成功

√√√

检测：呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传适体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，判断下列相关叙述正误①

图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段（

）②

有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气（

）③

高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质（

）④

呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力（

）从线粒体基质跨内膜到达膜间隙

√√√【课前检测】细胞呼吸的第一阶段又称糖酵解，糖酵解时产生了还原型高能化合物NADH。在有氧条件下，NADH中的电子由位于线粒体内膜上的电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2获得。下图为线粒体内膜上电子传递和ATP的形成过程。A．NADH中的电子全部来自于糖酵解过程，最终被O2获得（

）B．线粒体内膜两侧H+梯度的形成与电子传递过程有关（

）C．有氧呼吸过程中ATP中的能量最终来源于NADH（

）D．H+通过线粒体内膜进、出膜间隙的方式不同，进为主动运输，出为协助扩散（

）有氧呼吸第一、二阶段

√√葡萄糖

1.光系统Ⅱ进行

，产生

，光系统

Ⅰ主要是介导

的产生。水的光解氧气、H＋和电子(e－)NADPH2.分析电子传递的整个过程可知，

最初提供电子的物质为

，最

终接受电子的物质为

。H20NADP+3.电子(e－)经过电子传递链：质体醌→细胞色素b6f复合体→质体蓝素→

光系统Ⅰ→铁氧还蛋白→NADPH。4.电子传递过程中_____能量，质体醌利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度

从

泵入到

，从而建立了质子浓度(电化学)梯度。5.在ATP合成酶的作用下，H＋______浓度梯度转运提供分子势能，促进

ADP和Pi合成ATP叶绿体基质类囊体腔补充知识2：光系统和电子传递链（光合链）释放顺检测：下图表示光合作用时ATP形成的图解，图中b6f复合体能将叶绿体基质中的质子（H＋）转移到类囊体腔内，该过程需要依赖水光解时产生的电子（e－）的推动，下列有关分析错误的是()

A.图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.质子从叶绿体基质转

移到类囊体腔内的运

输方式是协助扩散C.光合作用中ATP的合成会降低类囊体内外的质子浓度差D.据图分析O2产生后若被有氧呼吸利用最少需要穿过4层生物膜E.图中表示的所有过程是希尔反应BDE叶绿体基质类囊体腔主动运输5绝对不包含ATP的合成希尔反应（Hillreaction）是指在光照条件下，绿色植物的叶绿体裂解水，释放氧气并还原电子受体的反应。补充知识3：光抑制夏季，植物经常受到高温和强光的双重胁迫。研究发现：当光照过强，植物吸收的光能超过其所需要时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。有关光抑制的机制，一般认为：在强光下，一方面因NADP+不足使电子传递给O2形成O2-1；另一方面会导致还原态电子积累，形成三线态叶绿素（3ch1），3chl与O2反应生成单线1O2。O2-1和1O2都非常活泼，如不及时清除，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白，从而损伤光合结构。类胡萝卜素可快速淬灭3chl，也可以直接清除1O2起到保护叶绿体的作用。请回答下列问题：1.根据图1分析，PSⅡ位于______（细胞结构）；请从光反应和暗反应物质联系的角度，分析强光条件下NADP+不足的原因：_____________________________;2.强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率______（填“上升”“不变”或“下降”），原因是：______________________________。该突变体无法淬灭3chl并清除1O2而使叶绿体受损、缺乏类胡萝卜素导致吸收的蓝紫光减少，影响光合作用叶绿体类囊体薄膜强光条件下，光反应产生的NADPH多于暗反应消耗的量，导致NADP+供应不足下降3.光合作用中的Rubisco酶是一个双功能酶，在光下，它既能催化C5与CO2的羧化反应

进行光合作用，又能催化C5与O2的加氧反应进行光呼吸（如图3）。羧化和加氧作用

的相对速率完全取决于CO2和O2的相对浓度。研究发现，光呼吸也能对光合器官起保

护作用，避免产生光抑制，请根据图3分析原因：_____________________________________________________________________________________________。光呼吸可以消耗多余的ATP和NADPH，从而对光合器官起保护作用，避免产生光抑制C3是指三碳化合物——_______________________，C5是指五碳化合物——________________________,核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)3－磷酸甘油酸(PGA)缺点：“耗时耗能”光合碳循环中催化CO2固定的核酮糖－1,5－二磷酸羧化酶同时具有加氧酶的功能，催化RuBP的加氧反应，生成磷酸乙醇酸和3－磷酸甘油酸(PGA)，磷酸乙醇酸被磷酸酯酶分解生成乙醇酸，后者在乙醇酸氧化酶催化下氧化成乙醛酸；乙醛酸经转氨反应变为甘氨酸后，由两分子甘氨酸生成丝氨酸、CO2和NH3各一分子。这便是光呼吸的释放CO2的反应。丝氨酸以后转变为羟基丙酮酸，再被还原及磷酸化成为PGA，后者又进入光合碳循环。补充知识4：光呼吸比较项目光呼吸暗呼吸(有氧呼吸)底物糖、脂肪、蛋白质发生部位反应条件光或暗都可以能量消耗能量(消耗_____和__________)共同点乙醇酸C2叶绿体、过氧化物酶体、线粒体光照ATPNADPH消耗氧气，放出二氧化碳细胞质基质、线粒体释放能量学生活动：尝试根据P431面具体过程图，完成下列表格发生光呼吸的细胞需要______个细胞器的协同作用才能将光呼吸起始阶段产生的“次品”修复，耗时耗能。这也是早期光呼吸被人们称作“卡尔文循环中的漏逸”，“Rubisco的构造缺陷”的原因。三CO2的固定C3的还原C5的再生C5（五碳化合物）RuBPC3（三碳化合物）1.暗反应在黑暗条件下能

持续进行吗？为什么？2.淀粉和蔗糖是光合作用

的主要产物，其中淀粉

在__________合成，蔗糖

在__________合成，所以

需以_______糖形式先运

出叶绿体3.蔗糖进入_______，再通过

_________运输到植物各处叶绿体细胞质基质磷酸丙筛管P104韧皮部补充知识5：光合作用的主要产物拓展.(不定项)下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足时，TPT活性降低。下列有关叙述正确的是（

）A.Pi输入叶绿体减少时，磷酸

丙糖从叶绿体输出减少B.暗反应中磷酸丙糖的合成不

需要消耗光反应产生的ATPC.叶肉细胞的光合产物主要是

以蔗糖形式运出细胞的D.农业生产上可通过增加CO2浓度来提高作物中蔗糖的含量AC

光合作用的影响因素及其应用3.夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对上述做法的生物学原理进行分析：

A.①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量()B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗()C.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强()D.③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利()减弱

√√√【回顾知识点】细胞呼吸的影响因素知识点1

光合作用的影响因素

A.外因B.内因自身遗传特性酶的种类、数量色素的含量叶龄不同植物叶面积指数小明将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，却发现培养后两种植物的光合速率都降低，请你尝试帮小明分析下失败原因：植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低【情境创设】外部因素1—CO2浓度思考2：”正其风、通其行“作用？思考3：为什么要多施有机肥？思考1：Y点之后限制因素有哪些？CO2饱和点CO2浓度光合速率Y外因：__________________内因：__________________主要为光照强度和温度酶的数量和活性①通风：增加CO2浓度②透光：增加光照强度

①有机肥中的有机物被土壤中的

微生物分解成各种矿质元素，

增加了土壤的肥力，②另外还释放出热量和CO2，增

加了大棚内的温度和CO2浓度，

有利于光合作用。变.测定某植物的叶肉细胞光合作用，相关结果如下图，

正确的是（

）A.图1中的A点表示叶肉细胞

的光合作用速率与呼吸作

用速率相等B.植株处于A点对应的CO2

浓度下，体内有机物量不变C.图1中的A点和图二中的A’

都表示CO2补偿点，图1中的B点和图2中的B’都表示CO2饱和点D.图2在A’之前光合作用强度为0，这与固定CO2的酶（Rubisco）

对

低浓度的CO2不亲和有关AD减少外部因素2—水①水既是光合作用的

，又是

体内各种化学反应的

，

直接影响光合作用速率；②缺水会导致部分

，

间接影响

进入叶片。原料介质气孔关闭吸收CO2思考：浇水太多会怎样？“烂根”外部因素3—矿质元素N：__________及相关酶等重要组分；P：______

和_____等重要组分；K：__________________________；Mg：_______等重要组分。NADP+ATP叶绿素、ATP促进光合产物向贮藏器官运输叶绿素思考：补充矿质元素过多会怎样？“烧苗”外部因素4—温度O温度A光合速率BC1.温度通过影响_________影响光

合作用，主要制约_____反应。2.温度过高时植物

，

原因是______________,但同时会

_____________,光合速率减弱。酶的活性暗气孔关闭减少蒸腾作用CO2吸收降低（“午休”现象）解题关键点：看清楚是呼吸酶最适温度，

还是光合作用相关酶最适温度（1）7～10时不断增强原因：_______________（2）12时减弱原因:（3）14～17时不断减弱原因：______________________________光照不断减弱，光合作用强度减弱。光照强度不断增强正午高温为减少蒸腾作用，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。____点淀粉含量最多E____点淀粉含量最少AC点光合____呼吸速率＞A.本实验探究了光照强度和温度

对光合作用强度的影响B.实验条件中2000Lx、15℃最有利于菠菜叶圆片的上浮C.用真空泵抽去气体后叶圆片沉到水底是因为细胞间隙充满了水，后来叶圆片上浮是因为细胞间隙逐渐出现了O2D.除了记录不同条件下菠菜叶圆片上浮的时间，还可以记录同一段时间内圆形小

叶片浮起的数量（不定项）剪取相同菠菜幼叶叶圆片若干，平均分成几组，分别放在盛有等量2%NaHCO3溶液

的试管中，用真空泵抽去试管中和叶肉细胞间隙的气体后，叶片下沉到试管底部，分

别记录在不同条件下菠菜叶圆片上浮的时间，结果见图，下列说法中正确的（

）ACD最不如何设计实验探究光照强度对光合作用的影响：a.(设置)自变量：b.(检测)因变量：c.(控制)无关变量：不同的光照强度→光源与烧杯之间的距离光合作用强度→同一时间段内叶片浮起数量/等量叶片上浮的时间叶片大小、溶液的量等→相同且适宜、等量原则注意：①打出叶圆片时避开大叶脉,原因是_____________________________________________

②为确保溶液中CO2充足，应在烧杯中装有_______________溶液

③为防止普通灯泡（钨丝）作为光源对实验的影响，可以_______________________2.排气3.沉水1.取材4.分组5.光照NaHCO3圆形小叶片上浮法暗处放置叶脉中没有叶绿体，会延长圆形小叶片上浮时间在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理结果分析：在一定范围内，随着光照强度增强，光合作用强度也不断增强。强（10cm)中（20cm)弱（30cm)5分钟10片0片0片10分钟10片4片0片15分钟10片5片1片20分钟10片6片2片光饱和点光照强度光合速率X点之后限制因素：温度、CO2浓度等（光合速率开始不再随着增加时的光照强度）思考：实验所测O2产生量是否为光合作用实际产生O2的量？X外部因素5—光照强度光照强度0CO2吸收速率CO2释放速率ABC光补偿点DA:正在_____________________B:___________________，称__________D:___________________，称__________只进行呼吸作用呼吸作用=光合作用光合作用此时最强光补偿点光饱和点1234表示A点的是______，AB段的是________B点的是__________132净光合总光合呼吸单位时间内下图为“探究影响植物光合速率的因素”实验装置图,关于该图下列说法正确的是（

）

A.用盛水玻璃柱吸收灯光热量是使光均匀照射水藻

B.向光源方向移动试管,试管内的水温不会有显著变化

C.该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率

D.改变盛水玻璃柱与灯的距离可以用来探究光照强度对光合作用的影响B净光合速率：单位时间内O2释放量检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正/实际总光合速率CO2

O2有机物

可直接测量不可直接测量【归纳总结】在单位时间内:只有呼吸作用光合速率＞呼吸速率释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)释放量产生量消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量变1.（不定项）研究人员对大棚菠菜的生长情况进行相关研究。如图表示菠菜幼苗在不同光照强度条件下CO2吸收速率的变化。已知影响CO2吸收速率的其他因素均为最适条件，实验条件下呼吸速率保持不变。下列说法正确的是（

）A.a点时，菠菜幼苗释放的CO2,可能来自细胞质基质和线粒体内膜B.c点时，菠菜幼苗叶肉细胞光合速率大于呼吸速率C.若每天进行14h光照(维持在d点对应的光照强度）、10h黑暗，菠菜幼苗能正常生长D.适当提高温度c点将向右移动线粒体基质BCD有机物的积累量

＞0变2.（不定项）如图表示20℃时玉米光合速率与光照强度的关系，Sa、Sb、

Sc依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是(

）A.Sa＋Sb＋Sc表示光合作用总量B.Sc－Sa表示净光合作用量C.光照强度从B点到D点快速变化，

变化过程中，C3逐渐减少D.若提高CO2浓度，则B点左移,D点右移Ａ【总结规律】改变条件后光饱和点和光补偿点的移动Sb+Sc呼吸作用总量条件变好，两边跑植物A植物B光照强度0ABC植物A植物BA1B1C1DCO2吸收速率CO2释放速率讨论1：若该曲线为植物A的光合速率变化曲线图，植物B如何画？提示：阴生植物呼吸和对光的利用都弱农业生产指导应用：

合理密植，间作套种，适当剪枝光饱和点和光补偿点：阴生植物

阳生植物＜农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块

农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点见下表。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m－2·s－112001180560623

从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是________________________________________。A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用讨论2：随着叶龄的增加，光合速率应该___________________，

减少的原因是________________________________________农业生产指导应用：

适时摘除老叶先增后减叶龄继续增大后，酶和色素含量减少，光合速率减慢讨论3：随着叶面积的增大，呼吸有机物消耗总量____________，

光合制造有机物总量________________________________，

所以干物质积累量___________________________________.增加先增加后不变先增加后减少农业生产指导应用：

合理密植叶面积指数与农作物光合作用和呼吸作用两生理过程的关系（叶单位面积指数是指单位面积上植物的总叶面积；叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大知识点2

多因素曲线分析

【归纳总结】

A点之前：限制光合速率的因素应依次为

；B点之后：光照强度、CO2浓度和光照强度横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素。

变1.下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是（

）A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，

乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，

乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，

乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度D变2.科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果

如图2所示。下列分析不正确的是（

）A．温度为18℃时，菠菜呼吸速率为2B．此实验中温度和光照强度为自变量，二氧化碳的浓度为无关变量C．在光照为1500lx条件下，温度为40℃和18℃时菠菜的光合速率相同D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度高于呼吸作用的最适温度D低于变3.（1)当植物光合作用速率等于呼吸作用速率时，一个叶肉细胞中叶绿体产生的O2总量____(填大于、等于或小于)线粒体中消耗的O2总量。（2）图中适合该植物生长的温度范围是多少？大于-10～45℃注意：整株植物长期处于净光合速率=o的情况下，能生存，但不能正常生长，有机物积累量为0，生长停止能力提升：如图表示一株生长迅速的植物在夏季24h内CO2的吸收量和释放量，净光合速率和呼吸速率分别用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示（图中A、B、C表示相应图形的面积，假设该植物在24h内呼吸速率不变）。A．若白天维持6：00时的光照强度，利于该植物的生长（

）B．该植物6：00～18：00有机物积累量的代数式可表示为C＋A-B（

）C．该植物在最大光合速率时，每小时产生57.95mg的葡萄糖（

）D．该植物在B对应时段内不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸（

）×，晚上会有消耗

√C+A

不是稳定释放10mg/h就能

光合作用和细胞呼吸综合应用4.例1.右图表示某绿色植物在生长时期体内物质的转变情况，①～⑤表

示相关过程，有关说法不正确的是（

）A．①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜上B．①产生的ATP中的能量一般转移到C6H12O6中，而③、④、⑤产生的

ATP则为生命活动提供了能量C．用18O标记土壤中的水，该植物产生的CO2和O2中均含有18OD．①和②过程产生有机物与③④⑤过程消耗的有机物量相等D①②＞③④⑤知识点1

细胞呼吸和光合作用物质和能量间的联系

活动1：请说出过程①~⑤的名称及场所类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜活动3：结合下图，写出C、H、O元素转移(14CO2、3H2O、H218O）活动2：写出该图中的能量转化过程判断：给某植物提供C1802和H20，释放的氧气中可能含有180()√变1.如图表示细胞内部分物质转变过程，相关描述正确的是(

)A．能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8B．过程3、4的进行需要同种酶的催化C．图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程D．在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比

叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一C知识点2

测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法

例2.某同学利用装置一、二、三来探究绿色植物的代谢过程。据图回答:

(1)

若要探究植物呼吸作用的类型，可选择实验装置_________________在

________环境下测定，其中装置一测定的是某一时间段内植株___________，

装置二测定的是________________________________________________（2）若植物只进行产酒精的无氧呼吸，则观察到的实验现象是

_______________________________________________________________________。一、二装置一中液滴不移动，装置二中液滴右移黑暗消耗O2的量某一时间段内植株消耗O2与产生CO2的量的差值(3)

若要测定植物植物净光合作用的速率，应该选用装置_____在__________

环境下进行，其中CO2缓冲液的作用是________________________________三光照(4)若装置三液滴右移，则净光合速率______（>/</=）0。右移的刻度代表

的是

。维持瓶内CO2含量相对稳定>该植物某一时间段内光合作用所释放的O2的体积【方法2】液滴移动法(5)装置一左移3个单位，装置三右移2个单位，则真光合

个单位5能力提升.实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数处，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：（1）该装置可以测植物的___________________，它的数值是_____mL/h

（2）若用这一方法测量植物的光合作用速率，还应该怎么做？(3)无光条件下，30min后针筒的容量需要调至0.1mL读数，才能维持X，

则在有光条件下该植物实际光合速率为

mL/h

绿色植物光针筒0.2mL0.6mL玻璃瓶碳酸氢钠溶液小烧杯水滴毛细管位置X0.8对该装置进行遮光处理，测得植物的细胞呼吸速率净光合作用速率（0.6-0.2）÷1/2=0.8mL/h1.0【方法3】黑白瓶法例3.某班从爱心湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由a→e逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是（

）光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24h内为7mg/LB.光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3mg/LC.光照强度为c时，在24h内白瓶中植物产生的氧气量为28mg/LD.光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加C呼吸速率：10-3=721mg/L呼吸量=前测量-黑瓶量净光合量=白瓶量-前测量总光合量=白瓶量-黑瓶量总光合总量1.根据______瓶数据，可知一昼夜500mL水样中生物释放O2___________mg，根据______瓶数据，一昼夜中500mL水样中生物呼吸作用消耗O2____mg。2.在一昼夜内，500mL水样中生产者实际光合作用产生的氧气量约为______mg变式.用的三个500mL玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mg0.71.1甲、乙甲、丙1.8例4.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2。1、如果截取的相应面积的叶片在“一段时间”前的质量为m，则m、

m1、m2按从大到小的顺序排列依次是___________________。m2、m、m12、“一段时间”内接受光照的相应面积的叶片积累的有机物的质量

为__________，实际制造有机物的质量为__________。m2-mm2-m1m1m2【方法4】半叶法(1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为____，总光合速率可表示为

________。在13～16℃之间，随着温度的升高，细胞呼吸强度将_____

，实际光合作用的强度将______。例5.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片质量变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及结果：XY＋2X增强增强(2)恒定在上述_______℃温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物

叶片增重最多，增重了_______mg。1430【方法5】叶片称重法知识点3

光合作用和细胞呼吸的气体变化

例1.将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度(℃)5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长()B．昼夜不停地光照，在20℃时该植物生长得最快()C．每天光照12小时，20℃时该植物积累有机物最多()D．每天光照12小时，30℃时积累的有机物是10℃时的2倍()能250.5倍变式：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。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℃时相等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.其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动A净光合呼吸25右上方拓展：该植物一昼夜有机物的积累量（用S1、S2、S3表示）：

。例2.自然环境中夏季一昼夜植物的CO2吸收量与释放量变化S1－(S2＋S3)a点：凌晨3时～4时，_____________

，CO2释放减少。b点：上午6时左右，太阳出来，

开始进行光合作用。c点：上午7时左右，光合作用强度

细胞呼吸强度。d点：温度过高，部分

，出现“光合午休”现象。e点：下午6时左右，光合作用强度

细胞呼吸强度。f点：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。细胞呼吸强度减弱等于等于气孔关闭再拓展：该植物24h内光下有机物的积累量（请在图中指出）温度降低，AD：光合速率

呼吸速率DH:光合速率

呼吸速率HI:光合速率

呼吸速率2.光合午休出现在:

。该植物经过一昼夜是否生长？＜＞＜FG【方法】看I点是否低于A点是例3.如图为密闭容器中某植物一昼夜CO2浓度的变化曲线1.据图分析该容器中几段曲线

所代表的含义：3.若检测指标改为O2浓度，请画出大致变化趋势变式.下图是夏季晴天某植物在密闭玻璃罩内一昼夜二氧化碳浓度的变化曲线。(1)光合作用是从

（填“D点”或“D点之前”）开始的。D点、H点，整个植株光合作用强度

（填“大于”、