高中生物必修一光合作用答案

高中生物必修一光合作用答案

01

問(wèn)題探討

你參觀或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕

度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有

的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和

白色的光源。討論1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？【答案】用人工

光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)

度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，

可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。2.為什么

要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？【答案】影響光合作

用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、

營(yíng)養(yǎng)液和溫度是影響植物生長(zhǎng)的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便

讓植物達(dá)到最佳的生長(zhǎng)狀態(tài)。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

02

探究?實(shí)踐

1.濾紙條上有幾條色素帶？它們是按照什么次序分布的？

【答案】濾紙條上有4條不同顏色的色素帶，從上到下依次為：胡蘿卜

素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）和葉綠素b（黃綠色）

2.濾紙條上色素帶的分布情況說(shuō)明了什么？

【答案】濾紙條上的色素帶說(shuō)明了綠葉中的色素有4種，它們?cè)趯游鲆?/p>

中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快慢也不同；同時(shí)由于4種

色素的顏色不同，也說(shuō)明不同色素吸收了不同波長(zhǎng)的光。

03

旁欄思考

植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？【答案】綠色光源發(fā)出綠色的光,

這種波長(zhǎng)的光線不能被光合色素吸收，因此無(wú)法運(yùn)用到光合作用中制造

有機(jī)物。

04

思考?討論

L恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么【答案】恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)

論是：氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)

所。2.恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？【提示】實(shí)驗(yàn)材

料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，好氧

細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的

干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當(dāng)于

一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，等

等。3.在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為

什么？【答案】這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫

光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域

分布。4.綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？【答案】葉綠體

是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。

05

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1.基于對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

（1）葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（X）

（2）葉綠體的類(lèi)囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能。（V）

（3）植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光。（x）

2.下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是（A）

A.所有植物細(xì)胞中都含有4種色素

B.有些植物細(xì)胞的液泡中也含有色素

C.葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素都可以吸收光能

D.植物細(xì)胞內(nèi)的光合色素主要包括葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素兩大類(lèi)

二、拓展應(yīng)用

1.海洋中的藻類(lèi)，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ?/p>

中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？

【答案】有關(guān)，不同顏色的藻類(lèi)吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)本身的顏色是

反射出來(lái)的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃

色的光。水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層

的光線是短波長(zhǎng)的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水

的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。

2.與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，植物工廠生產(chǎn)蔬菜等食物有哪些優(yōu)勢(shì)？又面

臨哪些困難？你對(duì)植物工廠的發(fā)展前景持什么觀點(diǎn)？請(qǐng)搜集資料，結(jié)合

自己的思考寫(xiě)一篇綜述性短文。

【提示】與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，植物工廠生產(chǎn)蔬菜可以精確控制植物的

生長(zhǎng)周期、生長(zhǎng)環(huán)境、上市時(shí)間等，但同時(shí)面臨技術(shù)難度大、操控要求

高、需要掌握各種不同蔬菜的生理特性等問(wèn)題。綜述性短文只要證據(jù)確

鑿、邏輯清晰、言之有理，就可以的。

二、光合作用的原理和應(yīng)用

01

思考?討論

L希爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧

氣中的氧元素全部都來(lái)自水？

【答案】不能說(shuō)明。希爾反應(yīng)僅說(shuō)明了離體葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)

生水的光解，產(chǎn)生氧氣。該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也

并沒(méi)有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。

2.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？

【答案】希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有

H20,沒(méi)有合成糖的另一種必需原料C02,因此，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水的光

解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)階段。

3.分析魯賓和卡門(mén)做的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？

【答案】光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來(lái)源于水，而并不來(lái)源于

CO2o

4.嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。

合理即可.例如：

氐。:RO/NADPH+能量

ADP+Pi+」~*ATP

02

旁欄思考

植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還會(huì)進(jìn)行呼吸作用。我們觀測(cè)到的光合作

用指標(biāo)，如02的產(chǎn)生量，是植物光合作用實(shí)際產(chǎn)生的總02量嗎？

【答案】用這種方法觀察到的02的產(chǎn)生量，實(shí)際是光合作用的02釋

放量，與植物光合作用實(shí)際產(chǎn)生的02量不同，沒(méi)有考慮到植物自身呼

吸作用對(duì)02的消耗。

03

思考?討論

1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)在所需條件、進(jìn)行場(chǎng)所、發(fā)生的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化

等方面有什么區(qū)別？

______光反應(yīng)____|___________暗反應(yīng)|

所需條件光、水CO2

進(jìn)行場(chǎng)所類(lèi)囊體膜葉綠體基質(zhì)

水光解為。2和

CO2的固定；的還原；

物質(zhì)變化H+;ATP和

ATP和NADPH的分解

NADPH的合成

光能轉(zhuǎn)化為ATPATP和NADPH中的d匕

能量轉(zhuǎn)化和NADPII中的學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)

化學(xué)能定的化學(xué)能

2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化方面存在什么聯(lián)系？

【答案】物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)生成的ATP和NADPH供暗反應(yīng)C3的還

原，而暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi和NADP+;能量聯(lián)系：光反

應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)能，暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物

中穩(wěn)定的化學(xué)能。

04

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

Q)光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自水。(V)

(2)光反應(yīng)只能在光照條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行。(x)

(3)影響光反應(yīng)的因素不會(huì)影響暗反應(yīng)。(x)

2.如果用含有14C的C02來(lái)追蹤光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，則是

(D)

A.CO：a葉綠素AADP

B.CO：a葉綠體aATP

C.CO：?乙解a糖類(lèi)

1).CO.a?：碳化合物a林類(lèi)

3.根據(jù)光合作用的基本過(guò)程填充下圖。

【提示】按照教材第103頁(yè)圖5-14解答。

二、拓展應(yīng)用

1.下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。

分析曲線圖并回答問(wèn)題。

D

(1)7-10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的原因是___<,

(2)10-12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是o

⑶14-17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是_____<,

(4)從圖中可以看出，限制光合作用的因素有o

(5)依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施。

【答案】Q)光照強(qiáng)度逐漸增大

(2)此時(shí)溫度很高，導(dǎo)致氣孔大量關(guān)閉，CO2無(wú)法進(jìn)入葉片組織，致使

光合作用暗反應(yīng)受到限制

(3)光照強(qiáng)度不斷減^

(4)光照強(qiáng)度、溫度

(5)根據(jù)本題信息，可以利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)

光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強(qiáng)度。

2.在玻璃瓶底部鋪一層潮濕的土壤，播下一粒種子，將玻璃瓶密封，

放在靠近窗戶能照到陽(yáng)光的地方，室內(nèi)溫度保持在30℃左右。不久，

這粒種子萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗。你能預(yù)測(cè)這株植物幼苗能夠生存多長(zhǎng)時(shí)間嗎？

如果能，請(qǐng)說(shuō)明理由。如果不能，請(qǐng)說(shuō)明你還需要哪些關(guān)于植物及其環(huán)

境因素的信息。

【提示】植物的生活需要水、無(wú)機(jī)鹽、陽(yáng)光、適宜的溫度、空氣（含有

二氧化碳），從給出的信息可以看出，植物生長(zhǎng)的基本條件都是滿足的，

因此，只要沒(méi)有病蟲(chóng)害等不利因素，這株植物（幼苗）就能夠生存一段時(shí)

間但究竟能夠生存多長(zhǎng)時(shí)間，涉及的問(wèn)題很多。潮濕的土壤含有水分,

植物根系吸收水分后，大部分可通過(guò)蒸騰作用散失到空氣中，由于瓶是

密閉的，散失到空氣中的水分能夠凝結(jié)，回歸土壤供植物體循環(huán)利用。

但是，隨著植株的生長(zhǎng)，越來(lái)越多的水分通過(guò)光合作用成為有機(jī)物的組

成部分，盡管有機(jī)物能夠通過(guò)呼吸作用釋放出二氧化碳和水（這些水既

可以散失到空氣中回歸土壤，也可以在葉片細(xì)胞中直接用于光合作用），

畢竟有機(jī)物是不斷積累的，這意味著回歸到土壤的水分會(huì)越來(lái)越少，有

可能成為影響植物生存的限制因素，因此，要預(yù)測(cè)植物生存的時(shí)間，需

要知道土壤含水量和植物體內(nèi)有機(jī)物積累速率等信息。土壤中的無(wú)機(jī)鹽

被植物根系吸收以后，絕大部分成為植物體的組成成分（少量可能隨落

葉歸還土壤），因此難以循環(huán)利用，但植物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的需要量是很少的，

土壤中無(wú)機(jī)鹽到底能滿足植物體生長(zhǎng)多長(zhǎng)時(shí)間的需要與土壤的多少土

壤中各種無(wú)機(jī)鹽的含量，植株的大小等有關(guān)，這些信息是任務(wù)提示中沒(méi)

有給出的，因此不能從這方面做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從給出信息可知，在陽(yáng)光和

溫度方面不存在制約瓶中植物生存的問(wèn)題。二氧化碳是植物進(jìn)行光合作

用必需的原料之一瓶中的二氧化碳通過(guò)植物的光合作用被植物體利用,

轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。有機(jī)物通過(guò)植物的呼吸作用分解成二氧化碳和水，可見(jiàn)

二氧化碳在植物體和瓶中空氣之間是可以循環(huán)的。但是隨著植株的生長(zhǎng),

有機(jī)物會(huì)不斷積累，這意味著中空氣所含的二氧化碳會(huì)逐漸減少要預(yù)測(cè)

瓶中二氧化碳能維持植物體生存多長(zhǎng)時(shí)間，還需要知道瓶中二氧化碳總

量、植物體光合速率呼吸速率或有機(jī)物積累速率等信息。上述推理大多

是建立在植物體不斷生長(zhǎng)基礎(chǔ)上的，這是因?yàn)椴Ａ咳莘e小，植物幼苗

正在處于生長(zhǎng)期。此外，瓶中植物生存時(shí)間的長(zhǎng)短，還與植物的種類(lèi)有關(guān)。

如果是壽命很短的某種草本植物，即使瓶中各種條件長(zhǎng)久適宜，植物生

存的時(shí)間也不會(huì)長(zhǎng)。

05

復(fù)習(xí)與提高

一、選擇題

1.下列關(guān)于水稻細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是（B）

A.能與ADP相互轉(zhuǎn)化

B.只能由細(xì)胞呼吸產(chǎn)生

C.可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量

D.釋放的磷酸基團(tuán)能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合

2.在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列可用于去除細(xì)胞壁的物質(zhì)

是（B）

A.蛋白酶B.纖維素酶C.鹽酸D.淀粉酶

3.下圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是（B）

1

Otthr,

A.當(dāng)溫度為t2時(shí)，該反應(yīng)的活化能最高

B.當(dāng)反應(yīng)物濃度提高時(shí)，t2對(duì)應(yīng)的數(shù)值可能會(huì)增加

C.溫度在t2時(shí)比在tl時(shí)更適合酶的保存

D.酶的空間結(jié)構(gòu)在tl時(shí)比t3時(shí)破壞更嚴(yán)重

4.葉綠體不同于線粒體的特點(diǎn)有（C）

A.具有雙層選擇透過(guò)性膜

B.利用水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)

C.能分解水產(chǎn)生氧氣和H+

D.合成ATP為生命活動(dòng)供能

5.葉肉細(xì)胞中不能合成ATP的部位是（D）

A.線粒體內(nèi)膜B.葉綠體的類(lèi)囊體膜

C.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D.葉綠體基質(zhì)

6.在我國(guó)西北地區(qū)，夏季日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，那里出產(chǎn)的瓜果

往往特別甜。這是因?yàn)椋―）

A.白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱

B.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用強(qiáng)烈

C.白天光合作用微弱，晚上呼吸作用強(qiáng)烈

D.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱

二、非選擇題

1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并填寫(xiě)一個(gè)表格，簡(jiǎn)明而清晰地體現(xiàn)出你對(duì)光合作用與細(xì)胞呼

吸之間主要區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系的理解。

比較項(xiàng)目光合作用呼吸作用

含有葉綠體的細(xì)胞，所有生活的細(xì)胞，

部位*

其場(chǎng)所是葉綠體主要場(chǎng)所是線粒體

條件光有光無(wú)光均可

原料CO2和HO有機(jī)物和。2

區(qū)另“2

有機(jī)物和。2和

產(chǎn)物co2H2O

CO2轉(zhuǎn)化成糖類(lèi)等

實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物產(chǎn)生

有機(jī)物.光能轉(zhuǎn)化

(物質(zhì)和能CO2和HO,同時(shí)

為化學(xué)能儲(chǔ)存在葡2

量轉(zhuǎn)變)釋放能量.

茍檐等有機(jī)物中.

光合作用和呼吸作用是相互依存的關(guān)系.光合作用為生

聯(lián)系物的呼吸作用提供氧氣和有機(jī)物；對(duì)綠色植物而言，呼

吸作用為光合作用提供必要的能量，用于原料吸收和產(chǎn)

物運(yùn)輸?shù)?

2.C02濃度增加會(huì)對(duì)植物光合作用速率產(chǎn)生影響。研究人員以大豆、

甘薯、花生、水稻、棉花作為實(shí)驗(yàn)材料，分別進(jìn)行三種不同實(shí)驗(yàn)處理，

甲組提供大氣C02濃度(375pmol-mol-1)，乙組提供C02濃度

倍增環(huán)境(750|jmol-mol-1)，丙組先在CO2濃度倍增的環(huán)境中

培養(yǎng)60d,測(cè)定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程保證充足

的水分供應(yīng)，選擇晴天上午測(cè)定各組的光合作用速率。結(jié)果如下圖所示。

回答下列問(wèn)題。

50■甲乙丙

40

30

大豆甘，花生水稻棉花

作物種類(lèi)

(1)CO2濃度增加，作物光合作用速率發(fā)生的變化是—；出現(xiàn)這種變

化的原因是____O

(2)在CO2濃度倍增時(shí)，光合作用速率并未倍增，此時(shí)限制光合作用

速率增加的因素可能是____O

(3)丙組的光合作用速率比甲組低。有人推測(cè)可能是因?yàn)樽魑镩L(zhǎng)期處于高

濃度CO2環(huán)境而降低了固定CO2的酶的活性。這一推測(cè)成立嗎？為什

么？

(4)有人認(rèn)為：化石燃料開(kāi)采和使用能升高大氣CO2濃度，這有利于提

高作物光合作用速率，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有好處的。因