第4章 生物的新陈代谢第3节 植物的光合作用

第三节植物的光合作用【知识概要】一、光合作用的概念及其重要意义光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。光合作用的重要意义是把无机物转变成有机物，转化并储存太阳能，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定等。总之，光合作用是地球上几乎一切生物的生存、繁荣和发展的根本源泉。二、光合作用的场所和光合色素叶片是植物进行光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器。叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素，在类囊体膜和间质中存在许多种光合作用需要的酶。叶绿体中的色素有三类：①叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b。绝大多数叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集光能的作用，少数不同状态的叶绿素a分子有将光能转换为电能的作用。②类胡萝卜素，包括胡萝卜素和叶黄素。它们除有收集光能的作用之外，还有防止光照伤害叶绿素的功能。③藻胆素，是藻类进行光合作用的主要色素。三、光合作用的过程光合作用的总反应式概括为：CO2＋H2O（CH2O）＋O21．光反应阶段是由光引起的光化反应，在叶绿体的类囊体上进行，包括两个步骤：①光能的吸收、传递和转换，是通过原初反应完成的。这个过程使光能转换为电能。②电能转换为活跃化学能过程，是通过电子传达和光合磷酸化完成的。结果使电能转变成的活跃化学能贮存于ATP和NADPH2中。2．暗反应阶段由若干酶所催化的化学反应，不需要光，在叶绿体的间质中进行。暗反应是活跃的化学能转变为稳定化学能的过程，通过碳同化来完成。其途径有卡尔文循环（C3途径）、C4途径和景天科酸代谢。C3是碳同化的主要形式，大体分三个阶段：①羧化阶段（CO2的固定）。②还原阶段。③更新阶段。根据碳同化的最初光合产物的不同，把高等植物分为C3植物和C4植物两类。四、外界条件对光合作用的影响影响光合作用的外界条件主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度和水含量等。【解题指导】例1在光合作用中，光化学反应的作用中心分子是：A．各种状态的全部叶绿素a分子B．P700和P680的叶绿素分子C．全部叶绿素分子和类胡萝卜素分子D．与光合作用有关的酶分子析光化学反应的作用中心只是P700和P680的叶绿素分子，而其他的叶绿素a和叶绿素b以及类胡萝卜素则能吸收光能，并传递给作用中心分子，它们被称做“天线”色素。与光合作用有关的各种酶分子，只起催化作用，不是光化学反应的中心分子。B例2将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是:A．上升；下降；上升B．下降；上升；下降C．下降；上升；上升D．上升；下降；下降析在光合作用过程中，CO2参与暗反应，CO2与C5化合物结合，生成两个C3化合物，当CO2突然减少时，该过程必然受阻，导致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。C【巩固练习】24．把高等植物叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从棱镜的另一侧观察连续光谱中明显变暗的区域是A．黄光和蓝紫光区B．红光和蓝紫光区C．绿光和红光区D．黄光和绿光区25．有关叶绿体中色素的正确叙述是：A．所有的叶绿素a都是作用中心色素B．植物呈现绿色是因为叶绿素能有效地吸收绿色C．将叶绿素提取液放在直射光下，可观察到反射光为绿色D．叶绿体色素都吸收蓝绿光，而在红光区域的吸收峰为叶绿素所特有26．如让一植物在含有*CO2的环境中生长，以下哪种物质最先结合有放射性碳:A．磷酸甘油酸B．磷酸甘油醛C．NADPHD．1,5–二磷酸核酮糖BCA27．在叶绿体受到光照时，pH最低的部位是：A．叶绿体基质B．类囊体膜之间的空间C．细胞质D．内外被膜之间的空间28．下列叙述中不正确的是：A．ADP的磷酸化作用发生在类囊体膜中B．当质子扩散时，通过ATP合成酶形成ATPC．当在暗反应时，ATP被消耗D．NADPH和ATP在光系统Ⅱ中形成29．测定某绿色植物是否发生光合作用，最好测定：A．二氧化碳产生量B．是否产生氧气C．体内是否有淀粉存在D．体内水分是否减少BDB30．下列关于光合作用暗反应的叙述，不正确的是：A．暗反应是一种酶促反应B．暗反应是使CO2变成葡萄糖的过程C．暗反应是一种循环进行的过程D．暗反应只在暗处进行31．将一株植物在黑暗环境中放置48小时，然后将一片叶的主脉切断（如右图），在阳光下照射4小时，将此叶片脱色处理后，再用碘液处理，结果a部呈棕褐色，b部呈蓝色。这个实验证明了光合作用需要：A．光B．CO2C．水D．叶绿素DC32．下列①～⑥作用中，与光合作用的光反应相联系的是：激发的叶绿素叶绿素A．①③⑥B．②④⑤C．②③⑥D．①④⑥33．下列有关光合作用的叙述不正确的是：A．水的分解发生在叶绿体类囊体膜上B．光反应和暗反应中都有许多酶参与C．温度降到0℃，仍有植物能进行光合作用D．NADP在暗反应中起还原作用，并将能量转移到糖类分子中DD34．冬季温室栽培蔬菜，常要避免高温，其目的是：A．降低最适温度B．提高最适温度C．降低光补偿点D．升高光补偿点35．下列高等植物的碳同化途径不同，属于C4植物的是：A．水稻B．玉米C．小麦D．大豆36．在C4途径中，CO2被固定后形成的化合物是A．磷酸甘油酸B．磷酸甘油醛C．草酰乙酸D．磷酸烯酸式丙酮酸CBC37．一株C3植物和一株C4植物，放在同一钟罩下。钟罩内与外界空气隔绝，并每天照光12h，如此一星期后，C3植物死亡，这是因为：A．C4植物在夜间的呼吸需氧较少B．C4植物较能抗旱C．C4植物光能利用率较高D．C4植物的光合作用把C3植物晚上呼吸作用放出的CO2都利用了，因而使C3植物耗尽了38．下列关于光合作用意义的叙述，不正确的是：A．制造有机物，是人和动物的食物来源B．合成的有机物里储存的能量是人和动物能量的来源C．吸收O2，放出CO2，使大气中两种气体的含量基本稳定D．吸收CO2，放出O2，供生物的呼吸利用DC39．著名科学家希尔设计了一个实验，用同位素18O研究绿色植物的光反应过程。他的实验示意图如下图。图中容器内为小球藻悬液，并置于阳光下。请回答：（1）甲图中的A代表，它来源于。（2）乙图中的B代表，它来源于。（3）本实验能证实。（4）若甲图中供给2molC18O2，能产生molA。O2H2O18O2H218O光合作用中放出的氧气来源于水2（2）对于C点光合作用强度减弱的解释是：由于中午过高，过强，叶片的气孔关闭，使光合作用原料之一的．供应大量减少，以致反应阶段植物体内的五碳化合物不能与之结合，使的形成大为减少。（1）曲线AB段表明光合作用强度随光照增强_________（3）DE段光合作用强度下降的原因是使光合作用的反应减弱，为暗反应提供的的生成量减少。（2）（3）而逐渐增强气温蒸腾作用CO2暗三碳化合物光照减弱光ATP[H]40．下图为在夏季晴朗的白天某植物叶片光合作用强度的变化曲线图，请分析回答。41．右图是在一定的CO2浓度和温度条件下，某阳性植物和阴性植物叶受光强度和光合作用合成量（用CO2的吸收量表示）的关系图，请据图回答。（l）曲线B所表示的是植物的受光强度和光合作用合成量的关系。（2）a、b点表示。（3）叶面积为25cm2的阳性植物叶片在光强度为Y时每小时的光合作用合成量为mg。（4）将该阳性植物叶片先在光强度为X的条件下放置若干时间，然后放于暗处（光强度为Q时）12h，要使此时叶的干物质量与照射前一样，则需光照h。（5）在同等条件下，阳性植物呼吸作用的强度比阴性植物。阴性阳性植物和阴性植物光合作用合成量与呼吸作用所消耗有机物量相等36大