光合作用知識點講解
名詞：1、光合作用：發(fā)生范圍(綠色植物)、場所(葉綠體)、能量來源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產(chǎn)物(儲存能量的有機物和氧氣)。
語句：1、光合作用的發(fā)現(xiàn)：①1771年英國科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠不容易窒息而死，證明：植物可以更新空氣。②1864年,德國科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光，另一半遮光。過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍色。證明：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。③1880年，德國科學(xué)家思吉爾曼用水綿進行光合作用的實驗。證明：葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所，氧是葉綠體釋放出來的。④20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓卡門采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2，釋放的是18O2;第二組提供H2 O和C18O，釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。
2、葉綠體的色素：①分布：基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上 。②色素的種類：高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，包括葉綠素a(藍綠色)和葉綠素b( ;B、類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，包括胡蘿卜素 和葉 素
3、葉綠體的酶：分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應(yīng)階段的酶)和葉綠體的基質(zhì)中(暗反應(yīng)階段的酶)。
4、光合作用的過程：①光反應(yīng)階段a、水的光解：2H2O→4[H]+O2(為暗反應(yīng)提供氫)b、ATP的形成：ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應(yīng)提供能量)②暗反應(yīng)階段： a、CO2的固定：CO2+C5→2C3 b、C3化合物的還原：2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系：①場所：光反應(yīng)在葉綠體基粒片層膜上，暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中。②條件：光反應(yīng)需要光、葉綠素等色素、酶，暗反應(yīng)需要許多有關(guān)的酶。③物質(zhì)變化：光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的形成，暗反應(yīng)發(fā)生CO2的固定和C3化合物的還原。④能量變化：光反應(yīng)中光能→ATP中活躍的化學(xué)能，在暗反應(yīng)中ATP中活躍的化學(xué)能→CH2O中穩(wěn)定的化學(xué)能。⑤聯(lián)系：光反應(yīng)產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑，ATP為暗反應(yīng)的進行提供了能量，暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。
6、光合作用的意義：①提供了物質(zhì)來源和能量來源。②維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定。③對生物的進化具有重要作用?？傊?，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。
7、影響光合作用的因素：有光照(包括光照的強度、光照的時間長短)、二氧化碳濃度、溫度(主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過程。如：在大棚蔬菜等植物栽種過程中，可采用白天適當(dāng)提高溫度、夜間適當(dāng)降低溫度(減少呼吸作用消耗有機物)的方法，來提高作物的產(chǎn)量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定范圍內(nèi)提高二氧化碳濃度，有利于增加光合作用的產(chǎn)物。當(dāng)?shù)蜏貢r暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量會減少，主要由于低溫會抑制酶的活性;適當(dāng)提高溫度能提高暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量，主要由于提高了暗反應(yīng)中酶的活性。
8、光合作用過程可以分為兩個階段,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者的進行必須在光下才能進行，并隨著光照強度的增加而增強，后者有光、無光都可以進行。暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供能量和[H]，在較弱光照下生長的植物，其光反應(yīng)進行較慢，故當(dāng)提高二氧化碳濃度時，光合作用速率并沒有隨之增加。光照增強，蒸騰作用隨之增加，從而避免葉片的灼傷，但炎熱夏天的中午光照過強時，為了防止植物體內(nèi)水分過度散失，通過植物進行適應(yīng)性的調(diào)節(jié)，氣孔關(guān)閉。雖然光反應(yīng)產(chǎn)生了足夠的ATP和〔H〕，但是氣孔關(guān)閉，CO2進入葉肉細胞葉綠體中的分子數(shù)減少，影響了暗反應(yīng)中葡萄糖的產(chǎn)生。
9、在光合作用中：a、由強光變成弱光時，[產(chǎn)生的H]、ATP數(shù)量減少，此時C3還原過程減弱，而CO2仍在短時間內(nèi)被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)的合成率也降低。b、CO2濃度降低時，CO2固定減弱，因而產(chǎn)生的C3數(shù)量減少，C5的消耗量降低，而細胞的C3仍被還原，同時再生，因而此時，C3含量降低，C5含量上升。
一、單項選擇題
1.下列有關(guān)光合作用的敘述正確的是 ( )
A.無氧條件下，光合作用是細胞內(nèi)ATP的唯一來源
B.在暗反應(yīng)過程中酶和C5化合物的數(shù)量因消耗而不斷減少
C.在較強光照下，光合作用強度隨著CO2濃度的提高而增強
D.在白天，葉綠體可為線粒體提供O2，用于有機物的氧化分解
解析：在無氧條件下，細胞內(nèi)ATP來自無氧呼吸，如果是能進行光合作用的細胞,ATP還可來自光合作用;在光合作用暗反應(yīng)中，酶和C5化合物的數(shù)量不會因消耗而減少;在較強光照下，在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨著CO2濃度的提高而增強;白天，光合作用能產(chǎn)生O2，生成有機物，可提供給細胞呼吸。
答案：D
2.下圖表示植物光合作用的一個階段,下列各項敘述正確的是 ( )
A.該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體
B.C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多種酶
C.提高溫度一定能促進C6H12O6的生成
D.無光條件有利于暗反應(yīng)進行
解析：圖示的光合作用階段為光合作用暗反應(yīng)，該反應(yīng)發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì),該過程在有光、無光的條件下均會進行,該過程的物質(zhì)變化為CO2的固定和C3的還原,其中C3還原需要光反應(yīng)提供[H]和ATP,此外還需要多種酶的參與。溫度通過影響該過程中酶的活性影響C6H12O6的生成，因此，在最適溫度以上,提高溫度不能促進C6H12O6的生成。
答案：B
3.如圖表示在一定范圍內(nèi)，不同環(huán)境因素與水稻葉片光合作用強度的關(guān)系，對其描述不正
確的是 ( )
A.如果橫坐標(biāo)是CO2含量,則a為紅光，b為白光
B.如果橫坐標(biāo)是CO2含量,則a為強光，b為弱光
C.如果橫坐標(biāo)是光照強度，a的CO2含量較高，b 的CO2含量較低
D.如果橫坐標(biāo)是光照強度，a溫度較適宜,b溫度較低
解析：如果橫坐標(biāo)是CO2含量，則相同的CO2含量
時，植物對白光的吸收值大于紅光，因此光合作用強度較大，即a為白光，b為紅光。
答案：A
4.在適宜的溫度、水分和CO2條件下，分別測定強光和弱光時不同植物的凈光合作用量，
如下圖所示。請據(jù)此判斷，下列敘述不正確的是 ( )
A.該條件下，使植物吸收CO2量增加或減少的主要生態(tài)因素是光
B.植物在強光下的凈光合作用量一定比弱光下高
C.同等光照條件下，玉米比小麥的凈光合作用量高
D.大多數(shù)農(nóng)作物都是喜陽植物
解析：此題研究強光和弱光對陰生植物和陽生植物光合作用的影響。強光下，植物光合作用強,消耗的原料二氧化碳多，弱光下,植物光合作用
弱，消耗的原料二氧化碳少，A是正確的。此圖所列的幾種農(nóng)作物小麥、玉米、高粱都是陽生植物,實際上大多數(shù)農(nóng)作物都是喜陽植物,D是正確的。植物在強光下的實際光合作用量一定比弱光下高,凈光合作用量=實際光合作用量—呼吸作用消耗量，而這幾種植物生理活動的環(huán)境溫度并不知道，溫度高，光合作用強，呼吸作用也強，消耗的有機物也多。陰生植物圖中,強光下的光合作用量低于弱光下的光合作用量，所以B項不正確。據(jù)圖分析，同等光照條件下，玉米比小麥的凈光合作用量高。
答案：B
5.將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的哪種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖
中的暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜) ( )
A.類胡蘿卜素 B.葉黃素 C.胡蘿卜素 D.葉綠素a
解析： 葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。其中，葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫光。從圖中可以看出，該色素主要吸收了紅光和藍紫光,所以該色素為葉綠素a。
答案：D
6.下列關(guān)于葉綠體色素在光合作用過程中作用的描述，錯誤的是 ( )
A.葉綠體色素與ATP的合成有關(guān)
B.葉綠體色素參與ATP的分解
C.葉綠體色素與O2和[H]的形成有關(guān)
D.葉綠體色素能吸收和傳遞光能
解析：葉綠體色素參與光反應(yīng)，主要是吸收和傳遞光能，光解水，同時產(chǎn)生O2、ATP和[H]。
答案：B
7.下圖是研究NaHCO3溶液濃度影響光合作用速率的實驗裝置，下列說法錯誤的是 ( )
A.將整個裝置放在光下，毛細管內(nèi)的紅色液滴會向左移動
B.將整個裝置置于暗室，一段時間后檢查紅色液滴是否移動，可以證明光是光合作用的必要條件
C.當(dāng)NaHCO3溶液濃度不變時，在容器B內(nèi)加入少量蠕蟲，對紅色液滴移動不產(chǎn)生明顯影響
D.為使對照更具說服力，應(yīng)將伊爾藻置于含蒸餾水(不含NaHCO3)的容器中
解析：當(dāng)燒杯B內(nèi)加入少量蠕蟲后，氣體產(chǎn)生量增加，紅色液滴移動加快,因為蠕蟲呼吸產(chǎn)生CO2增加了水中的CO2濃度，增加了光合作用強度。
答案：C
8.1880年美國生物學(xué)家恩吉爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細菌，觀察細菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是 ( )
A.細菌對不同的光反應(yīng)不一，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強
B.好氧性細菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強
C.好氧性細菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強
D.好氧性細菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用
解析：好氧細菌的生活中是需要氧氣的，因此在好氧細菌聚集的地方應(yīng)該是氧氣多的地方，也就是水綿光合作用強的地方。
答案：B
9.在適宜光照條件下，葉肉細胞的葉綠體中磷酸含量最高的部位是 ( )
A.外膜 B.內(nèi)膜 C.基粒 D.基質(zhì)
解析：葉綠體中磷酸含量高的地方,一定是發(fā)生利用ATP的過程，即在光合作用的暗反應(yīng)過程中,ATP被利用生成ADP和磷酸,場所在葉綠體的基質(zhì)中。
答案：D
10.圖一是八月份某一晴天，一晝夜中棉花植株CO2的吸收和釋放曲線;圖二表示棉花葉肉細胞兩種細胞器的四種生理活動狀態(tài)。請分別指出圖一中表示時間的字母與圖二中(1)、 (2)、(3)、(4)所發(fā)生的生理活動相對應(yīng)的選項是 ( )
A.d、e、f、g B.d、c、b、a C.e、g、a、h D.f、c、b、d
解析：分析圖二中(1)圖可知此時植株光合作用強度大于細胞呼吸強度;分析圖二中(2)圖可知此時植株光合作用強度等于細胞呼吸強度;分析圖二中(3)圖可知此時植株細胞呼吸強度大于光合作用強度;分析圖二中(4)圖可知此時植株無光合作用，只進行細胞呼吸。b~c段、g~h段植株既進行細胞呼吸又進行光合作用，但細胞呼吸強度大于光合作用強度;c時、g時植株細胞呼吸強度等于光合作用強度;c~g段植物光合作用強度大于細胞呼吸強度。
答案：B
二、雙項選擇題
11.如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實驗的改進裝置，下列與之有關(guān)的敘述 中，錯誤的是 ( )
A.應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液
B.應(yīng)將濾液滴在b處，而不能滴在a處
C.實驗結(jié)果應(yīng)是得到四個不同顏色的同心圓近似圓形)
D.實驗得到的若干個同心圓中，最小的一個圓呈橙黃色
解析：a處應(yīng)滴加濾液，加入培養(yǎng)皿中，并層析液沿?zé)粜鞠蛏蠑U散，到達a點后沿圓形濾紙擴散，得到四個不同顏色的同心圓，由內(nèi)向外依次是葉綠
素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。
答案： BD
12.利用如圖所示的實驗裝置進行與光合作用有關(guān)的實驗，下列敘述正確的是 ( )
A.試管中收集的氣體量代表了植物體凈光合作用產(chǎn)生的氧氣量
B.在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可說明光合作用產(chǎn)生氧氣
C.為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進行實驗
D.為了探究光照強度對光合作用的影響，用一套裝置慢慢向光源靠近,觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化
解析：試管中收集的氣體的量表示光合作用產(chǎn)生的氧氣量減去呼吸作用消耗的氧氣量的剩余量;光下產(chǎn)生氣泡，可能是溫度增加，使氣體的溶解度下降導(dǎo)致的，產(chǎn)生的也不一定是氧氣;用裝置慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化是不現(xiàn)實的，因為產(chǎn)生的氣泡數(shù)太少，無法準(zhǔn)確表達氣體的產(chǎn)生速率。
答案： AC
三、非選擇題
13.圖1表示A、B兩種植物光合作用效率隨光照強度改變的變化曲線;圖2表示將A植物放在不同濃度CO2環(huán)境條件下，真正光合速率受光照強度影響的變化曲線;圖3代表陽生植物的一個葉肉細胞及其相關(guān)生理過程示意圖。請據(jù)圖回答：
(1)圖1中，在c點時，葉綠體中ADP的移動方向是 。
(2)圖2中，de段的限制因子是 ;e點與d 點相比較，e點時葉肉細胞中C3的含量 (填“高”、“低”、“基本一致”);e點與f點相比較，e點時葉肉細胞中C3的含量 (填“高”、“低”、“基本一致”)。
(3)圖3中，在光照強度較強時，葉綠體產(chǎn)生的氧氣的去路有 (填字母)。光合作用的反應(yīng)式是 。
解析：圖1中在b點時，光合速率和呼吸速率相等，二氧化碳的吸收量為0，在c點時，繼續(xù)增加光強，二氧化碳的吸收量不再增加，此時光反應(yīng)強，合成較多的ATP，而光反應(yīng)的場所是在葉綠體類囊體的薄膜上，所以ADP的移動方向從葉綠體的基質(zhì)移向葉綠體類囊體的薄膜。在圖2中de段隨著光照強度的增加，CO2的吸收量增多，說明光合作用的速率增加，限制其增加的因素為光照強度。與d點相比e點時光照強度大，光反應(yīng)強
烈，產(chǎn)生的[H]和ATP多，所以C3的消耗多,C3的含量降低;e點時，CO2的濃度較f點高，CO2的固定量大，C3含量高。在光照較強時，光合作用增強，產(chǎn)生的氧氣一部分進入線粒體，一部分?jǐn)U散到周圍環(huán)境中。
答案：(1)從葉綠體基質(zhì)移向葉綠體類囊體薄膜 (2)光照強度 低 高 (3)p和g
14.根據(jù)下圖回答有關(guān)問題：
(1)若將甲裝置用來探究CO2是否是光合作用的原料,則還應(yīng)該再增加一個裝置,做法是 。若用來探究元素X是否為植物的必需礦質(zhì)元素，則還應(yīng)該再增加一個裝置，做法是 。
(2)若將甲裝置中的1%NaHCO3溶液換成等量的1%NaOH溶液，則在開始的短暫時間內(nèi)，植物的葉綠體中C3與C5相對含量的變化情況是 。
(3)乙圖表示該植物的非綠色器官在不同氧濃度時,CO2釋放量和O2吸收量的變化。當(dāng)氧濃度為時,無氧呼吸最弱;當(dāng)氧濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 倍。
解析：在設(shè)置對照實驗時，要探究的因素一般設(shè)為變量，其他的因素必須保持一致。在這里是否有CO2就是自變量，根據(jù)題目可知增加的一組實驗裝置中應(yīng)該沒有CO2。若探究元素X是否為必需礦質(zhì)元素可以采用水培法，增加的裝置中應(yīng)將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成等量的只缺少元素X的完全培養(yǎng)液,其他條件同甲裝置。若將NaHCO3溶液替換為NaOH溶液,則短時間內(nèi),CO2減少使CO2的固定減弱,C3合成減少而消耗仍在繼續(xù)，所以C3的含量降低，C5的含量升高。在只進行有氧呼吸時，無氧呼吸的的強度最弱，此時該植物的非綠色器官CO2的釋放量和O2的吸收量相等,對應(yīng)的點為def。當(dāng)氧氣濃度為b時，O2的吸收量為3，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2也應(yīng)該為3,而釋放的總CO2為8,說明無氧呼吸產(chǎn)生的CO2為5，則根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式，無氧呼吸消耗的葡萄糖為有氧呼吸的
5倍。
答案：(1)將NaHCO3溶液換成等量的1%NaOH溶液，其他條件同這個裝置 將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成等量的只缺少元素X的完全培養(yǎng)液，其他條件同這個裝置 (2)C3的含量下降，C5的含量上升(3)d、e、f 5
15.在一定實驗條件下，測得某植物光合作用速率與光照強度之間的關(guān)系(氧氣濃度為15%)、呼吸作用速率與氧氣濃度之間的關(guān)系及光合作用速率和呼吸速率與溫度之間的關(guān)系,如下圖所示。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)在光合作用過程中，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了兩種物質(zhì)，請寫出在光反應(yīng)中形成這兩種物質(zhì)的反應(yīng)式：① ;② 。
(2)影響圖甲中a曲線A點上下移動的主要外界因素是 ;圖乙中細胞呼吸有關(guān)曲線的數(shù)據(jù)需在 條件下測量。
(3)由圖丙可知，40℃時，植物體 (填“能”或“不能”)顯示生長現(xiàn)象;而5℃時的狀態(tài)可用圖甲中 (填“A”、“B”或“C”)點表示。
(4)用大棚種植蔬菜時,白天應(yīng)控制光強為 點對應(yīng)的光照強度，溫度為 ℃最佳。
(5)在圖甲和圖乙中繪制下列有關(guān)曲線：①圖甲中光合作用強度是用CO2吸收量(mol/h)表示的,請改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用強度，并在圖甲中再繪出光合作用強度與光照強度的關(guān)系曲線;②在圖乙中再繪出無氧呼吸CO2的釋放量與O2濃度的關(guān)系。
(6)由圖甲看，當(dāng)植物生長在缺鎂元素的土壤中時B點向 移動。
解析：光合作用過程中,光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP,前者為暗反應(yīng)所需的還原劑，后者提供能量，ATP的生成為:ADP+Pi+能量→ATP;[H]的生成為:2H2O →O2+4[H]。圖甲中,A點表示只進行細胞呼吸,影響細胞呼吸的主要外因是溫度。圖丙中，當(dāng)40℃時，真正光合速率小于呼吸速率，凈光合量小于0，植物不能顯示生長現(xiàn)象;5℃時,光合速率等于呼吸速率。大棚種植蔬菜時,光照強度為C，溫度為25℃時，凈光合速率最大。在繪制氧氣的吸收量曲線時，對應(yīng)于二氧化碳吸收量的曲線，找到光照強度為0時氧氣的消耗量、
光照強度和呼吸強度相等時的B點和最大二氧化碳吸收量時氧氣的釋放量，繪制出氧氣吸收量的曲線。從圖乙可以看出D點時，只進行有氧呼吸,無氧呼吸釋放的CO2為0，在氧氣濃度為0時,二氧化碳的釋放量為1，兩點進行描線即可得到曲線。
答案：(1)①ADP+Pi+能量 ATP
②2H2O O2+4[H](2)溫度 無光(或黑暗)
(3)不能 B (4)C 25 (5)如下圖 (6)右側(cè)
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