08高三一轮复习学案-光合作用(学生)

5.4能量之源——光与光合作用

【课标扫描】

说明光合作用以及对它的认识过程。（理解水平）

研究影响光合作用速率的环境因素。（应用水平）

叶绿体色素的提取和分离。（活动建议）

【知识网络】

【重点难点】

1．叶绿体中的色素种类及作用

高等植物叶绿体中色素有两大类：叶绿素和类胡萝卜素，含量比例约为3∶1。

叶绿体色素是易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂而不溶于水的，在提取和分离叶绿体色素过程中，通常用丙酮做提取液，用几种有机溶剂混合配制成的层析液做分离液。溶解度高的随层析液扩散的速度快，溶解度低的随层析液扩散的速度慢，从而达到分离色素的效果。

2．光合作用的过程

光合作用的过程是重难点问题，其核心问题是光合作用过程中的物质转变和能量变化，即光合作用的实质。

在光反应过程中，叶绿素吸收光能将水光解，产生O

2和[H]；光合磷酸化产生ATP。在暗反应过程中，CO

2

被固定到有机物中后，经过[H]的还原、ATP供能，在酶的催化作用下，CO

2

转变成葡萄糖等有机物，光能转变成有机物中的化学能。

3．影响光合作用的主要因素

①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO 2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO 2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO 2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO 2浓度的限制。如图所示。

植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO 2总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO 2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO 2）后，净增的有机物的量。

②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。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。

③CO 2浓度：CO 2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO 2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO 2浓度称为CO 2补偿点，即在此CO 2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO 2与植物呼吸作用释放的CO 2相等。环境中的CO 2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO 2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO 2浓度称为CO 2的饱和点。如 CO 2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO 2中毒而影响植物正常的生长发育。如图所示。

【例题解析】

例1 下列有关光合作用的叙述中，错误的是（）

A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用

B．温度降到0℃时依然有植物进行光合作用

C．叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATP

D．光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用

解析A是错的，叶绿体是进行光合作用的基本单位，进行光合作用所需要的色素和全部的酶都在叶绿体中，科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行的，离体叶绿体是能够进行光合作用的

答案：A

例2 如图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明（）

①光合作用需要二氧化碳②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧气⑤光合作用制造淀粉

A.①②

B.③⑤

C.②⑤

D.①③

解析这是一道关于光合作用的条件、产物的分析题。光照24小时，叶片裸露的部分进行光合作用，脱色后用碘处理变蓝，说明有淀粉生成，应选⑤；有锡箔覆盖的位置，因没有光，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不能进行光合作用，应选②。

答案C

例3 (1998年上海高考试题)对某植物作如下处理：（甲）持续光照 10秒钟；（乙）光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其他新不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是（） A.甲多于乙B．甲少于乙C．甲和乙相等D．无法确定

解析光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程，两者在不同的酶的催化作用下独立进行的。在一般情况下，光反应的速度比暗反应快，光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉，原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的。持续光照，光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，

暗反应限制了光合作用的速度，降低了光能的利用率。但中间间隔5秒钟无光，有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物，从而提高了对光能的利用率。在光照强度和光照总时间不变的情况下，制造的有机物相对多一些。

答案B

例4如用14CO2示踪，在光合作用过程中，14C在下列分子中的转移途径是

A．14CO2→叶绿素→ADP B．14CO2→ADP→糖类

C．14CO2→三碳化合物→糖类 D．14CO2→叶绿素→A TP

解析：二氧化碳进入叶绿体后，先被五碳化合物固定成三碳化合物，三碳化合物被氢还原后生成葡萄糖，因此，碳的转移途径应是CO2—→C3—→葡萄糖。

答案： C

例5下图表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。请仔细分析图中曲线，回答下列问题：

(1)从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用强度与温度之间的关系是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(3)你认为在温度为40℃，光照强度为c时，限制光合作用进行的内在因素是＿＿＿＿＿，外界因素可能是＿＿＿＿＿＿。

(4)在光照强度为b的条件下，温度为30℃时，限制光合作用的内在因素是＿＿＿＿＿，如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长？＿＿＿＿＿。原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(5)在光照强度为b、温度为20℃时，限制光合作用的内在因素是＿＿＿＿＿＿＿，如果大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长？＿＿＿＿＿＿＿＿＿。原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析影响光合作用的因素很多，如水分、光照强度、温度、CO

浓度等均对光合作用生影响。根据题于

2

部分的要求，已不考虑水对光合作用的影响。从图中曲线可以看出，光照强度与温度的关系是：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增加而增加。光合作用强度与温度的关系是：在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。温度对光合作用过程中的光反应影响不大，但对暗反应的影响很大，主要是影响暗反应过程中的酶的活性，所以在光照充足，温度较低的条件下，光合作用的强度主要是受暗反应的限制，此时适当提高温度有利于植物的生长。光照强度主要影响光合作用的光反应过程，对暗反应过程没有直接影响。在温度适宜，光照强度较低的条件下，限制光合作用强度的主要内在因素是光反应，此时适当降低温度有利于植物的生长。如果光照条件和温度都适宜时，限制光合作用强度的的浓度、酶的数量和酶的最大活性的限制。

主要因素是CO

2