能量之源――光与光合作用完美复习

能量之源——光与光合作用•判断下列说法是否正确：•1．(2011·课标全国卷，3·D)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时后，光反应强度降低，暗反应强度不变()•2．(2011·浙江理综卷，1·C)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短()××3．某一光照强度下，检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换，则可判断出此叶片没有进行光合作用()4．进行光合作用的细胞一定含有叶绿体()5．光合作用的色素只分布在类囊体薄膜上()××√•一、色素的种类及作用•绿叶中的色素有叶绿素和类胡萝卜素两类，前者包括和两种，含量约占3/4，主要吸收；后者包•括两种，含量约占1/4，主要吸收。叶绿素a叶绿素b红光和蓝紫光胡萝卜素和叶黄素蓝紫光•二、叶绿体的结构和功能•1．结构•(1)一般呈扁平的椭球形或球形，具有，内部有基•粒和，基粒是由堆叠而成。•(2)吸收光能的色素分布于，与光合作用有关的酶分布在。•2．功能：是进行的场所。双层膜基质类囊体类囊体薄膜叶绿体基质和类囊体薄膜上光合作用•三、光合作用的探索历程(连线)①—B②—A③—C④—D⑤—E•四、光合作用的过程•1．光合作用反应式：•2．光合作用的过程•(1)光反应•条件：。•场所：叶绿体囊状结构薄膜上。光、色素、酶CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O2•(2)暗反应•条件：。•场所：叶绿体的基质中。•3．光合作用强度•(1)概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的数量。•(2)影响因素：、土壤中的水、和光(光的光照强度、光照时间的长短和光质)。[H]、ATP、酶(多种)CO2浓度矿质元素•(1)色素只存在光反应部位——•上，与光合作用有关的酶存在于两个部位——中。•(2)光反应中产生的[H]用于暗反应，与细胞呼吸中产生的[H]并不是同一种物质。•(3)暗反应有光、无光均可进行，但需要光反应提供的，因此在暗处，暗反应不能长时间进行。叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜上和基质还原C3[H]和ATP•五、化能合成作用•1．概念：某些细菌能够利用体外环境中某些时所释放的能量来制造有机物。•2．举例：如硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时释放的，将CO2和H2O合成为糖类。硝化细菌属生物。无机物氧化分解化学能自养•化能合成作用与光合作用有何区别？•提示：化能合成作用与光合作用在合成有机物时利用的能量不同，绿色植物利用光能，硝化细菌利用无机物氧化时释放的化学能。•1．光合作用过程图解2．反应式及元素去向CO2＋H2O――→光叶绿体(CH2O)＋O2•3．光反应与暗反应比较比较项目光反应暗反应场所条件反应产物物质变化基粒类囊体薄膜上叶绿体的基质色素、光、酶、水、ADP、Pi、NADP＋多种酶、CO2、ATP、[H](NADPH)[H](NADPH)、O2、ATP有机物、ADP、Pi、水比较项目光反应暗反应能量变化实质光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]同化CO2形成(CH2O)联系光能―→电能―→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能―→糖类等有机物中稳定的化学能①光反应为暗反应提供[H](NADPH)和能量ATP②暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应合成ATP、NADPH提供原料•1．光反应为暗反应提供两种重要物质：，暗反应为光反应也提供两种物质：，注意产生位置和移动方向。•2．不同条件下，叶绿体中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)合成量的动态变化。[H]和ATPADP和Pi条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变光照强度由弱到强，CO2供应不变增加增加减少减少减少减少增加增加条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照不变，CO2量由充足到不足光照不变，CO2量由不足到充足减少增加增加减少增加减少减少增加•3.光合作用强度表示方法•(1)单位时间内光合作用产生糖的数量。•(2)单位时间内光合作用吸收CO2的量。•(3)单位时间内光合作用放出O2的量。•1．如图为光合作用过程示意图，如果在适宜条件下栽培的小麦，突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是()A．a上升、b下降B．a、b都上升C．a、b都下降D．a下降、b上升•2．(2012·辽宁大连模拟)下图所示为叶绿体的结构与功能示意图，请据图判断下列说法中正确的是()•A．叶片呈绿色是因为Ⅰ上只含有叶绿素•B．Ⅰ、Ⅱ两部位酶的种类、功能不相同•C．Ⅱ中含有将光能转变成储存在ATP中化学能的酶•D．由于双层膜的存在增大了叶绿体内酶的附着面积•影响光合作用的内因•(1)：影响光反应。•(2)：影响暗反应。色素的含量酶的活性•影响光合作用的外界因素及应用•(1)光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。•①曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行，释放CO2量表明此时的。。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。称C点对应的光照强度为光饱和点。此时影响光合作用的主要因素是。AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用，此时呼吸强度光合作用强度B点时，释放的CO2全部用于，即光合作用强度细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长)。此时影响光合作用的主要因素是。细胞呼吸呼吸强度大于细胞呼吸光合作用＝光照强度CO2的浓度及酶和色素的量•②应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。•图1中A点表示光合作用速率细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的。图1和图2中的B和B′点都表示。此时影响光合作用的主要因素是。•②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等可以。(2)CO2浓度①曲线分析：•图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。等于最低浓度CO2饱和点增大CO2浓度，提高光能利用率色素和酶的含量•(3)温度•①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关而影响光合作用速率。•②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当温室温度，以降低细胞，保证植物。酶的活性降低呼吸•有机物的积累。•植物所有的生活过程都受温度的影响。在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率。但是温度对光合作用和细胞呼吸的影响不同(如图所示)，所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。•(4)必需元素供应•①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物。。•②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。渗透失水而萎蔫•(5)水分•①影响：水是光合作用的，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔，限制进入叶片，从而间接影响光合作用。•②应用：根据作物的需水规律合理灌溉。原料关闭CO2•3．某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃、20℃和30℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是()•A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响•B．A点和B点的限制因素分别为温度和光照强度•C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用•D．若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动•解析：由题干可知，白炽灯与大试管的距离代表光照强度，气泡的产生量(氧气的释放量)表示光合速率。A点增加光照强度，气泡的产生量不变，升高温度气泡的产生量增加，说明A点的限制因素是温度；B点在不同的温度条件下，气泡的产生量不变，增加光照强度气泡的产生量增加，说明B点的限制因素是光照强度；B点气泡的产生量为零，说明光合作用与呼吸作用相等；缺镁条件下培养的植物光合作用强度低，光合作用等于呼吸作用时B点左移。•答案：D•4．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的()C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光照下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mgD．已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点下移A．在a点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体B．该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100cm2叶·小时)•解析：从图中可以看出，在a点只进行细胞呼吸，不能进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质、线粒体。将该植物叶片置于c点光照下11小时，每100cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110mg；其余时间置于黑暗中，CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故一昼夜中每100cm2叶片CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)。若将温度升高到30℃，则呼吸作用的强度会增大，光合作用强度会减小，故b点会右移，c点会下移。•答案：A区别与联系光合作用有氧呼吸代谢类型合成作用(或作用)分解作用(或作用)物质变化能量变化实质合成，储存。有机物、能量，供细胞利用无机物――→合成有机物有机物――→分解无机物同化异化光能―→化学能(储能)化学能―→ATP、热能(放能)有机物能量分解释放光合作用有氧呼吸场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件联系只在光下进行有光、无光都能进行•[H]和ATP的来源、去路的比较来源去路[H]光合作用作为用于阶段中，等有氧呼吸光反应中水的光解还原剂暗反应还原C3形成(CH2O)第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第二阶段丙酮酸和水反应产生用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量来源去路ATP光合作用阶段合成ATP，所需能量来自。供阶段时的能量之需，以形式储存于有机物中有氧呼吸第阶段均能产生，产生量最多，能量来自。作为能量“通货”用于。光反应色素吸收的太阳光能暗反应C3还原稳定的化学能一、二、三第三阶段有机物的氧化分解各项生命活动5．右图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，下列说法中正确的是()A．图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量小于光合作用吸收的CO2量B．M中[H]的运动方向是从叶绿体的基质到叶绿体的囊状结构C．M、N既能进行DNA复制又能产生ATPD．真核细胞中都含有M、N，原核细胞中都不含M、N•解析：M为叶绿体，N为线粒体，两者均含有DNA，M可通过光合作用产生ATP。N可通过呼吸作用产生ATP。•答案：C•6．(2011·济南二模)将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是()A.轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29℃•B．第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多•C．第四组轮藻2h合成的有机物总量为2mg•D．四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度组别1234温度(℃)27282930暗处理后的重量变化(mg)－1－2－3－1光照后和暗处理前的重量变化(mg)＋3＋3＋3＋1•解析：暗处理后重量变化代表1h呼吸消耗有机物量，光处理后和暗处理前的重量变化值加2h的呼吸消耗等于光处理1h合成的有机物总量，故轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29℃；第三组轮藻合成有机物总量最多，光合产氧量也最大；第四组轮藻2h合成有机物总量为3mg；四个组中的轮藻的光合作用强度都大于呼吸作用强度。答案：C•(2011·浙江卷)下列有