課題25：光合作用的過程

課題25：光合作用的過程光照不變減少CO課題25：光合作用的過程光照不變減少CO供應(yīng)2光照不變增加CO供應(yīng)2暗反應(yīng)C02固定C3還原C3含量C5含量光反應(yīng)［H］含量ATP含量［H］、ATP轉(zhuǎn)化速度02產(chǎn)生C6H12O6合成量 6—12 6 1、光合作用原理的應(yīng)用（一）光合作用強(qiáng)度：是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)【課標(biāo)要求】光合作用的基本過程。【考向瞭望】綜合考查光合作用和細(xì)胞呼吸各階段的物質(zhì)變化及其相互聯(lián)系。【知識梳理】一、光合作用的過程（一）光反應(yīng)：1、 場所：葉綠體的類囊體上。2、 條件：光照、色素、酶等。3、 物質(zhì)變化：葉綠體利用吸收的光能,將水分解成［H］和02,同時(shí)促成ADP和Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成ATPo4、 能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的活躍的化學(xué)能。（二） 暗反應(yīng)：1、 場所：葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中。2、 條件：多種酶參加催化。3、 物質(zhì)變化：（1） co2的固定：CO2與植物體內(nèi)的Q結(jié)合，形成C^o（2） C3的還原：在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP水解釋放的能量并且被［H］還原，經(jīng)過一系列的變化，形成葡萄糖和C5o4、 能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中的穩(wěn)定的化學(xué)能。（三） 反應(yīng)方程式及元素去向_ 光方程式：CQ2±H218Q ?VH2O）十18O2o1、 O元素：H/8。—1802。2、 C元素：14C02f11C3f（4CH0）o（四）光照和C02濃度變化對植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、［H］、ATP和02用（CH2O）合成量的影響光照強(qiáng)一弱光照弱一強(qiáng)CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)不變光反應(yīng)[H]ATP02產(chǎn)生暗反應(yīng)C；還原C02固定C3含量C5含量C6H12O6合成量

量。（二）增加光合作用強(qiáng)度的措施：控制光照的強(qiáng)弱和溫度高低，適當(dāng)增加作物環(huán)境中二氧化碳濃度等。三、化能合成作用（一） 概念：某些細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。（二） 實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3時(shí)所釋放的化學(xué)能,將二氧化碳和水合成為糖類。（三） 自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物1、 自養(yǎng)牛物：綠色植物和硝化細(xì)菌都能將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身組成物質(zhì)，因此屬于自養(yǎng)生物。2、 異養(yǎng)生物：人、動物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動，屬于異養(yǎng)生物?！舅伎几形颉烤G色植物和硝化細(xì)菌在代謝方面的異同點(diǎn)是什么？相同點(diǎn)：都能將無機(jī)物合成有機(jī)物，即都是自養(yǎng)牛物。不同點(diǎn)：在合成有機(jī)物時(shí)利用的能量不同，綠色植物利用光能，硝化細(xì)菌利用無機(jī)物氧化時(shí)釋放的化學(xué)能?！纠?】葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所。下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是（D）葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi)H2O在光下分解為［H］和02的過程發(fā)生在基質(zhì)中c.co2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上D.光合作用的產(chǎn)物一一淀粉是在基質(zhì)中合成的【例2】根據(jù)下面的光合作用圖解判斷，相關(guān)說法不正確的是（D）⑥過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中⑤過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上圖示①?④依次為［H］、ATP、C02、（CH2O）②不僅用于還原C3化合物，還可用于礦質(zhì)離子吸收等

【例3】在其他條件適宜時(shí)，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即進(jìn)行連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠中c3和c5化合物含量的變化是C3和C5都迅速減少 B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，c5迅速減少 d.c3迅速減少，C5迅速增加

1、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列說法正確的是（D）A、 葉綠體的類囊體的薄膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B、 葉綠體的類囊體的薄膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)C、 葉綠體的基質(zhì)可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D、 葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)2、 離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短暫時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3與C5相對含量的變化是（C）A、C3增多，C5減少 B、C3增多，C5增多C、C3減少，C5增多 D、C3減少，C5減少3、 在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是（A）①葉綠體基質(zhì)②類囊體薄膜③線粒體基質(zhì)④線粒體內(nèi)膜A.①③ B.②③ C.①④ D.②④如圖為葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述，不正確的是（C）A.C和②均為選擇透過性膜B?光反應(yīng)的產(chǎn)物有02、［H］、ATP等③上的反應(yīng)需要光，不需要酶，（上的反應(yīng)不需要光，需要多種酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能在（上進(jìn)行，活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能在④中完成把離體葉綠體加入到含ADP、磷酸、NADP+等物質(zhì)的溶液中，用如圖所示的條件進(jìn)行光合作用，實(shí)驗(yàn)后繪成曲線，該曲線表示（D）A.有機(jī)物合成量 B.02釋放量C.ATP、NADPH的數(shù)量D.C02吸收量下列物質(zhì)中，可以在葉綠體類囊體薄膜上被消耗的有（C）A?水、二氧化碳、ATP B?氧氣、水、ATP⑹.NH4+能增加類囊體膜對H+的通透性，從而消除類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差。若將nh4+注入葉綠體基質(zhì)，下列過程中會被抑制的 。A.電子傳遞 B.ATP的合成C.NADPH的合成D.光能的吸收【答案】⑴.C02（2）.上升 此時(shí)卡爾文循環(huán)（或暗反應(yīng)、或C3的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP的過程不受影響⑶.光照強(qiáng)度⑷.360⑸.水⑹.B在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在C02濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到C02濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。時(shí)間光合速率(C02時(shí)間光合速率(C02minol/m2'h)玉米花生9:30136.890.011:00144.072.012:30126.090.014:00L08.079.215:3090.064.817:0054.454.14、如圖表示同一植物在不同條件下進(jìn)行光合作用時(shí)有關(guān)中間產(chǎn)物的量的變化情況。下列判斷中正確的是（C）A?曲線a可表示C5量的變化曲線a可表示還原氫量的變化曲線b可表示三磷酸腺苷量的變化曲線b可表示C3量的變化5、下列關(guān)于光合作用的敘述中，正確的是A、酶的專一性決定了暗反應(yīng)在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行B、 在暗反應(yīng)過程中酶和C5的數(shù)量不會因消耗而減少C、 在較強(qiáng)光照下，光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的提高而增強(qiáng)D、 水在光下的分解速率和C02的固定速率基本不受溫度影響下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是（D）破壞葉綠體外膜后，02不能產(chǎn)生植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短D.離體的葉綠體質(zhì)中添加ATP、NADPH和C02后，可完成暗反應(yīng)下列關(guān)于葉綠體的描述，錯誤的是（C）A.基粒由類囊體堆疊而成 B.葉綠體被膜由雙層膜組成暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上D.類囊體膜上具有葉綠素和酶光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（B）A.［H］和H20 B.［H］和ATPC.ATP和C0 D.H0和C0222如圖表示光照下葉肉細(xì)胞中甲、乙兩種細(xì)胞器間的氣體交換情況，下列有關(guān)敘述正確的是（D）A.在黑暗環(huán)境中甲結(jié)構(gòu)將停止其生理活動甲、乙兩結(jié)構(gòu)均能產(chǎn)生ATP并都能用于各項(xiàng)生命活動植物正常生長時(shí)，乙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的02全部被甲結(jié)構(gòu)吸收通過增施農(nóng)家肥可以增加溫室中的C02濃度，促進(jìn)乙的生理活動C.水、ADP、Pi D.ADP、C3、水回答下列有關(guān)光合作用的問題。表3為某地夏季晴朗的某天，玉米和花生凈光合速率測定值。圖17表示玉米C02同化途徑。玉米葉肉細(xì)胞中有一種酶，通過系列反應(yīng)將co2“泵〃入維管束鞘細(xì)胞，使維管束鞘細(xì)胞積累較高濃度的C02，保證卡爾文循環(huán)順利進(jìn)行。這種酶被形象地稱為“C02泵”。而花生缺乏類似的“C02泵〃。H17⑴.11：00時(shí)，光照增強(qiáng)，溫度過高，葉片氣孔開度下降，作為光合原料之一的 減少，導(dǎo)致花生光合作用速率明顯下降；而此時(shí)玉米光合作用速率反而有所升高，原因是⑵.如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使“C02泵''的活性降低，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中ATP的含量變化呈 趨勢，原因是⑶.與11:00時(shí)相比，17:00時(shí)，玉米光合作用速率的限制因素是⑷?假設(shè)用表中11：00對應(yīng)的光照強(qiáng)度連續(xù)照射兩種作物10分鐘，則玉米積累的葡萄糖總量比花生多 mg／m2。（相對原子量：C-12，0-16，H-1）⑸.卡爾文循環(huán)需要光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的H+，H+最初來源于物質(zhì)（1）圖中物質(zhì)A是 （C3化合物、C5化合物）（2）在C02濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是 將C02濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是（3）若使該植物繼續(xù)處于C02濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A的濃度將比B的 （低、高）。（4）C02濃度為0.003%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比C02濃度為1%時(shí)的 （高、低），其原因 ?！敬鸢浮浚?）C3化合物（2）暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)特點(diǎn)，此時(shí)c3化合物的分子數(shù)的c5化合物的兩倍當(dāng)環(huán)境中二氧化碳濃度突然降低時(shí)，C3化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累（3）高（4）低C02濃度低時(shí)，暗反應(yīng)強(qiáng)度減弱，所需要ATP和［H］少【解析】本題考查光合作用過程及同學(xué)們從曲線中獲取有效信息的能力。當(dāng)環(huán)境中二氧化碳濃度降低時(shí)，C5（物質(zhì)B）和C02結(jié)合生成C3（物質(zhì)A）的速率減慢，而C3（物質(zhì)A）的還原生成C5（物質(zhì)B）不受影響，C5（物質(zhì)B）的含量升高，C3（物質(zhì)A）的含量降低。當(dāng)達(dá)到新的平衡后，由于一分子的C5（物質(zhì)B）和C02結(jié)合可以生成兩分子的C3（物質(zhì)A），最終物質(zhì)A的濃度比物質(zhì)B高。下圖所示為綠色植物細(xì)胞部分結(jié)構(gòu)的某些代謝過程示意圖。請回答：（1）圖中c、D所代表的物質(zhì)分別為. ；光反應(yīng)之所以在該部位進(jìn)行，從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)看，是由于該結(jié)構(gòu)中有 。（2）圖中H所代表的物質(zhì)有 。（3） 用分離出的葉綠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。破碎葉綠體的膜后，內(nèi)部的薄膜和基質(zhì)都釋放出來。在缺少二氧化碳的條件下，給予光照，然后再用離心法去掉薄膜。黑暗條件下，在去掉薄膜的基質(zhì)中加入14co2，結(jié)果在基質(zhì)中檢出含有14c的光合產(chǎn)物。在上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的同時(shí)，另備同樣無薄膜的基質(zhì)，在無任何光照的條件下，加入ATP、［H］和14CO2，結(jié)果也在這種基質(zhì)中檢出含有14C的光合產(chǎn)物。上述兩個實(shí)驗(yàn)中，前者給予光照后產(chǎn)生了 等物質(zhì)，在加14CO2后，先產(chǎn)生 ，再產(chǎn)生含有14C的光合產(chǎn)物。在后者無光照條件的實(shí)驗(yàn)中，無薄膜的基質(zhì)在并無任何光照的情況下也能產(chǎn)生含14C光合產(chǎn)物，這說明. 。在基質(zhì)中加入ATP、［H］等物質(zhì)的作用是 ，如果不加入上述物質(zhì)只給予光照，反應(yīng)將 ?！敬鸢浮浚?）H：0、0： 與光反應(yīng)有關(guān)的隹素和酶（2）丙酮酸、水、ADP、Pi、［H］（3）?ATP.［H］三碳化合物（C：） ②利用C0；形戚光合產(chǎn)物不需要光使三碳化合物還原成葡萄穂不能進(jìn)行【解析】（1）C-D的轉(zhuǎn)化發(fā)生在糞寰悴上，類套悴上舍有與光反應(yīng)有關(guān)的色壷和酶，因此C、D應(yīng)為H；。和0；°（2）線粒悴內(nèi)發(fā)生的是有氧呼吸第二、第三階段，因此進(jìn)入線粒悴養(yǎng)加反應(yīng)的物質(zhì)包括有■氧呼吸第一階段產(chǎn)土的丙酮酸、水、［H］以及合成ATP必需的ADP和Pi°（3）①在光下，光反應(yīng)產(chǎn)生了［H］和ATP.在加入二竄化碳后，經(jīng)過二竄優(yōu)碳固定先產(chǎn)生了C：,進(jìn)而C：被還原產(chǎn)生了光合產(chǎn)物.②在基質(zhì)中加Aatp.［H］等物質(zhì)的作用是為三碳優(yōu)合物還瘵提供條件，如果不加凡上述物質(zhì)只給予光照，因?yàn)闊o類寰即膜，不能產(chǎn)生暗反應(yīng)必需的［H］和曲反應(yīng)將不能進(jìn)行.因此，在無任何光照的條件下加AaIP.［H］和飛吐，滿定了暗反應(yīng)發(fā)生的條件，因而能產(chǎn)生含弋光合產(chǎn)物，這說明暗反應(yīng)不需要光照-15.（2011韶關(guān)市一模）回答下列有關(guān)細(xì)胞代謝的問題：材料一圖甲表示在最適光合溫度下某植物光合作用速率與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系。咄也洙區(qū)仇口銘）甲乙2&的吸臨幽tiujLIi］23間的關(guān)系。咄也洙區(qū)仇口銘）甲乙2&的吸臨幽tiujLIi］234S6干勒克田，+ ~t^O~~SO筑斑"“梱"吋閭何開始移開COjlOlja'X收6速4*2主⑴在光照強(qiáng)度為5千勒克司時(shí)，光照半小時(shí)該植物經(jīng)光合作用制造的葡萄糖數(shù)量為 （用CO2消耗量表示）。⑵光照強(qiáng)度由1千勒克司增強(qiáng)至3千勒克司時(shí)，葉綠體內(nèi)C3的含量 _。若將CO2提高到1%,則A點(diǎn)的位置將 ，C點(diǎn)將 。材料二森林中，陽光可能會穿過森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它們隨著太陽的運(yùn)動和枝葉的擺動而移動。圖乙顯示了在“光斑”照耀前后一株生長旺盛的植物光合作用過程中吸收CO2和釋放O2的情況。⑶“光斑”照耀開始時(shí)，CO2吸收速率和O2的釋放速率分別發(fā)生了什么變化？ 。此時(shí)限制光合作用產(chǎn)物（糖類）合成的主要因素是