第四章植物的光合作用
(单元自测题)
（一）填空
1．绿色植物和光合细菌都能利用光能将合成有机物，它们都属于光养生物。从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用把合成有机物的过程。（CO２，光能，CO２）
2．光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中是氧化剂，是还原剂，作为CO２还原的氢的供体。（CO２，H２O）
3．1940年S.Ruben等发现当标记物为H２１８O时，植物光合作用释放的Ｏ２是，而标记物为C１８O2时，在短期内释放的Ｏ２则是。这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ２来自于。（１８O2，Ｏ２，H２O）4．1939年Robert.Hill发现在分离的叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体，如铁氰化钾或草酸铁等，照光时可使水分解而释放氧气，这一现象称为，其中的电子受体被称为。（希尔反应，希尔氧化剂）
5．1954年美国科学家D.I.Arnon等在给叶绿体照光时发现，当向体系中供给无机磷、ADP和NADP时，体系中就会有和两种高能物质的产生。同时发现，只要供给了这两种高能物质，即使在黑暗中，叶绿体也可将转变为糖。所以这两种高能物质被称为“”。(ATP，NADPH，CO2，同化力)
6．20世纪初人们研究光强、温度和CO2浓度对光合作用影响时发现，在弱光下增加光强能提高光合速率，但当光强增加到一定值时，再增加光强则不再提高光合速率。这时要提高温度或CO2浓度才能提高光合速率。用藻类进行闪光试验，发现在光能量相同的前提下闪光照射的光合效率是连续光下的200%～400%。这些实验表明光合作用可以分为需光的和不需光的两个阶段。(光反应，暗反应)
7．由于ATP和NADPH是光能转化的产物，具有在黑暗中使光合作用将CO2转变为有机物的能力，所以被称为“”。光反应的实质在于产生“”去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用“”将转化为有机碳(CH２O)。（同化力，同化力，同化力，CO2）
8．量子产额的倒数称为，即光合作用中释放1分子氧和还原1分子二氧化碳所需吸收的。(量子需要量，光量子数)
9．类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体，即、、、和。由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为膜。(PSI复合体， PSⅡ复合体，Cytb６/f复合体，ATPase复合体，光合)
10．反应中心色素分子是一种特殊性质的分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将能转换成能。其余的叶绿素分子和辅助色素分子一起称为色素或色素。(叶绿素a，光，电，聚(集)光，天线)
11．一个“光合单位”包含多少个叶绿素分子?这要依据其执行的功能而定。就O2的释放和CO2的同化而言，光合单位为；就吸收一个光量子而言，光合单位为；就传递一个电子而言，光合单位为。（2500，300，600）
12．PSI中，电子的原初供体是，电子原初受体是。PSⅡ中，电子的原初供体是，电子原初受体是。(P680，Pheo，P700，A0即单体Chla)
13．叶绿体是由被膜、、和三部分组成。叶绿体被膜上叶绿素，外膜为非选择透性膜，内膜为性膜。叶绿体中起吸收并转变光能的部位是膜，而固定和同化CO2的部位是。（基质，类囊体，无，选择透，类囊体，基质）
14．基质是进行的场所，它含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系，其中酶占基质总蛋白的一半以上。（碳同化，1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶或Rubisco）
15．类囊体分为二类：类囊体和类囊体。（基质，基粒）
16．叶绿素分子含有一个由组成的的“头部”和一个含有由组成的“尾巴”。叶绿素分子的端为亲水端，端为亲脂端。通常用含有少量水的有机溶剂如80％的或95%来提取叶片中的叶绿素。（卟啉环，叶绿醇或植醇，卟啉环，叶绿醇或植醇，丙酮，乙醇）17．当卟啉环中的镁被H＋所臵换后，即形成褐色的去叶绿素，若再被Cu２＋取代，就形成鲜绿的代叶绿素。（镁，铜）
18．叶绿素对光最强的吸收区有两处：波长640～660nm的光部分和430～450nm的光部分。叶绿素对光的吸收最少。（红，蓝紫，绿）
19．类胡萝卜素的吸收带在400～500nm的光区，它们基本不吸收光，从而呈现黄色。（蓝紫，黄）
20．根据能量转变的性质，可将光合作用分为：反应、传递和磷酸化、以及等阶段。（原初，电子，光合，碳同化）
21．原初反应包括光能的、和反应，其速度非常快，且与度无关。（吸收，传递，光化学，温）
22．叶绿体色素吸收光能后，其光能在色素分子之间传递。在传递过程中，其波长逐渐，能量逐渐。（变长，降低）
23．光合链中的电子传递体按氧化还原电位高低，电子传递链呈侧写的形。在光合链中，电子的最终供体是，电子最终受体是。（Z，水，NADP＋）
24．质醌在叶绿体中含量很高，为脂溶性分子，能在类囊体膜中自由移动，转运电子与质子，质醌在类囊体膜中的穿梭和反复进行氧化还原反应，对跨膜转移和建立类囊体膜内外的梯度起着重要的作用。（质子、质子）
25．根据电子传递到Fd后去向，将光合电子传递分为式电子传递、式电子传递和式电子传递三种类型。（非环，环，假环）
26．非环式电子传递指中的电子经PSⅡ与PSⅠ一直传到的电子传递途径。假环式电子传递的电子最终受体是。（水，NADP＋，O２）
27．叶绿体的ATP酶由两个蛋白复合体组成：一个是突出于膜表面的亲水性的；另一个是埋臵于膜中的疏水性的，后者是转移的主要通道。（CF1，CFo，质子）
28．根据植物碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，可将碳同化途径分为途径、途径和途径三种类型。（C3，C4，景天科酸代谢）
29．C３途径是在叶绿体的中进行的。全过程分为、和三个阶段。（基质，羧化，还原，再生）
30．核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶简称，它既能使RuBP与CO2起，推动C3碳循环，又能使RuBP与O2起而引起光呼吸。(Rubisco，羧化反应，加氧反应)
31．C３途径每同化一个CO2需要消耗个ATP和个NADPH，还原3个CO2可输出1个；C4植物每同化1分子CO2，需要消耗分子ATP和分子NADPH。（3，2，磷酸丙糖，5，2）
32．C３途径形成的磷酸丙糖可运出叶绿体，在中合成蔗糖或参与其它反应；形成的磷酸己糖则可在中转化成淀粉而被临时贮藏。（细胞质，叶绿体）
33．光呼吸生化途径要经过体、体和体三种细胞器。光呼吸的底物是。（叶绿，过氧化，线粒，乙醇酸）
34．RuBP加氧酶催化底物加氧生成和，后者是光呼吸底物的主要来源。（RuBP，PGA即3－磷酸甘油酸，磷酸乙醇酸）
35．C4植物的光合细胞有细胞和细胞两类。C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶主要存在于的细胞的细胞质中；而Rubisco等参与的碳同化的酶主要存在于细胞中。（叶肉，维管束鞘，叶肉，维管束鞘）
36．C4途径基本上可分为、、和等四个阶段。（羧化，还原或转氨，脱羧，底物再生）
37．在弱酸作用下，绿色的叶绿素溶液会变成色。在反射和折射光下叶绿素溶液会变成色，这就是叶绿素的。（黄褐，血红，荧光现象）
38．CAM途径的特点是：晚上气孔，在叶肉细胞的中由固定CO2，形成的苹果酸贮藏于液泡，使液泡的pH ；白天气孔，苹果酸脱羧，释放的CO2由羧化。(开启，细胞质，PEPC，降低，关闭，Rubisco)
39．C4植物是在同一和不同的完成CO2固定和还原两个过程；而CAM植物则是在不同和同一完成上述两个过程的。｛时间(白天) ，空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)，时间(黑夜和白天)，空间(叶肉细胞)｝
40．当环境中CO2浓度增高，植物的光补偿点，当温度升高时，光补偿点。（降低，升高）41．在炎热的中午，叶片因水势下降，引起气孔开度下降，这时气孔导度，胞间CO2浓度，利于酶的加氧反应，导致呼吸上升，从而使植物光合速率下降。（变小，下降，Rubisco，光）42．C4植物种类很多，常见的有和等（举二例）。CAM植物常见的有和等（举二例）。(玉米，苋菜，仙人掌，芦荟)
43．与C3植物相比C4植物的PEPC的K m较，对CO2亲和力较。（低，高）
44．能使光合速率达到的温度被称为光合最适温度。（最高）
45．在生产上能缓和植物“午睡”程度的措施有和等（举二例）。（适时灌溉，选用抗旱品种）。46．通常植物的光能利用率较低，约为 %。光能利用率低的主要原因是和等。（5，漏光损失，环境条件不适）
47．CO2补偿点指光合速率与呼吸速率相等时，也就是为零时环境中的CO2浓度。C3植物的CO2补偿点通常为μl/L，C4植物的CO2补偿点通常为μl/L。(净光合速率，50，0～5) 48．按非环式光合电子传递，每传递4个电子，分解个H2O，释放1个O2，需要吸收8个光量子，量子产额为。（2，1／8）
49．叶绿素在红光区和蓝光区各有一个吸收峰，用分光光度法测定光合色素提取液中叶绿素含量时通常选用叶绿素在红光区的吸收峰波长，这是因为可以排除在吸收的干扰。叶绿素a、b在波长652nm 处的比吸收系数是。(类胡萝卜素，蓝光区，34.5)
50．因为光呼吸的底物和其氧化产物，以及后者经转氨作用形成的皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2循环。(乙醇酸，乙醛酸，甘氨酸)
51．臵于暗中的植物材料(叶片或细胞)照光，起初光合速率很低或为负值，要光照一段时间后，光合速率才逐渐上升，并趋于稳态。从照光开始至光合速率达到稳态值这段时间，称为，又称。（光合滞后期，光合诱导期）
52．图4.5是光呼吸途径及其在细胞中的定位图。
图4.5 光呼吸途径及其在细胞中的定位
请分别填上图中数字处的参与光呼吸途径的酶的名称：1.，2.，3.，4.，5.甘氨酸脱羧酶和丝氨酸羟甲基转移酶，6.，7.，8. 甘油酸激酶， 9.。（1.Rubisco，2.磷酸乙醇酸磷酸(酯)酶，3.乙醇酸氧化酶，4.谷氨酸-乙醛酸转氨酶，6.丝氨酸-谷氨酸转氨酶，7.羟基丙酮酸还原酶，9.过氧化氢酶）
（二）选择题
1．光合细胞是在内合成淀粉的。A．
A．叶绿体的基质 B．过氧化物体 C．线粒体 D．细胞质
2．在提取叶绿素时，研磨叶片时加入少许CaCO3，其目的是。C．
A．使研磨更充分 B．加速叶绿素溶解 C．保护叶绿素 D．使叶绿素a、b分离
3．夜间，CAM植物细胞的液泡内积量大量的。C．
A．氨基酸B．糖类C．有机酸D．CO2
4．与能量转换密切有关的细胞器是。D．
A．高尔基体与中心体 B．中心体与叶绿体 C．内质网和线粒体 D．线粒体和叶绿体
5．叶片在阶段，其光合速率往往最强。C．
A．幼龄 B．正在生长 C．已充分生长 D．成龄
6．半叶法是测定单位时间单位叶面积。B
A．O2的产生量 B．干物质的积累量C．CO2消耗量 D．水的消耗量
7．要测定光合作用是否进行了光反应，最好是检查：。C．
A．葡萄糖的生成 B．ATP的生成 C．氧的释放 D．CO2的吸收
8．作物在抽穗灌浆时，如剪去部分穗，其叶片的光合速率通常会。B．
A．适当增强 B．一时减弱 C．基本不变D．变化无规律
9．光合产物是以的形式从叶绿体转移到细胞质中去的。D．
A．核酮糖 B．葡萄糖C．蔗糖 D．磷酸丙糖
10．光合链中的是电子传递的分叉点，因为此后电子有多种去向。C．
A．H2O B．PC C．Fd D．NADP＋
11．光合链中数量最多，能同时传递电子、质子的电子传递体是。B．
A．Fd B．PQ C．PC D．Cytb
12．光合作用每同化1分子CO2所需光量子约个。C．
A．2～4B．4～8C．8～10 D．12～16
13．现在认为叶绿体ATP合酶是由种亚基组成的蛋白复合体。C．
A．2 B．4 C．9 D．12
14．早春，作物叶色常呈浅绿色，通常是由引起的。C．
A．吸收氮肥困难B．光照不足 C．气温偏低 D．细胞内缺水
15．导致了光合作用中存在两个光系统的重要发现。B．
A．Hill reaction B．Emerson enhancement effect
C．Calvin- Benson cycle D．Hatch-Slack pathway
16．在无氧条件下能以H2S为氢源，以CO2为碳源的光自养细菌是。A．
A．硫细菌B．氨细菌C．蓝细菌 D．铁细菌
17．叶绿素分子能产生荧光，这种荧光的能量来自叶绿素分子的。B．
A．基态 B．第一单线态 C．第二单线态 D．三线态
18．叶绿素分子能产生磷光，这种磷光的能量来自叶绿素分子的。D．
A．基态 B．第一单线态C．第二单线态 D．三线态
19．温室效应的主要成因是由于大气中的浓度增高引起的。D．
A．O3B．SO2C．HF D．CO2
20．在其他条件适宜而温度偏低的情况下，如果提高温度，光合作用的CO2补偿点、光补偿点和光饱和点。A．
A．均上升B．均下降C．不变化 D．变化无规律
21．如果光照不足，而温度偏高，这时叶片的CO2补偿点。A．
A．升高 B．降低C．不变化 D．变化无规律
22．叶绿素提取液，如背着光源观察，其反射光呈。A．
A．暗红色 B．橙黄色 C．绿色 D．蓝色
23．光呼吸的底物是。C．
A．丝氨酸B．甘氨酸C．乙醇酸D．乙醛酸
24．光合作用反应中心色素分子的主要功能是。C．
A．吸收光能 B．通过诱导共振传递光能
C．利用光能进行光化学反应 D．推动跨膜H＋梯度的形成
25．光合链上的PC是一种含元素的电子传递体。C．
A．Fe B．Mn C．Cu D．Zn
26．光合链中的Fd是一种含的电子传递体。A
A．Fe B．Cu C．Mn D．Ca
27．一般认为发现光合作用的学者是。B．
A．Van．Helmont B．Joseph Priestley C．F.F.Blackman D．M.Calvin
28．光下叶绿体的类囊体内腔的pH值往往间质的pH值。A．
A．高于 B．等于 C．低于 D．无规律性
29．光合链中的PQ，每次能传递。C．
A．2个e B．2个H＋ C．2个e和2个H＋ D．1个e和2个H＋
30．在光照、温度等条件适宜的情况下，给植物以18O标记过的水，过一段时间后测定，可发现18O存在于。C．
A．三碳化合物中B．淀粉中C．周围空气中D．C6H12O6中
31．C4植物的氮素利用效率比C3植物的。C．
A．低 B．一样 C．高 D．不一定
32．一般C3植物的CO2饱和点为μl〃L-1 左右。D．
A．5 B．50 C．300～350 D．1 000～1 500
33．一般C3植物的CO2补偿点为μl〃L-1 左右。B．
A．5 B．50 C．300～350 D．1 000～1 500
34．在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下，CO2补偿点。C．
A．降低 B．不变 C．上升
35．光合作用的原初反应是指光能转变成的过程。A．
A．电能 B．化学能 C．同化力 D．碳水化合物
36．光合作用的光化学反应是指的过程。B．
A．光能的吸收传递B．光能转变为电能
C．电能转变转变为变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
37．电子传递和光合磷酸化的结果是把。C．
A．光能吸收传递B．光能转变为电能
C．电能转变转变为变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
38．光合作用的碳同化的过程是的过程。D．
A．光能吸收传递B．光能转变为电能
C．电能变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
39．光合碳循环中最先形成的C6糖是磷酸。D．
A．核酮糖 B．赤藓糖 C．葡萄糖 D．果糖
40．在一定温度范围内，昼夜温差大，光合产物的积累。C．
A．不利于 B．不影响 C．有利于
41．维持植物正常生长所需的最低日光强度是。B
A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C．小于光补偿点
42．CAM途径中最先固定CO2的产物是。B．
A．MA B．OAA C．Asp D．Glu
43．叶黄素分子是化合物。D．
A．单萜B．倍半萜C．二萜D．四萜
44．光合链中的最终电子受体是。D．
A．H2O B．CO2C．ATP D．NADP＋
45．光合作用中Rubisco羧化反应发生在。C．
A．叶绿体被膜上B．类囊体膜上C．叶绿体间质中D．类囊体腔中
46．光合作用中电子传递发生在。B．
A．叶绿体被膜上B．类囊体膜上C．叶绿体间质中D．类囊体腔中
47．光合作用中光合磷酸化发生在。B．
A．叶绿体被膜上B．类囊体膜上C．叶绿体间质中D．类囊体腔中
48．光合作用中原初反应发生在。B．
A．叶绿体被膜上B．类囊体膜上C．叶绿体间质中D．类囊体腔中
49．光合作用放氧反应发生的氧气先出现在。D．
A．叶绿体被膜上B．类囊体膜上C．叶绿体间质中D．类囊体腔中
50．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较高时，主要发生。A．
A．羧化反应 B．加氧反应 C．加氧反应大于羧化反应
51．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较低时，主要发生。B．
A．羧化反应 B．加氧反应 C．羧化反应大于加氧反应
52．玉米的PEPC固定CO2在中。B．
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的的细胞质
53．C4植物光合作用过程中的OAA还原为Mal一步反应发生在中。A．
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质
54．CAM植物PEPC固定CO2在中。B．
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质
55．指出下列四组物质中，哪一组是光合碳循环所必须的。B
A．叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP
C．O2、H2O、ATP D．CO2、叶绿素、NADPH2
56．化学渗透学说是1961由英国的提出。C．
A．C.B.Van Niel B．Robert.Hill C．Peter Mitchell D．J.Priestley
57．1946年等人采用14C同位素标记和双向纸层析技术探明了光合作用中碳同化的循环途径。C．A．M.D.Hatcht和C.R.Slack B．Robert.Hill
C．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
58．70年代初澳大利亚的等人探明了14C固定产物的分配以及参与反应的各种酶类，提出了C4-双羧酸途径。A．
A．M.D.Hatcht 和C.R.Slack B．Robert.Hill
B．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
59．C4植物多集中在单子叶植物的中，其约占C4植物总数的75%。B．
A．莎草科 B．禾本科 C．十字花科 D．菊科
60．通常光饱和点低的阴生植物受到光抑制危害。C．
A．不易 B．易 C．更易
61．蓝光气孔开启。A．
A．促进 B．抑制 C．不影响
62．光呼吸中释放二氧化碳的主要部位是。D．
A．细胞质B．叶绿体C．过氧化体D．线粒体
63．一棵重10g 的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中，一月后重达20g，增加的质量主要来自：。D
A．光照 B．空气 C．水分 D．水分和空气
64．氧气对光呼吸有作用。B．
A．抑制 B．促进 C．无
65．爱默生效益说明。A．
A．光反应是由两个不同光系统串联而成B．光合作用放出的氧来自于水
C．光合作用可分为光反应和暗反应两个过程 D．光呼吸是与光合作用同时进行的
66．以下叙述，仅是正确的。C．
A．Rubisco的亚基是由核基因编码B．Rubisco的亚基是由叶绿体基因编码
C．Rubisco的小亚基是由核基因编码D．Rubisco的大亚基是由核基因编码
67．放氧复合体中不可缺少矿质元素。D．
A．Mg2＋和Cl- B．K＋和Ca2＋ C．K＋和Mg2＋ D．Mn2＋和Cl-
68．在适宜的温光条件下，在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸中，当处于下列哪一种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡。C．
A．动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换
B．动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧
C．动植物的CO2输出等于植物光合作用CO2的吸收
69．用比色法测定丙酮提取液中的叶绿素总量时，首选用的波长是：。C．
A．663nm B．645nm C．652nm D．430nm
70．在光合碳循环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化：。A．
A．RuBP的量突然升高，而PGA的量突然降低。
B．PGA的量突然升高，RuBP的量突然降低。
C．RuBP和PGA的量均突然降低。
D．RuBP和PGA的量均突然升高。
71．DCMU对光合作用的抑制作用是由于它阻止了光合链中的电子传递。A．
A．Q A→Q B B．Fd→FNR C．PC→P700 D．Cytf→PC
72．的二氯酚吲哚酚可以为PSⅠ提供电子，所以它可作为人工电子供体进行光合作用中电子传递的研究。C．
A．高浓度B．人工合成 C．还原型D．氧化型
73．光合作用中，暗反应的反应式为。B．
A．12H2O ＋ 12NADP ＋ nPi → 12NADPH2＋ 6O2＋ nATP
B．6CO2＋ 12NADPH2＋ nATP → C6H12O6＋ 12NADP ＋ 6H2O ＋ nADP ＋ nPi
C．12NADPH2＋ 6O2＋ nATP → 12 H2O ＋ 12NADP＋ nADP ＋ nPi
D．6CO2＋12 H2O ＋ nATP → C6H12O6＋ 6O2＋ 6H2O ＋ nADP ＋ nPi
74．关于的合成及运输的研究证实了叶绿体中的某些蛋白是在细胞质中合成，而后再运入叶绿体中的。D．
A．PQ蛋白 B．PC蛋白 C．Rubisco大亚基 D．Rubisco小亚基
75．下列哪种反应与光无直接关系。C．
A．原初反应B． Hiil反应 C．电子传递与光合磷酸化D． Emerson 效应
76．以下哪个条件能使光合作用上升，光呼吸作用下降：。B．
A．提高温度 B．提高C02浓度 C．提高氧浓度 D．提高光强度
77．以下哪个反应场所是正确的：。B．
A．C02 十 H20 → (CH20) 十 02反应发生在叶绿体基质中
B．4Fe3＋十 2H2O → 4Fe2＋十 4H＋十 O2反应发生在类囊体上
C．PEP 十 HC03-→ OAA 十 Pi反应发生在叶绿体中
D．RuBP 十 02→磷酸乙醇酸十 PGA反应发生在细胞质中
78．把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区在。B
A．绿光部分 B．红光和蓝紫光部分C．蓝紫光部分 D．黄橙光部分
79．以下关于CF1-CFo、复合体中的这个“o”的说法是正确的。C．
A．是数字“0”的意思
B．表示是质子转移通道的意思
C．表示来自寡霉素(oligomycin)的第一个字母“o”的意思
D．表示是突出在膜表面的意思
80．用14C标记参加光合作用的CO2，可以了解光合作用的哪一过程：。C
A．光反应必须在有光条件下进行B．暗反应不需要光
C．CO2被还原为糖的过程光合作用中能量的转移过程
81．下列哪种说法不正确：D．
A．PSⅠ存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的非堆叠区
B．PSⅡ主要存在于基粒片层的堆叠区
C．Cytb6/f复合体分布较均匀
D．ATPase存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的堆叠区
82．在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，打取一定的面积，于100℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一株上着生位臵与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是：。B A．甲叶片比乙叶片重B．乙叶片比甲叶片重C．两叶片重量相等D．不一定
（三）问答题
1．写出光合作用的总反应式，并简述光合作用的重要意义。
答：光合作用的总反应式：CO2＋ H2O光叶绿体 CH2O ＋ O2（ΔＧ０＇＝4.8×105J）
此反应式指出，植物光合作用是利用光能同化CO2和释放O2的过程，每固定1mol CO2（12克碳）就转化与贮存了约480kJ的能量，并指出光合作用进行的场所是叶绿体。
由于食物、能量和氧气是人类生活的三大要素，它们都与光合作用密切有关，所以光合作用对人类的生存和发展具有重要的意义，主要表现在三方面：
(1)光合作用把CO2转化为碳水化合物。
(2)光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。
(3)光合作用中释放氧气，维持了大气中CO2和氧气的平衡。
2．如何证实光合作用中释放的O2来自水?
答：以下三方面的研究可证实光合作用中释放的O2来自水。
(1)尼尔(C.B.Van Niel)假说尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用反应式加以比较，提出了以下光合作用的通式：
CO2＋ 2H2A光光养生物(CH2O)＋2A＋H2O
这里的H2A代表还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。
(2)希尔反应希尔(Robert.Hill)发现在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气：
4Fe3＋＋2H2O光破碎的叶绿体4Fe2＋＋4H＋＋Ｏ２
这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，O2的释放来自于水。(3)18O的标记研究用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的实验，发现当标记物为H218O时，释放的是18O2，而标记物为C18O2时，在短期内释放的则是Ｏ2。
CO2＋ 2H218O光光合细胞（CH2O）＋18O2＋ H2O
这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ2来自于H2O。
3．如何证明叶绿体是光合作用的细胞器?
答：从叶片中提取出完整的叶绿体，在叶绿体的悬浮液中加入CO2底物，给予照光，若有氧气的释放，并且光合放氧速率接近于活体光合速率的水平，这就证明叶绿体是进行光合作用的细胞器。
4．如何证明光合电子传递由两个光系统参与?
答：以下几方面的事例可证明光合电子传递由两个光系统参与。
(1)红降现象和双光增益效应红降现象是指用大于680nm的远红光照射时，光合作用量子效率急剧下降的现象；而双光效应是指在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，量子效率大增的现象，这两种现象暗示着光合机构中存在着两个光系统，一个能吸收长波长的远红光，而另一个只能吸收稍短波长的光。
(2)光合放氧的量子需要量大于８从理论上讲一个量子引起一个分子激发，放出一个电子，那么释放一个O2，传递4个电子只需吸收4个量子(2H2O→4H＋＋4e＋Ｏ２↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为8～12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个光系统，有两次光化学反应。
(3)类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体现在已经用电镜观察到类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ颗粒，能从叶绿体中分离出PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体，在体外进行光化学反应与电子传递，并证实PSⅠ与NADP＋的还原有关，而PSⅡ与水的光解放氧有关。
5．根据图4.6所示，简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系?
图4.6 光合作用过程示意图
答：根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。
位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，引起水的裂解放氧，并产生类囊体膜内外的H＋电化学势差。依H＋电化学势差，H＋从ATP酶流出类囊体时，发生磷酸化作用。光反应的结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)，TP是光合产物运出叶绿体的形式。
可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。
6．电子传递为何能与光合磷酸化偶联?
答：根据化学渗透学说，ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，而质子动力的形成是H＋跨膜转移的结果。在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会伴随H＋从基质向类囊体膜腔内转移，形成质子动力，由质子动力推动光合磷酸化的进行。
用以下实验也可证实电子传递是与光合磷酸化偶联的：在叶绿体体系中加入电子传递抑制剂如DCMU，光合磷酸化就会停止；如果在体系中加入磷酸化底物如ADP与Pi则会促进电子传递。
7．为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的？光呼吸有何生理意义？
答：光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反应，这种反应需叶绿体参与，仅在光下与光合作用同时发生，光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。
光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既可催化羧化反应，又可以催化加氧反应，即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位，并互为加氧与羧化反应的抑制剂。因此在O2和CO2共存的大气中，光呼吸与光合作用同时进行，伴随发生，既相互抑制又相互促进，如光合放氧可促进加氧反应，而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。
光呼吸在生理上的意义推测如下：
(1)回收碳素通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。
(2)维持C3光合碳还原循环的运转在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。
(3)防止强光对光合机构的破坏作用在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。
8．C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点?
答：C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。
(1)羧化阶段指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。
(2)还原阶段指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。
(3)再生阶段甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。
CAM植物与C４植物固定与还原CO2的途径基本相同，二者都是由C4途径固定CO2，C3途径还原CO2，都由PEP 羧化酶固定空气中的CO2，由Rubisco羧化C４二羧酸脱羧释放的CO2，二者的差别在于：C４植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO２固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程；而CAM 植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。
9．C4植物叶片在结构上有哪些特点?采集一植物样本后，可采用什么方法来鉴别它属哪类植物?
答：C4植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4植物维管束分布密集，间距小(每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞)，每条维管束都被发育良好的大型BSC包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈同心圆排列的BSC与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构，又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹孔多，胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换，有利于光合产物向维管束的就近转运。此外，C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4二羧酸生成有关的酶；而BSC中含有Rubisco等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。
采集一植物样本后，可根据C3、C4和CAM植物的主要特征来鉴别它是属于哪类植物。如可根据植物的地理分布、分类学上的区别、叶片的形态结构、背腹两面颜色、光合速率和光呼吸的大小以及两者的比值、CO2补偿点、叶绿素a/b比、羧化酶的活性以及碳同位素比等来区分（参见表4.2）。
表4.2 C3、C4、CAM植物的光合和生理生态特性的比较
10．试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响。
答：(1)光光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩会引起光抑制使光合活性降低。光合作用还被光照诱导，即光合器官要经照光一段时间后，光合速率才能达正常范围。
(2)温度光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。光合作用有一定的温度范围和三基点，即最低、最高和最适温度。光合作用只能在最低温度和最高温度之间进行。
(3)水分①直接影响：水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。②间接影响：水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起气孔导度下降，从而使进入叶片的CO2减少；光合产物输出变慢；光合机构受损，光合面积扩展受抑等。水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态，另外土壤水分太多，会导致通气不良而妨碍根系活动等，这些也都会影响光合作用的正常进行。
(4)气体 CO2是光合作用的原料，CO2不足往往是光合作用的限制因子，对C3植物光合作用的影响尤为显著。O2对光合作用有抑制作用，一方面O2促进光呼吸的进行，另一方面高氧下形成超氧阴离子自由基，对光合膜、光合器有伤害作用。
(5)氮素氮素是叶绿体叶绿素的组成成分，也是Rubisco等光合酶以及构成同化力的ATP和NADPH等物质的组成成分。在一定范围内，叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。
11．产生光合作用“午睡”现象的可能原因有哪些?如何缓和“午睡”程度?
答：引起光合“午睡”的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。
光合“午睡”是植物中的普遍现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可达光合生产30%，甚至更多，在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和“午睡”程度。
12．光对CO2同化有哪些调节作用?
答：
(1)光通过光反应对CO2同化提供同化力。
(2)调节着光合酶的活性。 C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase，SBPase，Ru5PK都是光调节酶。光下这些酶活性提高，暗中活性降低或丧失。光对酶活性的调节大体可分为两种情况：一种是通过改变微环境调节，即光驱动的电子传递使H＋向类囊体腔转移，Mg2＋则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体基质的pH从7上升到8，Mg2＋浓度增加。较高的pH与Mg2＋浓度使Rubisco等光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节，即通过Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK等酶中含有二硫键(－S－S－)，当被还原为2个巯基(－SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中Fd还原，进而使Td还原，被还原的Td又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半胱氨酸上的二硫键打开变成2个巯基，酶被活化。在暗中则相反，巯基氧化形成二硫键，酶失活。
13．在缺乏CO2的情况下，对绿色叶片照光能观察到荧光，然后在供给CO2的情况下，荧光立即被猝灭，试解释其原因。
答：激发态的叶绿素分子处于能量不稳定的状态，会发生能量的转变，或用于光合作用，或用于发热、发射荧光与磷光。荧光即是激发态的叶绿素分子以光子的形式释放能量的过程。在缺乏CO2的情况下，光反应形成的同化力不能用于光合碳同化，故光合作用被抑制，叶片中被光激发的叶绿素分子较多式以光的方
式退激。故在缺乏CO2的情况下，给绿色叶片照光能观察到荧光，而当供给CO2时，被叶吸收的光能用于光合作用，故使荧光猝灭。
14．为什么C4植物的光呼吸速率低?
答：(1)维管束鞘细胞中有高的CO2浓度C4植物的光呼吸代谢是发生在BSC中，由于C4途径的脱羧使BSC 中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。
(2)PEPC对CO2的亲和力高由于C4植物叶肉细胞中的PEPC对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。
15．图4.7为光强－光合曲线，分别指出图中B、F两点，OA、AC和DE线段，CD曲线，以及AC斜率的含义？
图4.7 光强－光合曲线
答：B点为光补偿点，F点为光饱和点，OA线段为暗呼吸强度，AC线段为光强－光合曲线的比例阶段，DE 线段为光强－光合曲线的饱和阶段，CD曲线为比例阶段向饱和阶段的过渡阶段，AC斜率即为光强－光合曲线的比例阶段斜率，可衡量光合量子产量。
16．用同位素示踪法研究光合作用，被试植物先在1%CO2中进行光合作用，而后将CO2浓度降到0.003%。测得14C标记的3－磷酸甘油酸（PGA）和核酮糖二磷酸（RuBP）含量的变化如图4.8所示。从这项研究中能引出什么结论？
图4.8 CO2浓度变化对入RuBP和PGA含量的影响
答：这项研究表明(1)RuBP可能是CO2受体，因为当CO2浓度突然降低，作为CO2受体的化合物会积累，而在高浓度CO2时它的含量下降。(2)PGA是光合初产物，因为在高浓度CO2时它的含量上升，而当CO2浓度突然降低，它它的含量减少。(3)RuBP可由PGA转变来，否则在PGA含量下降时RuBP的含量不会增加。
17．影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?
答：影响光能利用率的因素大体有以下几方面：
(1)光合器官捕获光能的面积占土地面积的比例，作物生长初期植株小，叶面积不足，日光的大部分直射于地面而损失。
(2)光合有效幅射能占整个辐射能的比例只有53%，其余的47%不能用于光合作用。
(3)照射到光合器官上的光不能被光合器官全部吸收，要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。
(4)吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失，如发热、发光的损耗。
(5)光合器将光能转化为同化力，进而转化为稳定化学能过程中的损耗。
(6)光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。
(7)内外因素对光合作用的影响，如作物在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境，如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境条件下，作物的光合生产率要比顺境下低得多，这些也会使光能利用率大为降低。
提高作物光能利用率的主要途径有:
(1)提高净同化率如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。
(2)增加光合面积通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。
(3)延长光合时间如提高复种指数、适当延长生育期，补充人工光源等。
18．图4.9是研究光质对绿藻光合作用影响的实验示意图。载玻片上放上含有好氧细菌和绿藻的溶液，绿藻中含有叶绿体，具有光合放氧活性，当用不同光质的光照绿藻时，光合放氧量不同。绿藻光合放氧量的多少用好氧细菌的趋氧性来衡量。根据图中结果的示意，阐明光质对光合作用的影响。
图4.9 光质对绿藻光合放氧影响的实验示意图
答：图中结果示意，趋向被蓝光和红光照射绿藻叶绿体部分的好氧细菌较多，而趋向被绿光照射部分的好氧细菌很少，由于好氧细菌较多的部分是光合放氧量高的部分，因而本实验结果表明：蓝光与红光是有利于光合作用的光波，而绿光是光合作用低效光。
19．图4.10为贾格道夫(Jagendorf 1963)等进行酸-碱磷酸化实验的示意图。在暗中把叶绿体的类囊体放在pH4的弱酸性溶液中平衡，让类囊体膜腔的pH下降至4，然后加进pH8和含有ADP和Pi的缓冲溶液，结果生成ATP。问这一实验有什么科学意义？
图4.10 酸-碱磷酸化实验的示意图
答：这一实验的实质是要回答这样一个问题，在不照光，没有电子传递的情况下，人为瞬间改变类囊体膜内外pH值，使类囊体膜内外之间产生一个H＋梯度是否能使ADP与Pi生成ATP。这一实验结果证实了在不照光，没有电子传递的情况下，只要类囊体膜内外的有质子梯度就能驱动ATP合成。而光照下类囊体内外的pH差在活体中正是由光合电子传递和H＋转运所形成的。这一酸碱磷酸化实验给化学渗透假说以最重要的支持证据。
20．测定光合作用的方法主要有哪些？
答：根据光合作用的总反应式：
CO2＋ H2O → CH2O ＋ O2
光合速率原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率。在科学实验中通常用单位时间、单位叶面积上CO2吸收量或O2释放量或干物质积累量来表示光合速率。其中最常用的方法有：红外线CO2分析法、氧电极法和半叶法。以下介绍这三种方法。
⑴红外线CO2分析法红外线CO2分析仪是专门测定CO2浓度的仪器。把红外线CO2分析仪与叶室连接，叶室中放入待测的叶片，把叶室中的气体用气泵输入红外线CO2分析仪，叶室中的CO2浓度就能被红外线CO2分析仪测定和记录。因此用红外线CO2分析仪测定光照下流经叶片前后气流中CO2浓度差可计算叶片对CO2的吸收量，另测定放入叶室中叶片的面积便可计算出该叶片的光合速率。
⑵氧电极法氧电极及测氧仪是专门测定O2浓度的仪器。把氧电极与反应杯连接，反应杯溶液中放入绿色组织或光合细胞，氧电极测氧仪就能测定绿色组织或光合细胞在光下因光合作用引起溶液中氧含量的增加值，另测定放入反应杯中绿色组织或光合细胞的数量便可计算出绿色组织或光合细胞的光合放氧速率。
⑶半叶法同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。半叶法就是沿叶脉剪取叶片的一半，放在暗中；留下另一半进行光合作用，过一定时间后取下另一半。在两个半叶上打取相同的面积，烘干称重，后者增加的重量就是在这段时间内，这部分叶片光合作用所引起的。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。
改良半叶法就是在半叶法的基础上采用一定的方法，如烫伤、环割等破坏叶柄叶鞘的韧皮部，阻止叶片光合产物的外运，这样就可用后来增加的重量计算出单位时间单位面积上干物质的积累量以表示光合速率。
(四)计算题
1．假定中国长江流域年总辐射量为5.0×106kJ〃m-2，一年二熟，水稻产量每100m2为75kg，小麦产量每100m2为60kg。经济系数水稻为0.5，小麦为0.4，含水量稻谷13%，小麦籽粒为12%，干物量含能均按1.7×10４kJ〃kg -1计算，试求该地区的光能利用率。
答：光能利用率＝ (光合产物中积累的能量/辐射总量)×100%
光合产物中积累的能量＝[75kg〃100m-2÷0.5×(1-13%)＋60kg〃100m-2÷0.4×(1-12%)]×1.7×10４kJ〃kg-1＝4.4625×10４kJ〃m-2
光能利用率＝(4.4625×10４kJ〃m-2/5.0×106kJ〃m-2)×100%＝0.89%
2．假定还原1 mol CO2需要8 mol光量子，请计算波长为680nm的光转换效率。如以光合有效辐射(1mol 光合有效辐射的平均能量为209kJ)推动光合作用，其光能利用率又是多少？(同化1mol CO2形成碳水化合物贮存的化学能为478kJ)
答：8mol 波长680nm光量子的能量为：
hNC/λ×8＝6.626×10-34Ｊ〃s×6.023×1023×(3.0×108m〃s-1／680×10-9m)×8＝1410kJ
680nm的光能转化率＝贮存的化学能/吸收的光能＝478kJ÷1410kJ≈0.34＝34%
光合有效辐射的光能转化率＝贮存的化学能/吸收的光能＝478kJ÷(209kJ×8)≈0.285＝28.5%
3．假定在细胞内条件下从ADP和无机磷生成ATP的ΔG0ˊ为＋50kJ.mol－1。请计算在吸收1 mol红光（650nm）量子时所产生的ATP分子的最大理论值。
答：1mol 波长650nm光量子的能量为：
hNC/λ＝6.626×10-34Ｊ〃s×6.023×1023×(3.0×108m〃s-1／650×10-9m)＝184kJ
184 kJ÷50kJ.mol－1≈3.7mol
吸收1 mol红光（650nm）量子时所产生的ATP分子的最大理论值为4.4 mol
4．在光合碳固定阶段，经过卡尔文循环，由3mol C2O合成1 mol丙糖磷酸，其自由能变化为1465kJ。与此同时，光合同化力形成阶段产生的9mol ATP和6mol NADPH全部被用于丙糖磷酸的形成。请计算光合碳固定阶段的能量转化效率？
答：每形成1mol ATP需要约50 kJ能量，每形成1mol NADPH的自由能变化220 kJ
9mol ATP和6mol NADPH中能量＝50 kJ×9＋220 kJ×6＝1770 kJ
光合碳固定阶段的能量转化效率＝1465kJ÷1770kJ≈82.8%。
5．用红外线CO2分析法测定小麦叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率。供试叶面积为10 cm-2；叶片放入叶室后，暗中体系的CO2释放速率为0.15μmol CO2〃min-1；光照下体系的CO2消耗速率为1.5μmol CO2〃min-1。计算小麦叶片的呼吸速率和光合速率（μmol CO2〃m－2〃s－1）。
解：
呼吸速率＝体系CO2释放速率（μmol CO2〃min-1）÷60s〃min -1÷叶面积（m-2）
＝0.15μmol CO2〃min-1÷60s〃min -1÷ 0.001m2＝2.5μmol CO2〃m－2〃s－1
光合速率＝体系CO2消耗速率（μmol CO2〃min-1）÷60s〃min -1÷叶面积（m-2）
＝1.5μmol CO2〃min-1÷60s〃min -1÷ 0.001m2＝25μmol CO2〃m－2〃s－1
答：此小麦叶片的呼吸速率和光合速率分别为2.5μmolCO2〃m－2〃s－1和25μmolCO2〃m－2〃s－1。
光合作用发现历史资料整理 一、传统史料---光合作用反应式的发现 1.过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，古希腊哲学家亚里士多德认为，植物生长所需的物质完全依靠于土壤。 2. 1648年，一位荷兰科学家范·赫尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。虽然他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成，但从此拉开了光合作用的研究史。赫尔蒙特把90千克的土壤放在花盆中，然后种上2千克重的柳树，并经常浇水，5年过去了，柳树长到76千克重，而花盆中的土壤只少了60克。 3.早在1637年，我国明代科学家宋应星在《论气》一文中，已注意到空气和植物的关系，提出“人所食物皆为气所化，故复于气耳”。可惜因受当时科学技术水平的限制，未能用实验来证明这一精辟的论断。直到1727年，英国植物学家斯蒂芬·黑尔斯才提出植物生长时主要以空气为营养的观点。而最先用实验方法证明绿色植物从空气中吸收养分的是英国著名的化学家约瑟夫·普利斯特利。在1771年发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。 4. 1779年,荷兰科学家英恩豪斯（Jan Ingenhousz）进一步证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用，而其他所有器官即使在白天也会使空气变坏。这些实验结果为后来人们认识植物绿色部分和光在植物光合作用中的重要性奠定了基础。 5.1872年，科学家塞尼比尔（J.Senebier）如何做实验证明光和CO2的必要性。 6.1804年，瑞士学者德·索苏尔研究了植物光合作用过程中吸收的二氧化碳与放出的氧之间的数量关系，结果发现植物制造的有机物和释放出的氧的总量，远远超过它们所吸收的二氧化碳的量。由于实验中只使用植物、空气和水，别无他物，因此，他断定植物在 进行光合作用合成有机物时不仅需要二氧化碳，水也必然是光合作用的原料。他认为是CO 2 O乃是植物体有机物之来源。此结论不仅证实了海尔蒙脱关于柳树生长过程中合成植物和H 2 体的物质主要来自水的推论，而且把人们对光合作用本质的认识提高到一个崭新的阶段。德·索叙尔实验告诉我们，定量分析法在科学研究中的重要性，
第四章植物的光合作用 一、名词解释 1．原初反应 2．磷光现象 3．荧光现象 4．红降现象 5．量子效率 6．量子需要量 7．爱默生效应 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合单位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希尔反应 15．光合磷酸化 16．同化力 17．共振传递18．光抑制 19．光合“午睡”现象 20．光呼吸 21．光补偿点 22．CO2补偿点 23．光饱和点24．光能利用率 25．复种指数 26．光合速率 27．叶面积系数 二、写出下列符号的中文名称 1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC 三、填空题 1．光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。 2．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。 3．影响叶绿素生物合成的因素主要有、、和。 4．P700的原初电子供体是，原初电子受体是。P680的原初电子供体是，原初电子受体是。 5．双光增益效应说明。 6．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。 7．暗反应是在中进行的，由若干酶所催化的化学反应。 8．光反应是在进行的。 9．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。 10．进行光合作用的主要场所是。 11．光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。 12．早春寒潮过后，水稻秧苗变白，是与有关。 13．光合作用中释放的O2，来自于。 14．离子在光合放氧中起活化作用。 15．水的光解是由于1937年发现的。 16．被称为同化能力的物质是和。 17．类胡萝素除了收集光能外，还有的功能。 18．光子的能量与波长成。 19．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在。 20．类胡萝卜素吸收光谱的最强吸收区在。 21．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为。 22．一般来说，正常叶子的叶黄素和胡萝卜素的分子比例为。 23．与叶绿素b相比较，叶绿素a在红光部分的吸收带偏向方向，在蓝紫部分的吸收带偏向 方向。 24．光合磷酸化有三个类型：、和。 25．卡尔文循环中的CO2的受体是。 26．卡尔文循环的最初产物是。 27．卡尔文循环中，催化羧化反应的酶是。
植物的光合作用教学设计 一、教学目标: 学习目标:学生能够通过对光合作用发现过程的学习，分析并掌握其原料、条件、产物、场所和理解光合作用的过程。 重点:掌握光合作用的原料、条件、产物、场所 难点：理解光合作用的过程 二、教学过程 导入: 师：出示 １、生态系统中，人们把植物称为什么?为什么？ 2、从柳苗生长之谜说起 生:结合所学知识思考并回答问题1,阅读资料思考柳苗生长之谜中的问题。 新课推进: 一、探究光在植物生长中的作用 师;出示 （一）思考题 １、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理? 2、实验选用的叶片，一部分被遮光,一部分不遮光，这两部分在实验中各有什么时候作用? 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变绿的实验现象？
４、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实验结果说明什么? (二）模拟实验动画：“探究光在植物生长中的作用” 生：结合查阅教材内容和观看实验过程的动画,独立思考和解决上述问题。 师:出示问题答案并纠正学生的误区。 （三）分析实验现象和结果 师：结合视屏过程引导生分析实验现象和结果。 生:完成P54表格。 二、植物光合作用及其场所 (一)、探究光合作用的场所 师：绿色植物是有机物的生产者,植物的绿色和光合作用有什么关系的?有机物的“加工厂”主要分布在植物体的哪一器官? 生:阅读教材P55德国科学家恩吉尔曼利用水绵探究植物光合作用场所实验过程,思考光合作用的产物和场所。 师:出示恩吉尔曼实验过程图片并讲解并补充讲解光合作用的原料为二氧化碳和水。 生：理解光合作用的场所在叶绿体并完成对Ｐ56胡萝卜、仙人掌、银边春藤可以进行光合作用的部位的辨别。 （二）观察叶片和叶绿体的结构 师：出示叶片结构和叶绿体结构图。 生:通过观察图片感受叶片和叶绿体结构。
第三章植物的光合作用Photosynthesis in Plant 一、名词解释： 1.光合作用（photosynthesis） 2 .光合膜（photosynthetic membrane）3.量子效率(quantum efficiency) 4. 荧光现象与磷光现象（Fluorecence and phosphorecence）5.反应中心色素reaction centre pigment 6.聚光色素light-harvesting pigment或antenna pigment（天线色素) 7 Primary reaction 原初反应8.光合反应中心(Photochemical reaction centre) 9.红降(red drop) 10.爱默生效应（Emerson effect）11.光系统（photosystem）12.光合链（photosynthetic reaction）13.PQ循环（PQ cycle） 14.光合磷酸化photosynthetic phosphorylation or photophosphorylation 15. 希尔反应16. 磷酸运转器17.同化能力（assimilatory power）18.碳同化CO2 assimilation in photosynthesis 19.卡尔文循环（C3途径，还原戊糖途径）C3 photosynthetic pathway (Calvin cycle, RPPP) 20.C4途径C4 photosynthetic pathway 21.景天科酸代谢Crassulacean acid metabolism (CAM) pathway22.光呼吸（photorespiration） 23.光补偿点light compensation point(LCP) 24. light saturation point(LSP) 25.光合作用的光抑制Photoinhibition 26.二氧化碳补偿点CO2 compensation point27.二氧化碳饱和点CO2saturation point28.光合“午休现象”(midday depression of photosynthesis) 29.光能利用率Efficiency for solar energy utilization30.光合速率(photosynthetic rate) 31.净光合速率(net photosynthetic rate，Pn) 二、写出下列符号的中文名称 PQ PC Fd NADP +RuBP PGA GAP DHAP FBP F6P G6P Ru5P PEP CAM TP HP OAA CF 1 - CF 0 PS Ⅰ PS ⅡBSC Mal FNR Rubico 三、填空题 1. 光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。 2. 叶绿素分子的头部是环，具有亲性，它的尾部是，具有亲性。
第三节植物的光合作用 一、教学目标 1、通过光合作用的实验和对光合作用结果的分析和总结，掌握光合作用的定义和式子。 2、通过植物怎样光合作用的教学，培养学生的观察能力和对所给予的信息进行筛选的能力。 3、激发学生对科学探索的兴趣，培养对知识的实际运用能力。 二、教学重点和难点 重点：光合作用的定义和式子，难点：光合作用实验（1）的教学 三、教学准备 1、检测淀粉：碘酒淀粉米汤土壤浸出液 2、制定淀粉的材料：小白菜。把小白菜放在暗处24小时，选择一片叶子，一半用黑纸遮住，实验前强光下2小时。 3、一块小黑板：绿叶在光下制定淀粉的实验步骤 四、教学过程 [引课]1、谁能告诉老师早餐你们都吃什么？（面包米粥面条等） 2、谁知道它们的主要成分是什么？（淀粉） [设疑]那么这些淀粉从哪里来呢？ A从土壤中吸收的植物自己制造的（学生提出） [讲解]大部分同学选择B，小部分同学选择A，那么它到底从哪里来呢？ 我们通过实验观察，用碘酒来检验淀粉，淀粉遇碘变蓝色（演示说明） [思考]1、观察颜色的变化；2、通过对比实验说明了什么？ [演示] 分别土壤浸出液（A）和稀米粥（B）中滴入1滴碘酒 [学生回答] 1、A不变蓝色B变蓝色（中下学生回答） 2、说明土壤中没有淀粉，米汤中有淀粉，大米中的淀粉不是从土壤中 吸收的。 [板书] 植物制造了淀粉 [讲解] 植物自己制造了淀粉，并不是从外界土壤中吸取的，我们已经知道植物从土壤中吸收的是水和无机盐，那么它是怎样制造的呢？ [思考] P27第二段及图2-8 1、这个实验是怎么做的？ 2、观察叶片颜色的变化 3、这个实验说明了什么问题？ [演示] 实验（绿叶在光照下制造淀粉） [小黑板] 实验步骤：暗处放置24小时（把原有的淀粉消耗完）
第三章植物的光合作用 一、名词解释 1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。 2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。 3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。 4．爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照 射时的总和还要高。 5．光合链：即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统 II的作用中心。其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传 递给NADP+。光合链也称Z链。 6．光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。 7．作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。 8．聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。 9．希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。 10．光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。
11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO 2 的过程。光呼吸的主 要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。 12．光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO 2 和呼吸过程中放 出的CO 2 等量时的光照强度。 13．CO 2补偿点：当光合吸收的CO 2 量与呼吸释放的CO 2 量相等时，外界的CO 2 浓 度。 14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。 15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。 二、填空题 1．叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素 2． -氨基酮戊二酸原叶绿素酸酯叶绿素酸酯 3．光反应暗反应基粒类囊体膜（光合膜）叶绿体间质 4．PC Fd Z Pheo 5．H 2 O NADP+ 6．希尔（Hill） 7．氯锰 8．红光区紫光区蓝光区 9．3：1 2：1 10．非循环式光合磷酸化循环式光合磷酸化假循环式光合磷酸化非循环式光合磷酸化
第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用 第一节植物光合作用的发现 一、教材分析： 本节内容位于第六章第一节，共一课时。主要内容为绿色植物光合作用的发现历程探究和植物光合作用的概念及意义的教学。本节内容的学习为下一节植物的光合作用实质的学习奠定基础。 二、学生分析 学生学习了植物基本层次结构中的细胞组织器官，了解了植物的基本组成，但是对植物的生理活动不是很了解，许多同学在小学阶段大概了解植物的光合作用，有一定的知识背景，但是具体光合作用是如何被发现的，以及光合作用如何进行，学生没有掌握。因此学生带有一定的好奇心和求知欲去学习本节内容。对下一节的学习也很有帮助。 三、教学目标 知识目标： 1、举例说出绿色植物光合作用的发现过程 2、说出绿色植物光合作用过程 能力目标： 在学习前人探究学习的过程中锻炼自己的探究能力。小组合作学习锻炼学生的合作精神。收集材料，锻炼学生的收集资料的能力。 情感目标： 在了解绿色植物光合作用的过程中，培养学生的探究精神和敢于修正前人科学成果的精神。 四、教学重难点 重点：说出光合作用的发现过程 说出光合作用过程 难点：理解光合作用的过程 五、教学准备 学生准备：收集关于绿色植物光合作用的有光探究资料 教师准备：绿色植物光合作用发现的有关视频，挂图和课件 绿色植物光合作用探究的实验材料 六、教学过程： 教学阶段教师活动学生活动 导入1、〖引言〗“世界万物靠太阳”这句话对吗？ 对于植物来说太阳有什么样的作用呢？ 2、你了解光合作用吗？它是怎么被发现的 呢？具有怎样的过程呢？教师通过谚语，引 出本节课题。 1、对的，植物需要太阳进行 光合作用。 2、带着兴趣进入新课学习 一、绿色植物的光合作用发 现历程（一）范海尔蒙特实验1、教师出示PPT，展示出范海尔蒙特的实 验图，并呈现学生思考的问题。引导学生描 述实验过程，思考实验结论 2、对于范海尔蒙特的实验，大家有没有自 己想说的话？他的实验严谨吗？引导学生 思考实验的不足，自然过渡到下一个实验的 学习。 1、学生看图讲述实验过程， 思考讨论实验的结论。 2、学生对该实验进行思考， 意识到范海尔蒙特没有考虑 到阳光等其他因素。
光合作用的过程 ?光合作用过程： 1、光合作用的概念： 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，并且释放出氧气的过程。 2、光合作用图解： 3、光合作用的总反应式及各元素去向 ?光反应与暗反应的比较：
? ?易错点拨： 1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去，因为反应物中的水在光反应阶段消耗，而产 物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同，前者分布在类囊体薄膜上，后者分布在叶绿 体基质中。 知识拓展： 1、氮能够提高光合作用的效率的原因是：氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所：光合 作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行；光合作用的第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。 2、玉米是C4植物，其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反 应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。 ①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合，提高强光、高温下的光合 速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的利用率。 ②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的 淀粉会贮存在叶肉细胞中；而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，维管束鞘细胞不含叶绿体。 3、光合细菌：利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球 上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为
《植物光合作用的发现》教学设计 一、教材分析 植物光合作用的发现是苏教版七年级上册第六章第一节，共1课时。主要内容为绿色植物光合作用的发现历程探究和植物光合作用的概念及意义的教学。本节内容的学习为下一节植物的光合作用实质的学习奠定了坚实的基础。 二、学情分析 学生学习了植物基本层次结构中的细胞组织器官，了解了植物的基本组成，但是对植物的生理活动不是很了解，学生在小学阶段大概了解植物的光合作用，有一定的知识背景，但是具体光合作用是如何被发现的，以及光合作用如何进行，学生没有掌握。因此学生带有一定的好奇心和求知欲去学习本节内容。为学习下一节《植物的光合作用的场所》做了铺垫。 三、教学目标 知识与技能： 通过对经典实验的探究，认识科学家发现光合作用的过程；了解经典实验的方法及结论理解光合作用的原料、产物、场所、条件并归纳出光合作用的概念。 过程与方法： 在模拟和分析实验的过程中，体会前人设计实验的思维方法；经历科学探究的一般过程，分析解决实验中遇到的各种问题，初步培养学生设计实验的能力。 情感态度与价值观： 通过发现光合作用的经典实验，培养学生实事求是的科学态度和坚忍不拔的意志品格，并进行科学史的教育，使学生认识到科学发现过程的艰辛和科学研究方法的重要性。 通过了解光合作用对于人类的重大意义，培养学生爱护环境、爱护植物的情操。 教学重难点
重点： 通过实验探究，理解光合作用的原料、产物、场所、条件并归纳出光合作用的概念。 难点： 通过探究发现过程，建构光合作用概念。 教学方法：探究法、讨论法 四、教学准备 教师准备：绿色植物光合作用发现的有关图片和课件。 五、教学过程
第5课时 绿色植物的光合作用和呼吸作用 考点1 描述光合作用的原料、条件、产物及简要过程 a 1．光合作用概念：光合作用是指绿色植物通过________，利用________，把________和________转化成存储能量的________，并且释放出________的过程。 2．光合作用反应式 二氧化碳＋水――→光 叶绿体 有机物＋氧气 考点2 认识光合作用过程中物质和能量的转化及其重要意义 b 光合作用实现了地球上最重要的两个变化：一是把简单的__ __合成为复杂的__ __，实现了__ __；二是把__ __转变成__ __储存在有机物中，实现了__ __。 (1)光合作用为所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。 (2)光合作用与生物的细胞呼吸以及各种燃烧反应相反，它消耗二氧化碳，放出氧气，因此在维持大气中的氧气和二氧化碳含量的稳定方面有巨大的作用。 1．(2015·金华)在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示。图乙中大烧杯内盛放液体A ，小烧杯内盛放液体B ，下列说法正确的是( ) A ．液体A 、 B 都是清水 B ．液体A 、B 都是酒精 C ．液体A 是清水、液体B 是酒精 D ．液体A 是酒精、液体B 是清水 2．(2014·湖州)科学兴趣小组为探究CO 2的多少是否会影响光合作用的强度，在家里做了如下的实验：在某植物的叶片上剪下大小相同的多个叶圆片，抽出叶圆片中的气体(如图甲)。然后，置于不同浓度的NaHCO 3溶液中(如图乙)。测量每个杯子中叶圆片从杯底上浮至液面所需的平均时间。 注：NaHCO 3能增加溶液中CO 2的含量，叶圆片吸收CO 2释放O 2，部分O 2存在于细胞间隙和叶圆片边缘，导致叶圆片上浮。
第三章光合作用 一、名词解释 光合作用(photoｓyｎｔhesiｓ):绿色植物吸收阳光得能量,同化二氧化碳与水,制造有机物质并释放氧气得过程。 光合色素(photosyｎｔhｅｔic pigment):植物体内含有得具有吸收光能并将其光合作用得色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等、 吸收光谱(abｓorption spectrum):反映某种物质吸收光波得光谱。 荧光现象(ｆｌｕorescenｃeｐhenomenｏｎ):叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色,这种现象称为荧光现象。 磷光现象(pｈｏsｐhoｒｅscｅnce ｐhenomeｎoｎ):当去掉光源后,叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱得红光,它就是由三线态回到基态时所产生得光。这种发光现象称为磷光现象。 光合作用单位(pｈotosyntｈeｔｉcｕnｉｔ):结合在类囊体膜上,能进行光合作用得最小结构单位。 作用中心色素(reacｔioｎcenter piｇmｅnt):指具有光化学活性得少数特殊状态得叶绿素a分子。 聚光色素(ligｈt harvesｔing pｉｇmｅｎｔ):指没有光化学活性,只能吸收光能并将其传递给作用中心色素得色素分子、 原初反应(pｒimaｒy reaction):包括光能得吸收、传递以及光能向电能得转变,即由光所引起得氧化还原过程。 光反应(lｉgｈt ｒeａcｔio):光合作用中需要光得反应过程,就是一系列光化学反应过程,包括水得光解、电子传递及同化力得形成。 暗反应(dark rｅacｔiｏn):指光合作用中不需要光得反应过程,就是一系列酶促反应过程,包括ＣO2得固定、还原及碳水化合物得形成。 光系统(photoｓyｓtem,PS):由不同得中心色素与一些天线色素、电子供体与电子受体组成得蛋白色素复合体,其中PS Ⅰ得中心色素为叶绿素a P70０,ＰS Ⅱ得中心色素为叶绿素ａP680。 反应中心(reaｃtiｏｎcｅｎter):由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成得具有电荷分离功能得色素蛋白复合体结构。 量子效率(ｑｕanｔum eｆficienｃy):又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出得氧分子数目或固定二氧化碳得分子数目。
光合作用发现史 1、早在两千多年前，古希腊著名哲学家亚里士多德认为，植物是由“土壤汁”构成的。这一观点一直沿用到18世纪中期。17 世纪上半叶，比利时学者海尔蒙特所做的柳树试验，使他自然而然地相信：柳树生长所需要的物质，来自于浇灌的水。这个结论首次提出了水参与植物有机物制造，但没有考虑到空气对植物体物质形成的作用。 2、我国明代学者宋应星、英国植物学家斯蒂芬.黑尔斯也曾指出：植物在生长时主要用空气当养分。但他们并未用实验证明这一判断。 3、1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实，植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。由于普里斯特利所做的这个出色的实验，人们把1771 年定为发现光合作用的年代。但是，他并没有发现光在植物更新空气中的作用，而是将空气的更新归因于植物的生长。当时有人重复他的实验，却得到完全相反的结论。因此这个实验引起人们的关注。 4、1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验，得出结论：绿色植物只有在光下才能更新空气。直到1785年，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。 5、1782年，瑞士牧师吉恩.谢尼伯证实了英格豪斯的发现，并指出植物“净化”空气的活性，除光合作用外，还取决于“所固定的空气”。 6、1804年，瑞士学者索热尔研究植物光合作用过程中，二氧化碳吸收量、有机物生成量、氧气释放量之间的数量关系。他发现，植物制造的有机物质总量和氧气释放量，远远超过二氧化碳吸收量。根据实验中除植物、空气和水以外，没有其他物质，他断定光合作用除吸收二氧化碳外，二氧化碳水也是光合作用的反应物。 7、1817年，法国的两位植物学家，佩利蒂欧和卡文陶从叶片中分离出叶绿素。后来有人证明叶绿素对于光能的吸收、传递和转化起着极为重要的作用。 8、1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。当时人们用下式表示光合作用： 绿色植物 CO2 + H2O + 光——→O2 + 有机物质+ 能量 9、1864 年，法国植物生理学家鲍辛高特根据阿伏伽德罗定律，精密地测定多种陆生植物，发现它们在进行光合作用时，放出的氧气和吸收的二氧化碳体积的比值接近1。 10、1864 年，德国著名植物生理学家朱利叶斯.萨克斯用实验成功地证明植物叶片在光合作用中形成淀粉。他先把绿叶放在黑暗中数小时，在这段时间内，由于叶片中的物质的输出和呼吸代谢的结果，使原先存在于叶片里的淀粉消失。然后把经黑暗处理的叶片一半曝光，另一半叶片仍然置于黑暗中，经过一定时间后，用碘蒸汽处理叶子，结果发现处于黑暗的一半叶片无颜色变化，而曝光的一半叶片显示出深蓝色。这是由于碘与淀粉形成淀粉-碘络合物的结果。 11、1880 年，德国科学家恩吉尔曼把装有水绵和嗜氧细菌悬浮液的载玻片置于没有空气的小室里，然后照光。通过显微镜观察发现，嗜氧细菌向被光照射到的水绵的叶绿体部位集中，从而证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体。在另一组实验中，他把一个棱镜放在光源与显微镜台之间，用光照射水绵，结果发现位于蓝、红光下的叶绿体周围细菌最多。藻中的叶绿素吸收蓝光和红光，恩吉尔曼得出结论：叶绿素是光合作用的接收光的色素。 12、1939 年，英国的希尔发现从破碎的叶子中分离出来的叶绿体，一旦加入人工电子受体（如高铁氰化钾），照光后便会释放出氧气，这就更直接证明了氧气是从叶绿体释放出来的。 13、1938年，美国的科学家鲁宾和卡门首先采用同位素示踪法研究氧气的来源，它们
第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 第一节植物光合作用的发现 课题：植物光合作用的发现 教学目标：1.能说出绿色植物光合作用发现的过程 2.说明植物光合作用发现的意义 教学重点：1.说出光合作用的发现过程 2.解释发现光合作用的实验的原理 3.说明光合作用的意义 教学难点：阐明发现光合作用的实验的原理 教学过程：一.引题 为什么绿色植物的叶和一些茎会是绿色呢? 那是因为它们含有一元素叫叶绿体,这个叶绿体它有什么作用呢?用处可大了,它 能利用光能,把植物吸收的二氧化碳和水转变成贮存能量的 有机物(主要是淀粉), 同时释放氧气,由此我们说叶绿体的 作用非常巨大,植物少了它就不能存活,在这里,我们把植物 通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成贮存能量的 有机物,并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。植物的光合 作用的发现，促进了农业生产方式的变革，推动了人类社 会的进步。那么，植物光合作用是怎样发现的呢？
二.教授新课 （一）绿色植物光合作用的发现 1.学生四人一组 讨论：材料一、17世纪，范·海尔蒙特的实验 材料二、18世纪，普利斯特来的实验 材料三、20世纪，希尔的实验 2.分析上述三个实验的基本过程 (1)范海尔蒙特他在100kg干燥的细粒土壤中，种了一棵 2.5kg重的柳树，然后往盆里浇水，但不供给他其它营养物 质。五年后，他发现柳树的重量为82.5kg. (2)在光照下，普利斯特莱让一只蜡烛在内有薄荷枝条的玻璃罩里 燃烧至熄灭。十天后，薄荷枝条仍是繁茂的。当普利斯特 莱重新点燃熄灭的蜡烛时，蜡烛又重新明亮的燃烧起来。 (3)希尔巴植物的叶片烘干后，碾成粉，然后把叶绿体和叶绿素一 起提取出来。他把这些叶绿体和叶绿素与不同的铁化合物 相混合。当他把光照射在这个培养的混合物上时，出现了 气泡。当光照停止后，氧气流也停止了。 3.归纳每个实验可以得到的结论,并在书上图6-4中用文字或符 号表示出来。
《植物的光合作用》教学设计 一、教材分析： 1、教材内容 通过完成“绿叶在光下制造有机物”的实验，了解绿色植物在光下能制造有机物——淀粉，同时知道光照是绿叶制造有机物不可缺少的条件，最后，归纳出光合作用的概念及光合作用对生物圈的重要作用。从而认识到绿色植物的重要性，培养学生爱护植物的情感。 2、教材分析——地位、作用 “绿色植物通过光合作用制造有机物”，是义务教育的重要目标之一，而初中生物课程又是承担这一重要任务的主要学科课程之一。“绿色植物通过光合作用制造有机物”是在学生学习了第一单元中的“生态系统”，第二单元中的“食物链和食物网”，学生了解生态系统的成分，了解作为消费者，赖以生存的食物能量归根结底来自绿色植物—生产者。 光合作用是生物圈中有机物的来源之本，通过光合作用的学习，可以使学生从理论上认识到绿色植物光合作用的重要性。为培养学生爱护绿色植物的情感打下理性知识的基础。本节课以光合作用中的一个经典实验——绿色植物在光下产生有机物为载体，旨在引导学生对实验的探究，建立光合作用的模型，掌握控制实验条件、设置对照、选择实验材料等规则，进而能创造性地设计实验进行科学探究，领悟科学精神，提高生物科学素养 3、知识体系 植物光合作用的条件是光照 植物的光合作用光合作用合成淀粉等有机物 光合作用的定义 光合作用原理在生产上的应用 4、编写意图 本节从海尔蒙特的实验入手，创设情境，提出问题：“有机物从哪里来”，通过探究“绿叶在光下制造淀粉”，使学生知道是绿色植物的光合作用为大自然生产了有机物。绿色植物是生物圈中作用最大的生物之一，与生物圈中其他生物包括人类的生存和发展关系极为密切，还利用图片、表格、生动的文字创设发现解决问题的情境，探究活动引导学生制定探究计划并完成探究活动，学生从不同的侧面获得科学方法的训练有利于培养学生的科学探究能力，通过探究活动渗透对绿色植物的爱，激发学生爱护绿色植物的美好情感，使教学内容的组织沿着学生的认知发展规律逐步展开。 5、教材分析——重点、难点
（ 。 第 3 单元 第 6 章 绿色植物的光合作用和呼吸作用 第一节 植物光合作用的发现 一、教学目标： 知识性目标： 1、说出绿色植物光合作用发现的过程。（重点） 2、说明绿色植物光合作用发现的意义。（重点） 3、说明绿色植物光合作用的概念及表达方式。 重点、难点） 技能目标： 尝试解释发现光合作用的实验的原理。（重点） 情感目标： 1、锻炼学生的逻辑思维能力，增强学生进行科学探的愿望。 2、进一步增强热爱生命的意识。 二、教学重点及难点： 难点：阐明发现光合作用的实验的原理。 三、教学准备： 1、搜集关于光合作用的应用知识。 2、FLASH ：（1）普利斯特莱实验；（2）光合作用。 四、教学过程： 教学内容 导入新课 教师活动 [引言]：我们中国有句谚 语“万物生长靠太阳” 请同学 们想一想，植物生长靠太阳 吗？植物靠太阳干什么？ [讲述]：人们对光合作用的研 究开始于 17 世纪。此后的几百 年间，人们一直坚持不懈地进 行研究。到 18 世纪 80 年代， 美国科学家因其在研究光合作 用方面的突出贡献，获得了诺 贝尔奖，光合作用被称为地球 上最重要的光化学反应。 [讲述]：关于光合作用的 发现过程，书上为我们介绍了 3 个经典的实验来解释。 学生活动 齐声回答：进行光合作 用。 了解光合作用的发现 史，激发探究的兴趣。
[材料一]：17世纪，范·海尔蒙特的实验。 [思考题]： １.你能描述该实验的过 程吗？ ２.计算：柳树增加的质量 是多少？而土减少的质量是多一、绿色植物光合作少？ 以4人为一组，进行自学材料一。 回答：柳树增加的质量是80公斤，土城少的质量是100克。 用的发现 1、光合作用 光合作用需要水 光合作用的发现 ３.柳树增重的原因是什 么？ ４.本实验的结论是什 么？ [讲述]：范·海尔蒙特第 一次企图用实验来回答植物营 养物质来源的问题。他在100kg 干燥的细粒土壤中，种了一棵 2.5kg重的柳树，然后往盆里浇 水，但不供给其他营养物质。 五年后，他发现柳树的重量为 82.5kg。土壤晒干后的重量仅 比原来少100g。因此范·海尔 蒙特说，植物是从水中而不是 从土壤中得到营养物质。 [材料二]：18世纪，普利 斯特莱的实验 。 [思想题]： １.请你描述实验一、二、 三。 2.本实验的结论是什 么？ [实验一]：密闭的钟罩下 的植物和燃烧的蜡烛是互利 的。植物能放出使蜡烛燃烧和 小老鼠存活的气体。 直观地发现柳树增重的 原因是水。 结论：植物是从水中而 不是从土壤中得到营养物 质。 以小组为单位进行自 学。 三组同学代表尝描述实 验一、二、三。
《光合作用的原理和应用（第一课时）》教学设计 普通高中生物新课程必修1《分子与细胞》模块(人教版) 福安二中阮建英 一、教材分析与教学设计思路 光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系,所以光合作用知识在全书教材中占有重要地位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点。 本节教学设计意图沿着光合作用的发现历程对光合作用的光反应和暗反应这两个阶段从物质变化和能量转化的高度作深入的探讨和研究，引导学生从物质和能量转变的角度去理解光合作用的实质，掌握本节重点；同时希望通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，使学生体会经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力。 二、学情分析 对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，学生的基本情况如下： ●对光合作用大体内容基本了解 ●对光合作用发现史有待于系统研究 ●对光合作用详细的过程有待深入探究 三、教学目标设计 １、知识目标： （1）学生能够描述光合作用的认识过程。 （2）描述光反应、暗反应过程的物质变化和能量转化。 ２、能力目标： （1）尝试进行实验设计，学会控制自变量、设置对照实验。 （2）在有关实验、资料分析、思考与与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力及分享信息的能力。 ３、情感、态度和价值观目标： 通过光合作用的探究历程，学生能体验前人设计实验的技能和思维方式，同时能认识到科学是在不断的观察、实验和探索中前进的。通过光反应和暗反应关系的分析，能树立科学的辨证观点。 四、重点难点及确立依据： 1.教学重点
第三章植物的光合作用 (Translate) 一、英译中26、photorespiration 1、heterophyte 27、、autophyte dark respiration 2.28、3、photosynthesis peroxisome 29、photosynthetic product 4、chloroplast 30、Photosynthetic rate thylakoid 5.、31、light compensation 6.、Photosynthetic membrane 32、light saturation 、7chlorophyll 33、shade plant 8、carotenoid 34、carotene photoinhibition 9、35 、10xanthophyll 、greenhouse effect 36absorption spectrum 、solar constant 11、3712、thylakoid lumen 、etiolation 38 、13light reaction 、Rubisco 39、14carbon reaction 、antenna pigment 40 primary reaction 、light –harvesting pigment 、1541、16photosynthetic unit 、reaction center 42 17、Emerson effect 、photosystem I 43 、18electron transport 、oxygen-evolving complex 44 、19photosynthetic chain 、water splitting 45 、20photophosphorylation 、water oxidizing clock 46、21coupling factor 、core complex 47chemiosmotic hypothesis 22、、assimilatory power 48、CO assimilation the Calvin cycle 23、2 49、fluorescence 、24reductive pentose phosphate pathway phosphoenol pyruvate 、25 (Translate) 二、中译英、异养植物1 、光合作用3 、自养植物2 4、叶绿体 1 5、类囊体28、过氧化物酶体 29、光合产物6、光合膜 30、光合速率7、叶绿素 31、光补偿点8、类胡萝卜素 32 、光饱和现象9、胡萝卜素 33、阴生植物10、叶黄素 34、光抑制、吸收光谱1135、温室效应12、黄化现象 36、太阳常数、光反应13 37、类囊体腔14、碳反应 38、、原初反应15 CO补偿点239、天线色素16、光合单位 40、聚光色素、爱默生效应17 41 、反应中心18、电子传递
2019最新苏教版七上《植物光合作用的发现》教案1 第一节植物光合作用的发现 课题：植物光合作用的发现 教学目标： 1.能说出绿色植物光合作用发现的过程 2.说明植物光合作用发现的意义 教学重点： 1.说出光合作用的发现过程 2.解释发现光合作用的实验的原理 3.说明光合作用的意义 教学难点：阐明发现光合作用的实验的原理 教学过程：一.引题为什么绿色植物的叶和一些茎会是绿色呢? 那是因为它们含有一元素叫叶绿体, 这个叶绿体它有什么作用呢?用处可大了,它能利用光能,把植物吸收的二氧化碳 和水转变成贮存能量的有机物(主要是淀粉), 同时释放氧气,由此我们说叶绿体 的作用非常巨大,植物少了它就不能存活,在这里,我们把植物通过叶绿体,利用光 能,把二氧化碳和水转变成贮存能量的有机物,并且释放出氧气的过程,叫做光合 作用。植物的光合作用的发现,促进了农业生产方式的变革,推动了人类社会的进步。那么,植物光合作用是怎样发现的呢？ 二.教授新课 （一）绿色植物光合作用的发现 1.学生四人一组 讨论：材料一、17世纪,范·海尔蒙特的实验 材料二、18世纪,普利斯特来的实验 材料三、20世纪,希尔的实验 2.分析上述三个实验的基本过程 (1)范海尔蒙特他在100kg干燥的细粒土壤中,种了一棵 2.5kg重的柳 树,然后往盆里浇水,但不供给他其它营养物质。五年后,他发现柳树的重量为 82.5kg. (2)在光照下,普利斯特莱让一只蜡烛在内有薄荷枝条的玻璃罩里燃烧至熄 灭。十天后,薄荷枝条仍是繁茂的。当普利斯特莱重新点燃熄灭的蜡烛时,蜡烛又
重新明亮的燃烧起来。 (3)希尔巴植物的叶片烘干后,碾成粉,然后把叶绿体和叶绿素一起提取出来。他把这些叶绿体和叶绿素与不同的铁化合物相混合。当他把光照射在这个培养的混合物上时,出现了气泡。当光照停止后,氧气流也停止了。 3.归纳每个实验可以得到的结论,并在书上图6-4中用文字或符号表示出来。 （由学生自己归纳）（二）绿色植物光合作用发现的意义 （由学生自己归纳） 三、练习（思考题）
第六章第一节植物光合作用的发现（教案） 教学目标： 一、知识目标 1、说出绿色植物光合作用发现的过程 2、解释发现光合作用的实验的原理 二、能力目标 1.通过几个经典实验的图示，培养学生对图示进行分析，归纳能力。 2.初步领悟科学家科学探究的方法。 3.锻炼学生逻辑思维能力，语言表达能力，增强学生科学探的愿望。 三、情感目标 1.通过教学的有意渗透，培养学生识图能力，探究能力及良好的科学素养。 2.倡导学生热爱保护植物，增强环保意识。 3.通过组内讨论组间交流，培养合作精神，提高交流表达能力。 教学重点： 1.说出光合作用发现的过程。 2.解释发现光合作用实验的原理。 3.概述光合作用的概念。 教学难点： 阐明发现光合作用实验的原理。 教学准备： 教师收集光合作用的发现图片资料，制成课件。 教学过程： 师：同学们喜欢植物吗？为什么喜欢呢？ 生答一般能说出植物可以清新空气、给人类提供食物、防风固沙等。 （当学生说到植物能清新空气时，师提示：植物之所以能清新空气，除了植物能吸收空气中的有害物质外，更重要的是它能释放氧气。 当学生说到提供食物时，告诉学生：食物给我们提供必须的营养物质，其中大部分是有机物，而有机物是由植物的光合作用直接或间接制造的。） 师：如果没有植物的光合作用，世界上绝大多数生物都将因为没有氧气和食物而死亡。可以说没有植物的光合作用，将没有整个地球生物圈的存在。但是植物在地球上默默地进行光合作用已经由三十多亿年了，而人类对光合作用的认识却只有几百年时间，那么是谁第一个发现光合作用的呢？科学家又是怎样发现光合作用的呢？同学们想
不想知道呀？ 生：想 师：就让老师带领你们穿越时空隧道，看一看是谁发现光合作用第一人呢？（创设穿越时空的情景，激发学生兴趣） 师：现在我们来到了17世纪，科学家范?海尔蒙特的实验基地，这是一个简陋但却充满了浓郁的科学探索气息的地方。当时范?海尔蒙特做了个什么实验呢？在实验中他发现了什么？从中得出什么结论？请大家阅读分析老师发给你们得资料中有关范?海尔蒙特得实验图示，完成自习思考题中第一大题：有关范?海尔蒙特实验的四个思考题。一会儿老师请一个同学扮演范?海尔蒙特，陈诉你的实验过程和发现。在自习的时候如果有困难可以向你周围的同学寻求帮助。 学生自主阅读分析，老师巡视。 请一个学生来陈诉。让其他学生进行补充。 过程略 结论：植物的生活需要大量的水。 师：老师看了这个实验发现了一个问题，柳树在5年间增重了80千克，这80千克重量中包括些什么物质呢？ 生答：从土壤中吸收了0.1千克的物质，还有水 师：那么除了土壤中的0.1千克物质以外，柳树增加的重量中还有79.9千克都是水么？ 生：不是。 师：大家都觉得不是，确实也不只是水，光合作用过程中植物还积累了很多有机物呢，但是我们只浇水，没给它其他营养呀？大家猜测一下，它还可能从哪里获取所需要的物质呢？ 生：空气中 师：那么他是怎样做实验的呢？从实验中又得出什么结论呢？请同学们阅读有关资料，然后小组讨论，完成思考题第二大题。一会我也请同学上来扮演普利斯特莱。 生自习讨论，师巡视参与 师：现在各普利斯特莱实验小组成员们，派一两个代表来讲述一下你们的实验过程吧。 生讲述 生的讲述中可能比较混乱，教师要帮助他们理清思路。 过程略 结合资料：蜡烛燃烧需要氧气释放二氧化碳，老鼠呼吸需要氧气释放二氧化碳。得出结论：植物吸收二氧化碳，释放氧气。 （学生可能急于说出实验结论而忽视实验过程和现象，教师要提醒）