資源簡介

第4章 細胞的能量供應和利用（2）光合作用—2023-2024學年初升高生物學人教版（2019）精準鏈接
知識銜接
回顧初中
一 、綠葉在光下制造有機物——天竺葵實驗
暗處理：把天竺葵放到黑暗處一夜，讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉運和消耗。
對照實驗：將一片葉子的一半上下兩面用黑紙片遮蓋，然后移到陽光下照射。
脫色：幾個小時后把葉片放進酒精中隔水加熱脫色，溶解葉片中葉綠素以便觀察。
染色：用碘液染色 。
結論：見光部分產生了淀粉遇碘變藍，說明光是綠色植物制造有機物不可缺少的條件。
二、光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣
銜接高中
一、綠葉中色素的種類與光能吸收
色素種類 葉綠素（3/4） 類胡蘿卜（1/4）
葉綠素a 葉綠素b 胡蘿卜素 葉黃素
顏色 藍綠色 黃綠色 橙黃色 黃色
光能吸收 主要吸收藍紫光和紅光 主要吸收藍紫光
分布 葉綠體的類囊體的薄膜上
二、葉綠體的結構和功能
1. 結構
功能：葉綠體是進行光合作用的場所。
功能驗證：恩格爾曼實驗直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。
三、光合作用的概念及過程
1. 光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
2. 光合作用的過程：
光反應與暗反應的比較
光反應 暗反應
場所 類囊體的薄膜上 葉綠體內的基質中
條件 需光 不需要光
物質轉變 H2O―→[H]＋O2 ADP＋Pi―→ATP　
能量轉變 光能 →活躍化學能 活躍化學能→穩定化學能
四、探究光照強度對光合作用的影響
1. 實驗原理：抽去小圓形葉片中的氣體后，葉片在水中下沉，光照下葉片進行光合作用產生氧氣，充滿細胞間隙，葉片又會上浮。光合作用越強，單位時間內小圓形葉片上浮的數量越多。
2. 實驗流程：
實驗結果分析：光照越強，燒杯內小圓形葉片浮起的數量越多，說明一定范圍內，隨著光照強度的不斷增強，光合作用強度不斷增強。
五、光合作用原理的應用
（1）大田：利用套種、合理密植等措施充分吸收陽光以達到目的。
（2）大棚：適當延長光照時間，提高CO2濃度和溫度以提高光合作用效率。
（3）提供適宜濃度的礦質元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn元素的肥料。
習題鞏固
1.高等植物綠葉進行光合作用的部位是( )
A.線粒體 B.核糖體 C.葉綠體 D.高爾基體
2.正常生長的綠藻，照光培養一段時間后，用黑布迅速將培養瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發生的現象是( )
A.ATP/ADP的值減小 B.NADPH/NADP+的值減小
C.CO2的固定加快 D.O2的產生停止
3.綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是( )
A.弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用
B.在暗反應階段，CO2不能直接被還原
C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降
D.合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度
4.可以在葉綠體基質中完成的變化有( )
①H2O→[H]+O2
②ATP→ADP+Pi+能量
③C3→(CH2O)+C5
④CO2+C5→C3
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
5.下列關于綠色植物光合作用的敘述，錯誤的是( )
A.光合作用是在有光條件下進行的
B.光合作用的場所是葉綠體
C.光合作用的過程包括光反應階段和暗反應階段
D.光合作用的產物是糖類，是在光反應階段產生的
6.棉花的光強度與光合作用強度之間的關系如圖所示。該曲線是實測一片葉片在不同光照強度條件下的CO2吸收和釋放的情況。下列四個選項中，你認為細胞中①②③④四種情況與曲線中A、B、C三點相符的是( )
A.①②③ B.②③① C.②③④ D.①②④
7.用14CO2追蹤光合作用中碳原子的轉移途徑，正確的是( )
A.CO2→五碳化合物→三碳化合物 B.CO2→三碳化合物→葡萄糖
C.CO2→三碳化合物→五碳化合物 D.CO2→葡萄糖→五碳化合物
8.如圖表示桃樹葉肉細胞光合與呼吸過程中碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①~⑧代表有關生理過程，相關敘述錯誤的是( )
A.過程⑤發生的場所是葉綠體基質 B.參與過程②③⑤的酶種類不同
C.過程②③④都有ATP產生 D.過程①產生的[H]不都來自葡萄糖
9.間作套種是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類的農作物。一般把在同一塊土地上幾種作物同時期播種的叫間作，不同時期播種的叫套種。間作套種是我國農民的傳統經驗，是農業上的一項增產措施。以下相關說法正確的是( )
A.為提高光能利用率，單位面積土地種植作物密度越高越好
B.間作組合選種遵循“高矮一致”“胖瘦均勻”的原則，營造通風透光的環境
C.給土壤施加有機肥不僅能夠改善土壤性質，還能為作物生長提供能量
D.套種組合選種遵循成熟期“一早一晚”的原則，能夠充分利用太陽光能和土地資源
10.如圖為光合作用示意圖，請根據該圖回答下列問題。
（1）甲指光合作用的______，發生在_______；乙指光合作用的_______，發生在_________。
（2）在炎熱夏季中午，植物的“午休”現象發生的直接原因是___的供給不足。
（3）在該過程中具有還原性的物質是___________，若CO2停止供應，首先增加的是__________，首先減少的是。（均填圖中字母）
（4）該光合過程中能量轉化的過程是→______→______。
（5）請寫出光合作用的總反應式：________________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：線粒體是有氧呼吸的主要場所，核糖體是合成蛋白質的場所，葉綠體是進行光合作用的場所，高爾基體主要對來自內質網的蛋白質進行加工，分類和包裝。
2.答案：C
解析：用黑布將培養瓶罩上，沒有光照，綠藻不能進行光反應，不再生成ATP、NADPH和O2，則短時間內ATP/ADP、NADPH/NADP+的值減小，A、B、D不符合題意；光反應停止，導致C3的還原受阻，進而導致CO2的固定減弱，C符合題意。
3.答案：A
解析：弱光條件下植物也進行光合作用，此時沒有O2的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，A錯誤；在光合作用暗反應階段，CO2先被固定成C3，再在有關酶的催化下，接受ATP和NADPH釋放的能量，被NADPH還原，B正確；花穗消耗有機物，葉片光合作用產生的有機物會被轉運至花穗，從而使葉片中的有機物不至于過度積累，在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，光合作用產物輸出受阻，在葉片積累，從而使葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質元素并且在肥料分解過程中可產生大量CO2，這些措施均能提高農作物的光合作用強度，D正確。
4.答案：C
解析：①H2O→[H]+O2發生在類囊體薄膜上，屬于光反應中的物質變化，①錯誤；
②光合作用的暗反應發生在葉綠體基質中，此過程中需要消耗光反應產生的ATP，因此“ATP→ADP+Pi+能量”發生在葉綠體基質中，②正確；
③2C3→(CH2O)+C5的反應發生在葉綠體基質，即為暗反應中三碳化合物的還原，③正確；
④CO2+C5→C3的反應發生在葉綠體基質，即為暗反應中二氧化碳的固定，④正確。故選C。
5.答案：D
解析：A、光合作用是在有光條件下進行的，A正確； B、綠色植物光合作用的場所是葉綠體，B正確； C、光合作用的過程包括光反應階段和暗反應階段，C正確； D、光合作用的產物是糖類，是在暗反應階段產生的，D錯誤。故選：D。
6.答案：C
解析：①分析該圖可知，線粒體產生的二氧化碳一部分被葉綠體吸收，另一部分釋放到細胞外，說明呼吸作用大于光合作用，與AB之間的點相符；
②圖中線粒體產生的二氧化碳只散失到細胞外，表明細胞只進行呼吸作用，對應圖中的A點；
③圖中B點對應的二氧化碳的吸收為0，即為光補償點，此時的光合作用強度等于呼吸作用強度，即線粒體產生的二氧化碳剛好給葉綠體利用，與B點相符；
④圖中線粒體的二氧化碳提供給葉綠體不足，還需從細胞外吸收，表示光合作用大于呼吸作用，應對應上圖中的C點。
故選：C。
7.答案：B
解析：二氧化碳參與光合作用的暗反應過程，根據暗反應中二氧化碳的固定過程可知二氧化碳中的碳原子首先轉移到三碳化合物中，然后暗反應進行的是三碳化合物的固定，所以碳原子又轉移到有機物中，即碳原子的轉移途徑為：CO2→三碳化合物→葡萄糖。
故選：B。
8.答案：C
解析：②為有氧呼吸的第三階段，③為光反應階段，⑤為暗反應中C3的還原，C3的還原發生的場所是葉綠體基質，酶具有專一性，參與②③⑤的酶種類不同，A、B正確；②③過程有ATP產生，④為NADPH參與暗反應中C，的還原，該過程不產生ATP，C錯誤；過程①為有氧呼吸第一、二階段，產生的[H]來自葡萄糖和水，D正確。
9.答案：D
解析：作物密植要合理，密度過高會導致植物葉片互相遮擋，不能充分進行光合作用，會減產，A錯誤；間作組合選種遵循“一高一矮”“一胖一瘦”的原則，即高稈作物和矮稈作物搭配，株型松散、枝葉繁茂的作物和株型緊湊、枝葉稀疏的作物搭配，以營造良好的通風透光環境，B錯誤；施用有機肥可滿足植物對N等礦質元素的需要，改善土壤性質，但不能為植物生長提供能量，C錯誤；套種采用不同生育期的作物，一般來說主種作物成熟稍晚，副種作物成熟略早一些，能夠充分利用光照、土壤等條件，D正確。
10.答案：(1)光反應；類囊體薄膜；暗反應；葉綠體基質
(2)CO2
(3)C；I；J
(4)光能；ATP中活躍的化學能有機物中穩定的化學能
(5)
解析：（1）光合作用包括光反應階段和暗反應階段，光反應必須有光才能進行，暗反應有光、無光都能進行，由圖可知，甲過程需要光，為光反應階段，場所在葉綠體的類囊體薄膜上。乙為暗反應階段，場所在葉綠體基質中。
（2）在炎熱夏季中午，植物為減少水分的散失，減弱蒸騰作用，會使氣孔關閉，由此外界CO2進入細胞減少，故出現植物的午休現象。
（3）光合作用中具有還原性的物質是NADPH，為圖中字母C，其作為活潑的還原劑參與暗反應階段的化學反應，同時也儲存部分能量供暗反應階段利用。CO2參與暗反應中CO2固定過程，其與C5反應生成C3，若CO2停止供應，則C5的消耗減少但生成不變，所以首先增加的是C5為圖中字母I，對應的首先減少的是C3，為圖中的字母J。
（4）光合作用中，光反應階段產生的ATP可為暗反應提供能量，所以經過光反應階段光能轉化為ATP中活躍的化學能，經過暗反應階段ATP中活躍的化學能轉化為有機物中穩定的化學能。
（5）光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程，總反應式為。
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