高二生物第三章 第5节 光合作用浙江版必修1知识精讲

高二生物第三章第5节光合作用某某版必修1【本讲教育信息】一、教学内容光合作用1. 自养、异养两类生物。

2. 光合作用的概念、反应式、阶段、场所、产物。

3. 色素的种类、颜色和吸收光谱。

4. 光反应的过程及光系统的作用。

5. 碳反应的过程。

6. 分析外界因素对光合速率的影响。

7. 比较细胞呼吸和光合作用的异同。

二、教学重、难点：光合作用的概念、反应式、阶段、场所、产物光反应的过程及光系统的作用碳反应的过程三、全面突破知识点1：自养、异养生物思考：绿色植物是怎样获得各种营养物质的？一般把能以二氧化碳和水为原料，合成有机物质，供给其自身生长、发育和繁殖所需的物质和能量的生物都称为自养生物。

绿色植物是通过光合作用自身合成有机物的，所以绿色植物是自养生物。

思考：人和动物是怎样获得各种营养物质的？人和动物、营腐生或寄生生活的真菌、大多数种类的细菌都是依靠摄取外界环境中的有机物来获得各种营养物质的，这样的生物都称为异养生物。

知识点2：光合作用的概念及光合作用的发现1. 光合作用的概念绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O合成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。

2. 光合作用的发现（1）17世纪比利时海尔蒙特柳苗栽培实验公元前3世纪，古希腊学者亚里士多德曾经提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。

这一观点长期被奉为经典，直到17世纪初布鲁塞尔的医生Van Helmont做了一个简单而有意义的实验，才把这个观点推翻了。

Van Helmont将一株2.3kg重的小柳树种在重90.8 kg的干土中，用雨水浇灌5年，小柳树长成重76.7kg的植株，而土壤重量只比实验开始时减少57g。

他由此得出结论，即植物是从水中取得生长所需的物质的。

现在看来，他只说对了一半。

结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来自于水。

（2）1771年，英，普里斯特利的实验结论：植物可以更新空气。

（3）1779年，荷，英根豪斯的实验结论1：只有在光下，植物才能更新空气。

结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。

（4）1864年，德，萨克斯的实验结论：绿色叶片在光合作用下产生了淀粉。

（5）1880年，美，恩吉尔曼的实验结论：氧是叶绿体所释放的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所（6）20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自于水知识点3：光合作用的场所1. 叶绿体：分布于叶肉细胞（主要）、保卫细胞、幼嫩茎的皮层细胞、某些果实的表皮细胞等。

酶：分布于基粒（类囊体）和基质色素：分布于基粒（类囊体）上2. 色素的种类和主要吸收的可见光区域色素分叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素分叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素分胡萝卜素和叶黄素。

类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光知识点4：光合作用的过程1. 光反应（1）场所：类囊体膜上（2）光反应过程由光系统Ⅱ和光系统Ⅰ组成。

光系统Ⅱ：水的光解；A TP的合成光系统Ⅰ：NADPH的合成光反应发生的物质和能量变化有：①水在光下裂解为H+、O2和电子②光能被吸收并转化为ATP中的化学能③水中的氢（H++ e－）在光下将NADP+还原为NADPH2. 碳反应知识点5：光反应和暗（碳）反应的比较知识点6：外界因素对光合速率的影响1. 概念：光合速率或称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行了多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。

2. 影响因素：光强度、温度、空气中的二氧化碳浓度（1）温度：主要是影响酶的活性（2）CO2浓度CO2浓度太低，农作物消耗光合产物；随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；CO2浓度再增加，光合作用强度仍保持不变；CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。

（3）矿质营养N：光合酶及NADP+和A TP的重要组分；P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能；K：促进光合产物向贮藏器官运输；Mg：叶绿素的重要组分。

（4）水水作为反应物能影响光合作用，但作为原料的水仅占到了植物所吸收的水的1%~5%。

绝大部分的水以蒸腾作用散失掉。

当蒸腾作用过强而令水分散失时，可使叶片上的气孔关闭，从而影响CO2的进入，降低光合作用。

（5）光照强度真正光合速率= 表观光合速率+呼吸速率光合作用实际产O2量＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量光合作用实际CO2消耗量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量光合作用C6H12O6净生产量＝光合作用实际C6H12O6生产量－呼吸作用C6H12O6消耗量【典型例题】例1、对绿色植物光合作用最有效的一组光是（）A.红光和黄绿光B.黄光和蓝紫光C.红光和橙光D.红光和蓝紫光分析：绿叶中的色素有四种，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

答案：D例2、光合作用碳反应阶段中直接利用的物质是（）A. O2和C3化合物B. 叶绿体色素C. O2和H2OD. [H]和ATP分析：光合作用的碳反应包括两个过程：一是CO2的固定，二是三碳化合物的还原。

CO2的固定过程是CO2+C5 −→−酶2C3，三碳化合物的还原过程是2C3ATP ]H[−−→−酶、（CH2O）+ C5，其中[H]和ATP是由光反应提供的。

答案：D例3、一般来说，光照强度增强，光合作用增强，但夏季光照最强的中午，光合作用反而下降。

其原因是（）A. 蒸腾作用太强，体内水分不足B. 酶的活性降低C. 气孔关闭，氧释放不出来，抑制光反应D. 气孔关闭，CO2供应不足分析：一般情况下光照增强，蒸腾作用也随之增强，以降低叶片的温度。

但在夏季光照最强的中午，由于光照过强，植物为了防止体内水分的过度散失，造成萎蔫、干枯，通过植物进行适应性调节，气孔关闭。

虽然光反应产生了足够的氢和ATP，但因气孔关闭造成碳反应所需二氧化碳的供给不足，从而影响碳反应的进行，光合作用减弱。

答案：D例4、光合作用光反应产生的物质有（）A. C6H12O6、NADPH、ATPB. NADPH、CO2、A TPC. NADPH、O2、ATPD. C6H12O6、CO2、H2O分析：选项A、D有葡萄糖。

葡萄糖是光合作用最终的产物。

选项B中有CO2，CO2是光合作用的原料。

在光反应阶段，反应的生成物是氧气、NADPH和ATP。

答案：C例5、离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（）A. C3化合物增多、C5化合物减少B. C3化合物增多、C5化合物增多C. C3化合物减少、C5化合物增多D. C3化合物减少、C5化合物减少分析：按光合作用过程的图解，突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物的含量会减少，C5化合物的含量会增加。

因为在碳反应阶段，一个主要的变化过程是一个CO2分子与一个C5化合物结合，形成两个C3化合物。

如果中断了CO2气体的供应，C5化合物不消耗，其相对含量就会增加，C3化合物不形成，其相对含量就会减少。

答案：C例6、把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。

光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。

如果在反光镜上方放置一个三棱镜，使七种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆，如图所示。

请回答：（1）根据上述实验可以判断这类细菌的细胞呼吸类型是。

（2）放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是_________。

分析：光合作用吸收CO2，放出O2，根据异化作用类型，题目中提到的这类细菌应该属于需氧型。

叶绿体被红光和蓝紫光照射部位的光合作用最强，放出的氧气最多，需氧细菌就聚集在这里。

答案：（1）需氧呼吸型（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿体被红光和蓝紫光照射部位光合作用较强，放出的氧气多。

例7、温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。

在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量（）A. 增加室内CO2浓度B. 增大室内昼夜温差C. 增加光照强度D. 采用绿色玻璃盖顶分析：从温度入手作答：光合作用制造有机物，呼吸作用分解有机物。

若增大室内昼夜温差，白天温度高，作物的光合作用明显增强，合成的有机物就多，而夜晚温度低，呼吸作用分解的有机物就会减少，作物积累的有机物就多。

CO2是光合作用的原料，增加室内CO2浓度，有利于增强光合作用，也就有利于增加产量。

光是光合作用的动力，增强光照同样可以加强光合作用而提高产量。

再从光与色素的关系作分析：绿色植物之所以是绿色的，是因为对绿光的吸收少而将绿光反射回来。

所以，绿光的光合作用效果较差。

同样，绿色玻璃盖顶吸收的绿光也很少，而吸收其他的光较多，可能会与绿色植物争夺其他颜色的光。

对B 项也可联想到昼夜温差大的地区粮食产量比较高和某某的哈密瓜比较甜等常识。

答案：D例8、下面是有关光合作用的问题。

（1）下图1表示的反应过程进行的场所是__________。

（2）请据图回答：①在有光条件下，停止供给CO2时，二磷酸核酮糖的浓度变化如图2的_________；磷酸甘油酸的浓度变化如图2的_________。

②在CO2存在条件下，将植物从暗处移到明处后，磷酸甘油醛的浓度变化如图2的_________。

分析：（1）图1虽然出现了磷酸甘油酸等未见过的化合物名称，但是同时也标出了含有的碳原子数，可以看出它表示的是光合作用的碳反应过程。

光合作用碳（暗）反应进行的场所是叶绿体基质。

（2）①在有光的条件下，可以进行光反应，产生NADPH和ATP，进一步完成还原过程，消耗磷酸甘油酸（C3），形成二磷酸核酮糖（C5）。

停止供应CO2后，不能完成固定过程，不消耗二磷酸核酮糖（C5），也不形成磷酸甘油酸（C3）。

这样，在短时间内，二磷酸核酮糖（C5）的来源不变，去路减少，浓度将在较低的水平上急剧上升。

观察图2中表示浓度上升的有B、D，B中表示停止供应CO2前，浓度为0，显然不符合实际情况，而D无论在停止供应CO2之前还是之后，都符合实际情况，所以选D。

同理，磷酸甘油酸（C3）的去路不变，来源减少，浓度下降。

在图2中表示浓度下降的有A、C，两者的区别是停止供应CO2后浓度是否立即下降，显然应该选C。

②在CO2存在的条件下，植物可进行CO2的固定，产生磷酸甘油酸（C3），但因缺乏光反应提供的NADPH和A TP，不能形成磷酸甘油醛（C3），原有的磷酸甘油醛（C3）又不断被消耗，使之含量极少。

将植物从暗处移到明处后，植物开始进行光反应，产生NADPH和ATP，形成磷酸甘油醛（C3），浓度从0开始逐渐增大，后因光反应与碳反应的正常进行而使磷酸甘油醛（C3）的含量上升并保持在正常水平，所以选B。