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NADPH

2. 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（）