第四章植物的光合作用
一、名词解释
光合作用;光合单位;原初反应;反应中心;光合磷酸化;C3途径和C3植物;C4途径和C4植物;CAM途径和CAM植物;光呼吸;光合速率;光补偿点;光饱和点; CO2饱和点;CO2补偿点;光能利用率；红降现象，爱默生增益效应，非循环式光合磷酸化，环式光合磷酸化，同化力。
二、问答题
1.光合作用的生理意义有哪些？
2.叶绿体的结构与功能是如何？光合色素包括哪些种类？其分子结构、化学性质及光学性质是如何的？
3.光合膜是指什么？叶绿素及叶黄素在光合膜上的排列如何？
4.叶绿素的合成前体是什么？影响其合成的外因有哪些？
5.光反应包括哪些过程，暗反应CO2同化包括哪些方式？这些方式的运转过程是如何？
6.景天科植物在白天气孔关闭以保水，但不能吸收CO2，那么它们是如何克服光合和保水的矛盾的？
7.光呼吸的实质是什么？其过程如何，有何特点？与C3同途径有何关系？光呼吸有何生理意义？为什么说C4同植物是一种低光呼吸植物？
8.植物对光能的利用率理论上可以达到多少？提高光合产量的途径有哪些？
9.影响光合作用因子有哪些？为什么在晴朗的夏天有些植物有“午睡”现象？
10. 如何证实光合作用中释放O2来自水?
11. 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?
12. 试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响?
第四章植物的光合作用 4.1 光合作用的意义、研究历史与度量 4.1.1 光合作用的概念与意义 光合作用：绿色植物吸收光能，同化CO2和H2O，制造有机物质并释放O2的过程。 光合作用本质上是一个氧化还原反应：水是电子供体（还原剂），被氧化到O2的水平； CO2是受体（氧化剂），被还原到糖的水平； 氧化还原反应所需的能量来自光能。 光合作用的意义： （1）无机物转变为有机物 （2）光能转变为化学能 （3）维持大气O2与CO2的相对平衡 4.1.2光合作用的早期研究 1771年,英国化学家 Priestley 观察到, 植物有净化空气作用1779年,荷兰的J.Ingenhousz 证实, 植物只有在光下才能净化空气1782年, 瑞士的J.Senebier 用化学方法证明，CO2是光合作用必需的, O2是光合作用的产物 4.1.3 光合作用的度量 光合速率(photosynthetic rate):单位叶面积在单位时间内同化CO2量或积累干物质的量,也叫光合强度.
单位: 微摩尔CO2?米 -2?秒 -1或克干重?米 -2?秒 -1 真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 光合生产率（净同化率）：生长植株的单位叶面积在一天内进行光合作用减去呼吸和其它消耗之后净积累的干物质重。 4.2 光合色素(叶绿体色素) 4.2.1结构与性质 光合色素 叶绿素类：叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色） 类胡萝卜素类：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色） 藻胆素 据作用分类：聚光色素(天线色素)、反应中心色素 4.2.2光学特性 1)吸收光谱(absorptionspectrum) 2)荧光 (fluorescence) 与磷光 (phosphorescence)现象 荧光现象:叶绿素提取液在透射光下为绿色，在反射光下为暗红色,这种现象叫荧光现象,发出的光叫荧光． 磷光现象:当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍能持续短时间
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。
光合作用的概念和意义 名词解释 温室效应：透过太阳短波辐射，返回地球长波辐射，地球散失能量减少，地球变暖 光合膜：光合作用中光能吸收和电子传递过程都是在类囊体的膜片层上进行，因此类囊体膜也称为光合膜 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象，荧光寿命很短。是由于Chl分子吸收光能后，重新以光的形式释放所产生的。 磷光现象：在暗处叶绿素会发出弱光，磷光的寿命为10-2~103秒 原初反应：包括光能的吸收，传递和光化学反应；在类囊体膜上进行（光→电） 电子传递和光和磷酸化：光能经电能转化为化学能，在类囊体膜上进行 碳同化：CO2固定于还原，在间质进行 集光色素（天线色素）：吸收和传递光能，不进行光化学反应的光合色素，大部分Chl a 中心色素：少数特殊状态的Chl a，吸收集光色素传递而来的激发能后，发生光化学反应引起电荷分离的光合色素 光合单位：指在光饱和条件下吸收、传递和转化一个光量子到作用中心所需要协同作用的色素分子 诱导共振：是指当某一特定的分子吸收能量达到激发态，在重新回到基态时，使另一分子变为激发态 光化学反应：指中心色素分子受光激发引起的氧化还原反应。作用中心包括原初电子供体、原初电子受体、和作用中心色素组成 量子产额：每吸收一个光量子所同化的CO2分子数（或释放的氧分子数） 红降现象：小球藻能大量吸收波长>690nm的长波红光，但光合作用的效率很低的现象 双光增益效益（爱默生）：红降出现，如果加入辅助的短波红光（650nm）则光合效率大增，并且比这两种波长单独照射的总和还要高的现象 光合链：光合链是类囊体膜上由两个光系统和若干电子传递体，按一定的氧化还原电位依次排列而成的电子传递系统 PQ质体醌（质醌）：担负着传递氢H+和e-的任务 PC质蓝素（质体菁）：含铜蛋白质，PSI的远处电子供体 Fd铁氧还蛋白：把电子传给FNR后还原NADP为NADPH，或把电子传给Cytb6进行环式光合电子传递。此外，Fd还在亚硝酸还原，酶活化等方面具有多种功能。PQ穿梭：在光合电子传递过程中PQ使间质间H+不断转入类囊体腔，导致间质pH上升，形成跨膜的质子梯度 光合电子传递途径：绿色植物光下催化ADP形成ATP的过程称为光合磷酸化 水光解与氧释放（希尔反应）：离体叶绿体（类囊体）加到有适宜氢受体A的水溶液中， 照光后立即有O2放出，并使氢受体A还原 PSP光合磷酸化：光下叶绿体在光合电子传递的同时，使ADP和Pi形成ATP的过程 质子动力势：ATP形成的动力 同化力：光合作用前两阶段结束形成活跃的化学能ATP和NADPH合称为同化力 C3途径：指光合作用中CO2固定后的最初产物是三碳化合物的CO2同化途径 C4途径：固定CO2后的出产物是OAA（四碳二羧酸），固称该途径为C4途径 光呼吸：高等植物的绿色细胞在光下吸收O2放出CO2的过程（底物：乙醇酸） 光合速率（强度）：每小时每平方分米叶面积吸收CO2的量或氧气量来表示 光合能力：指在饱和光强、正常CO2和O2浓度、最适温度和高RH条件下的光合速率
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 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
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
第三章植物的光合作用复习思考题与答案 （一）解释名词 1、光合作用(photosynthesis) 通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。 2、希尔反应(Hill reaction) 希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)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，这个反应称为希尔反应(Hill reaction) 。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。 3、光反应(light reaction) 光合作用中需要光的反应。为发生在类囊体上的光的吸收、传递与转换、电子传递和光合磷酸化等反应的总称。 4、暗反应(dark reaction) 光合作用中的酶促反应，即发生在叶绿体间质中的同化CO2反应。 5、同化力(assimilatory power) ATP和NADPH是光合作用光反应中由光能转化来的活跃的化学能，具有在黑暗中同化CO2为有机物的能力，所以被称为"同化力"。 6、量子效率(quantum efficiency) 又称量子产额(quantum yield) 是指光合作用中吸收一个光量子所能引起的光合产物量的变化，如放出的氧分子数或固定的CO2的分子数。 7、量子需要量(quantum requirement) 量子效率的倒数，即释放1个O2和还原1个CO2所需吸收的光量子数。一般认为最低量子需要量为8～10，这个数值相当于0.12～0.08的量子效率。 8、光合单位(photosynthetic unit) 最初是指释放1个O2分子所需要的叶绿素数目，测定值为2500chl/O2。若以吸收1个光量子计算，光合单位为300个叶绿素分子；若以传递1个电子计算，光合单位为600个叶绿素分子。而现在把存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位称为光合单位。它应是包括两个反应中心的约600个叶绿素分子(300×2)以及连结这两个反应中心的光合电子传递链。它能独立地捕集光能，导致氧的释放和NADP的还原。 9、光合膜(photosynthetic membrane) 即为类囊体膜，这是因为光合作用的光反应是在叶绿体中的类囊体膜上进行的。 10、红降现象(red drop) 光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象。 11、双光增益效应或爱默生增益效应(Emerson enhancement effect)- 在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生增益效应。 12、原初反应(primary reaction) 指光合作用中最初的反应，从光合色素分子受光激发起到引起第一个光化学
第4章第1节植物的光合作用（第2课时）班级姓名 一、填空题 1、写出光合作用文字表达 式。 3、绿色植物制造淀粉等有机物的主要器官是。 3、如果把一片绿叶比喻为绿色植物实行光合作用的绿色工厂，那么它的车间是， 动力是，原料是和，产物是和。 二、选择题 （）1、叶的结构中，含有大量叶绿体的是 A、表皮细胞 B、构成叶脉的细胞 C、叶肉细胞 D、以上所有细胞 （）2、在一个生态系统中，能够使太阳光进入生态系统的成分是 A、非生物部分 B、生产者 C、消费者 D、分解者 （）3、为使城市居民每天得到新鲜的空气，应采取的最好措施是 A、多盖高楼，居住在高层 B、增大住房面积 C、清理垃圾，搞好环境卫生 D、多种花草树木 （）4、为充分利用单位面积上的光照，种植农作物时应注意 A、稀疏种植 B、紧密种植 C、合理种植 D、没有要求 （）5、下列措施中，能够使光合作用增强的是 A、适当增加氧气的浓度 B、适当减少氧气的浓度 C、适当增加二氧化碳的浓 D、适当减少二氧化碳的浓度 （）6、建造温室时，采用下列何种颜色的玻璃最好？A、红色B、绿色C、蓝色D、无色 （）7、培育韭黄所依据的原理是 A、光合作用需要叶绿素 B、叶绿素的形成需要适宜的温度 C、叶绿素的形成需要光 D、叶绿素的形成需要养料 （）8、从物质变化来说，光合作用的实质是 A、把废物变成有机物 B、把无机物变成有机物 C、使气态物变成另一种气态物 D、把气态物变成固态物 三、实验分析题
1、一科学家发现：把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个密闭的玻璃罩中，植物和小白鼠都能正常生活。另一科学家发现：上述实验只有在阳光下才能获得成功。请你回答： ①上述两位科学家做的都是关于方面的实验。 ②植物在光下能吸收小白鼠所呼出的气体，并能为小白鼠提供呼吸作用所需的 气体。 ③上述实验需要，它在该过程中的作用是提供并在植物体内 转化后最终储藏在中。
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。
第四章植物的光合作用 光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过 程。地球上一年中通过光合作用约吸收2.0×1011t碳素(6400t/s)，合成5×1011t有机物，同时将3.2×1021J的 日光能转化为化学能，并释放出5.35×1011t氧气。光合作用是地球上规模最巨大的把太阳能转变为可贮存 的化学能的过程，也是规模最巨大的将无机物合成有机物和从水中释放氧气的过程。自从有了光合作用， 需氧生物才得以进化和发展。由于光合作用中氧的释放和积累而逐渐形成了大气表面的臭氧(O3）层，O3 能吸收阳光中对生物有害的紫外辐射，使生物可从水中到陆地上生活和繁衍。光合作用是生物界获得能量、 食物以及氧气的根本途径，所以光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。没有光合作用也就没有繁荣 的生物世界。当今人类社会面临着日趋严峻的食物不足、能源危机、资源匮乏和环境恶化等问题，这些问 题的解决无一不与植物的光合作用有着密切的关系。因此深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理， 使之更好地为人类服务，愈加显得重要和迫切。 第一节光合作用研究的历史 一、光合作用总反应式的确定 18世纪以前，人们都认为植物是从土壤中获得生长所需的全部元素的。1771年英国化学家普利斯特利(J.Priestley)发现将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密闭的钟罩里，蜡烛不易熄灭；将小鼠与植物放在同一钟罩里，小鼠也不易窒息死亡。因此，他提出植物可以“净化”空气，现在就把1771年定为发现光合作用的年代。以后又经许多人的研究(见绪论)，到了19世纪末，人们写出了如下的光合作用的总反应式： 6CO2+6H2O→ C6H12O6＋6O2 (4-1) 从(4-1)式中可以看出：光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中CO2是氧化剂，CO2中的碳是氧化态的，而C6H12O6中的碳是相对还原态的，CO2被还原到糖的水平。H2O 是还原剂，作为CO2还原的氢的供体。(4-1)式用了几十年，后来又把它简化成下式：CO2+H2O→(CH2O)＋O2(△G°?＝4.783105J) (4-2) (4-2)式用(CH2O)表示一个糖类分子的基本单位，比较简洁。用叶绿体代替绿色植物，说明叶绿体是进行光合作用的场所。由于葡萄糖燃烧时释放2870 kJ2mol-1的能量，因而每固定1mol CO2(即12g碳)就意味着转化和贮存了约478kJ的能量。 应该注意到光合作用反应式中所有的反应物和产物都含有氧，而上面两式并没有指出释放的O2是来自CO2还是H2O。很多年来，人们一直以为光能将CO2分解成O2和C，C与H2O 结合成(C H2O )，然而以下三方面研究证实了光合作用释放的O2来自于H2O 。 1.细菌光合作用能进行光合作用的细菌称之为光合细菌(photosynthetic bacteria)。光合细菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。其中蓝细菌的光合过程与真核生物相似，紫细菌和绿细菌则不能分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原剂。例如：紫色硫细菌(purple-sulfur bacteria)和绿色硫细菌(green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体，在光下同化CO2： CO2+2H2S→(CH2O)+2S+H2O (4-3) 光合细菌在光下同化CO2而没有O2的释放。因此，细菌光合作用是指光合细菌利用光能，以某些无机物或有机物作供氢体，将CO2还原成有机物的过程。 1931年微生物学家尼尔(C.B.Van Niel)将细菌光合作用与绿色植物的光合作用加以比较，提出了以下光合作用的通式： CO2+2H2A→(CH2O)+2A+H2O (4-5) 这里的H2A代表一种还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。绿色植物光合作用中的最初光化学反应是把水分解成氧化剂(OH)与还原剂(H)。还原剂(H)可以把CO2还原成有机物质；氧化剂(OH)则会通过放出O2而重新形成H2O。 绿色植物和光合细菌都能利用光能将CO2合成有机物，它们是光养生物。从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用光能把CO2合成有机物的过程。 2．希尔反应 1939年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)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→4Fe2+＋４Ｈ+＋Ｏ2 (4-6) 这个反应称为希尔反应(Hill reaction)。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)，铁氰化钾、草酸铁、多种醌、醛及有机染料都可作为希尔氧化剂。希尔不但证明了给叶绿体照光可使水分解放氧，氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，而且也是第一个用离
《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1节植物的光合作用》习题 一、选择题 1、上海世博园中一些场馆的外墙种植了很多的绿色植物，让游人顿觉空气湿润而清新这是由于植物体的（） A、光合作用和呼吸作用 B、蒸腾作用和光合作用 C、呼吸作用和蒸腾作用 D、光合作用和吸收作用 2、在观察了叶片的结构后，晓东将刚摘下的叶片放人70度的热水中，很快 发现叶片表面产生许多的小气泡，并且下表皮的气泡比上表皮的气泡多，这 种现象说明（） A、叶片下表面的光照弱 B、叶片上表面含叶绿体比下表面的多 C、叶片下表面产生的氧气多 D、叶片下表面的气孔多 3、在验证“绿叶在光照下制造淀粉”的实验中，说法错误的是( ) A、实验前应将天竺葵放在暗处一昼夜 B、脱色过程中应把叶片放到酒精中隔水加热 C、遮光时应用不透光的黑纸或铝箔 D、滴加碘液后未漂洗便直接观察 4、医生忠告糖尿病患者，要尽量少吃像马铃薯一样含淀粉较多的食物。马铃薯块茎中的淀粉是（） A、块茎细胞利用无机物自身合成的 B、块茎细胞从土壤中吸收并积累而成的 C、由叶肉细胞制造后运输到块茎细胞的 D、由根细胞合成后运输到块茎细胞的 5、绿色植物进行光合作用的场所是（） A、叶绿体 B、线粒体 C、细胞壁 D、细胞 6、小李穿的白裤子被绿色的菠菜弄脏，将裤子上的绿色除去的最佳材料是（） A、普通洗衣粉 B、酒精 C、沸水 D、肥皂水 7、“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将天竺葵黑暗饥饿处理一昼夜后，用黑纸对叶片的
一部分进行两面遮盖，光照一段时间，经酒精脱色处理后滴加碘液，变蓝的部位是（）A、整个叶片都变蓝 B、见光的部分 C、只是时片的边缘变蓝 D、被遮光的部分 二、非选择题 8、在“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗处一昼夜后，选其中一个叶片，用三角形的黑制片将叶片的上下两面遮盖起来，如图所示，置于阳光下照射一段时间，摘下叶片，经过酒精脱色、漂洗，最后在叶片上滴加碘液，请分析回答： （1）将天竺葵放在黑暗处处理一昼夜的目的是。 （2）叶片的一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到作用。 （3）下图中对叶片进行酒精脱色的装置正确的是。 （4）在脱色后的叶片上滴加碘液，变蓝的是叶片中部分，由此说明绿叶在光下制造淀粉。 参考答案 一、选择题
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
第三章光合作用 一. 名词解释 光合作用(photosynthesis)：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。 光合色素(photosynthetic pigment)：植物体内含有的具有吸收光能并将其光合作用的色素，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的光谱。 荧光现象(fluorescence phenomenon)：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的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。这种发光现象称为磷光现象。 光合作用单位(photosynthetic unit)：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。 作用中心色素(reaction center pigment)：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素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的色素分子。 原初反应(primary reaction)：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。 光反应(light reactio)：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成。 暗反应(dark reaction)：指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化合物的形成。 光系统(photosystem，PS)：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PS Ⅰ的中心色素为叶绿素a P700，PS Ⅰ的中心色素为叶绿素a P680。 反应中心(reaction center)：由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的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的氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目。
第六章植物体的光合作用 教学内容： 光合色素的结构和理化性质 光合作用过程 光合作用的主要机理 光呼吸、 C3 与C4 植物的生理特征差异 影响光合作用的因素。 重点和难点： 重点：光合作用的主要机理 光呼吸 C3 与C4 植物的生理特征差异 光强和CO2等因素对光合作用的影响 难点：光合作用的机理。 教学方式：课堂讲授。教师多媒体讲授，动画讲解光合作用过程。 光合作用：指绿色植物吸收光能，把CO2和H2O合成有机物，同时释放O2的过程。 地球上一年中通过光合作用约吸收 2.0×1011t碳素，合成5×1011t有机物，同时将2×1021J 的日光能转化为化学能，并释放出 5.35×1011 t氧气。 光合作用意义：1、把无机物转变成有机物。 2、将光能转变成化学能。 3、维持大气O2和CO2的相对平衡。 光合作用是地球上规模最巨大的把太阳能转变为可贮存的化学能的过程，也是规模最巨大的将无机物合成有机物和从水中释放氧气的过程。它是生物界获得能量、食物以及氧气的根本途径，所以被称为是“地球上最重要的化学反应”。因此，没有光合作用也就没有繁荣的生物世界。 绿色植物中，进行光合作用的细胞器是叶绿体。
第一节叶绿体和光合色素 一、叶绿体 叶片是光合作用的主要器官，而叶绿体是光合作用最重要的细胞器。 1、形态 高等植物的叶绿体主要分布在叶片的叶肉细胞中，大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿 体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有10至数百个叶绿体。（图4-2） 2、基本结构 叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体3部分组成 ①被膜：由2层单位膜组成，被膜上无叶绿素，它的主要功能是控制物质的进出，维持光 合作用的微环境。 ②基质：指被膜以内的物质。基质是进行C同化的场所，它含有还原CO2的全部酶系，因而 在基质中能进行多种多样复杂的生化反应。 ③类囊体：是由单层膜围起的扁平小囊。分为基质类囊体（基质片层）和基粒类囊体（基 粒片层）2类。光合作用分为光反应和C反应两大阶段，由于光反应是在类囊 体膜上进行的，所以称类囊体膜为光合膜。 3、类囊体膜上的蛋白复合体 类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合体，主要有4类，它们参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应。 光系统Ⅰ（PSI） 光系统Ⅱ（PSⅡ） Cytb6/f复合体（细胞色素简称Cyt） ATP酶复合体（ATPase） 二、光合色素 在光合作用的反应中吸收光能的色素称为光合色素。
第三章植物的光合作用一、英译中(Translate) 1、heterophyte 2.、autophyte 3、photosynthesis 4、chloroplast 5.、thylakoid 6.、Photosynthetic membrane 7、chlorophyll 8、carotenoid 9、carotene 10、xanthophyll 11、absorption spectrum 12、etiolation 13、light reaction 14、carbon reaction 15、primary reaction 16、photosynthetic unit 17、Emerson effect 18、electron transport 19、photosynthetic chain 20、photophosphorylation 21、coupling factor 22、chemiosmotic hypothesis 23、the Calvin cycle 24、reductive pentose phosphate pathway 25、phosphoenol pyruvate 26、photorespiration 27、dark respiration 28、peroxisome 29、photosynthetic product 30、Photosynthetic rate 31、light compensation 32、light saturation 33、shade plant 34、photoinhibition 35、greenhouse effect 36、solar constant 37、thylakoid lumen 38、Rubisco 39、antenna pigment 40、light –harvesting pigment 41、reaction center 42、photosystem I 43、oxygen-evolving complex 44、water splitting 45、water oxidizing clock 46、core complex 47、assimilatory power 48、CO2 assimilation 49、fluorescence 二、中译英(Translate) 1、异养植物 2、自养植物 3、光合作用 4、叶绿体 5、类囊体 6、光合膜 7、叶绿素 8、类胡萝卜素
2019年初中八年级上册科学第4章植物的物质和能量的转化4 植物的光合作用和呼吸作用华师大版课后辅导练习第七十篇 ?第1题【单选题】 科学小组将放置暗处一昼夜的银边天竺葵做如图处理，光照一段时间后，取A、B两叶片脱色、漂洗、滴加碘液，图中固体氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳。对实验现象及解释正确的是( ) A、叶片A中间变蓝而边缘不变蓝，说明光合作用的场所是叶绿体 B、叶片B变蓝，说明光合作用的产物是淀粉 C、叶片B变蓝，说明CO2是光合作用的原料 D、叶片A变蓝，叶片B不变蓝，说明透明塑料袋阻隔了阳光 【答案】： 【解析】：
?第2题【单选题】 在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是( ) A、叶圆片y比叶圆片x重 B、（y-x）g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量 C、在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为y-z D、假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为 2y-x-z 【答案】： 【解析】：
?第3题【单选题】 为了增强植物的光合作用，可以采取的措施有( ) A、增加光照时间 B、增加光照强度 C、增加二氧化碳的浓度 D、以上三项都可以 【答案】： 【解析】： ?第4题【单选题】 关于叶片结构的叙述，正确的是( ) A、叶肉细胞中含有叶绿体，能进行光合作用
B、叶片由叶柄、叶脉、叶肉组成 C、叶片上的气孔总是处于开放状态 D、叶片表皮细胞属于营养组织 【答案】： 【解析】： ?第5题【单选题】 某同学设计了如图的装置（瓶中植株未经暗处理）。下列描述中，正确的组合是( ) ①该装置可验证植物的光合作用能产生氧气 ②该装置可验证植物的呼吸作用能产生二氧化碳 ③丙内石灰水保持澄清 ④丙内石灰水变浑浊 A、①③
精心整理光合作用的过程 ?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： 项目光反应（准备阶段）暗反应（完成阶段）
?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，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。 呼吸作用 ?呼吸作用：
? ?①规律：呼吸作用在最适温度最强，超过最适温度，呼吸酶活性下降，甚至变形失活，呼吸受抑制；低于最适温度活性下降，呼吸受抑制。? ?②应用：生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。? ?(2)O2的浓度? ?? ?①规律：在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；O2浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为l0%以上，只进行有氧呼吸。? ?②应用：生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，藏少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。 ?(3)CO2浓度? ?①规律：从化学平衡的角度分析，C02浓度增加，呼吸速率下降。 ?②应用：在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO：浓度具有良好的保鲜作用。?