第四章植物的光合作用复习提纲
（一）名词解释
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，光合作用是自养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。★
希尔反应(Hill reaction) 1939年，英国剑桥大学的希尔(Robert.Hill)发现在离体的叶绿体（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），光照可使水分解而释放氧气，这个反应为希尔反应(Hill reaction)。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。★
光反应（light reaction）光合作用中需要光的反应。光子的能量在类囊体上的吸收、传递与转换、电子传递光合磷酸化等反应的总称。光反应的第一步是光吸收、固定光子、电荷分离；第二步是电子传递；第三部是光合磷酸化即将电能转化为活跃的化学能。
暗反应(dark reaction) 光合作用的酶促反应，即发生在叶绿体基质中的碳同化反应。
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，具有在黑暗同化CO2为有机物的能力，所以被称为同化力。
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子所能引起的光和产物量的变化，如放出的氧分子数或固定的CO2分子数。
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所需要吸收的光量子。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。
光合单位（photosythetic unit）光合单位是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的捕光复合物与反应中心复合物。它至少包括一个聚光系统（填写色素系统）与两个作用中心（反应中心）组成。目前，多数人赞同1986年霍尔（Hall）等人提出的光合单位，在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小单位。反应中心最大的特点是直接吸收光量子或从其他色素分子传递来的激发能被激发后，产生电荷分离和能量转换。★
究竟一个光合单位包含多少个叶绿素分子，应根据光合单位的功能而定。就氧气的释放和二氧化碳的同化而言，光合单位包含2500个叶绿素分子；就吸收一个光量子而言，光合单位为300；就传递一个电子而言，光合单位为600个叶绿素分子。
光合膜（pholosynthetic membrane）它是指高等植物基粒类囊体膜，具有光合作用的能量转化功能。人们将具有这种功能的膜结构称为光合膜。在光合膜上均存在CF0-CF1—ATP 合成酶，也称偶联因子。★
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。
双光增益效应（爱默生增益效应）（Emerson enhancement effect）在用远红光照射时补加一些稍短波长的光（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。★原初反应（primary reaction）指光合作用中最初的反应，从光合色素分子被光激发到引起第一个光化学反应为此的过程，它包括光能的吸收、传递与光化学反应。原初反应的结果使反应中心发生电荷分离，从而将光能转化为电能的过程。
荧光（fluorescence）与磷光（phosphorescence）激发态的叶绿素分子回到基态时，可以光子形式释放能量。处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为荧光，而处在三线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为磷光。
激子传递（exciton transfer）激发通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，它能转移能量，但不能转移电荷。在由相同分子组成的聚光色素系统中，其中一个色素分子受光
激发后，高能电子在返回原来轨道时也会发出激子，此激子能使相邻色素分子激发，即把激发能传递给了相邻色素分子，激发的电子可以相同的方式再发出激子，并被另一色素分子吸收，这种在相同分子传递能量的方式称为激子传递。
共振传递（resonance transfer）在色素系统中，一个色素分子吸收光能被激发后，其中高能电子的振动（共振），当第二个分子的电子振动被诱导起来，就发生了电子激发能反应中心（reaction center）发生原初反应的最小单位，它是由反应中心色素分子、原初电子受体、次级电子受体与次级电子供体的电子传递体，以及维持这些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等组分组成的。
反应中心色素分子（reaction center pigment）在反应中心中的一种特殊性质的叶绿素a分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。
聚（集）光色素（light harvesting pigment）天线色素（antenna pigment），指在光合作用中起吸收和传递光能作用的色素分子，它们本身没有光化学活性。
原初电子供体（primary electron donor）反应中心色素分子是光化学反应中最先向原初电子受体供体给电子的，因此反应中心色素分子又称原初电子供体。
原初电子受体（primary electron acceptor）直接接收反应中心色素分子传来电子的电子传递体。PSＩ的原初电子受体是叶绿素分子（A0），ＰＳII的原初电子受体是去镁叶绿素分子（Ｐheo）。
光合链（photosynthetic chain）定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。★
“Ｚ”方案（“Ｚ”scheme）指光合电子传递途径由两个光系统串联起来的方案。由于此光合电子传递途径中的电子传递体是按氧化还原电位高低排列时呈侧写的“Ｚ”字形，故称此方案为“Ｚ”方案。
非环式电子传递（noncyclic electron transport）指水中的电子经PSII与PSI一直传到ＮＡＤＰ+的电子传递途径。
环式电子传递(cyclic electron transport) 一般指SPＩ中电子由经Ｆd、ＰＱ、Ｃytb/f、ＰＣ等电子传递体返回到ＰＳＩ的循环电子传递途径。
假环式电子传递（photosynthelic phosphorylation,photophosphorylation）光下在叶绿体（或载色体）中发生的由ＡＤＰ与Pi合成ＡＴＰ的反应。
光合磷酸化（photosynthetic phosphorylation, photophosphorylation）光下在叶绿体（或载色体）中发生的由ADP与Pi合成A TP的反应。★
非环式光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation) 与非环式电子传递偶联产生的磷酸化反应。在反应中，体系除生成ＡＴＰ外，同时还有ＮＡＤＰＨ的产生和氧的释放。★环式光合磷酸化（cyclic photophosphorylation）与环式电子传递偶联产生ＡＴＰ的反应。环式光合磷酸化是非光合放氧生物光能转换的唯一形式，主要在基质片层内进行。★假环式光合磷酸化（pseudocyclic photophosphory lation）与非环式传递偶联产生的AT P 的反应。此种光合磷酸化既放氧又吸氧，还原的电子受体最后又被氧所氧化。
解偶联剂(uncoupler) 能消除类囊体膜或线粒体内膜的内外质子梯度，解除磷酸化反应与电子传递之间偶联的试剂。★
光能转化效率(efficiency of light energy conversion) 光合产物中所贮存的化学能占光合作用所吸收的有效辐射能的百分率。
C3途径(C3 pathway)和C3植物(C3 plant) C3途径亦称卡尔文—本森(Calvin -Benson)循环。1946-1953年，美国洲加大学放射化学实验室M. Calvin and A. Benson等人以单细胞小球藻绿藻（chlorella）材料，利用放射同位素示踪法和纸谱色层法等方法，经10年的系统研究提出的。此项研究主持人M. Calvin 获1961年度诺贝尔化学奖。整个
循环由RuBP开始至RuBP再生结束，共有14步反应，均在叶绿体的基质中进行。全过程分为羧化、还原、再生3个阶段。由于这条光合碳同化途径中CO2固定后形成的最初产物3-磷酸甘油酸（PGA）为三碳化合物，所以称C3途径，也叫做C3光合碳还原循环(C3 photosynthetic carbon reduction cycle, C3-PCR循环)，并把只具有C3途径的植物称为C3植物。C3植物大多为温带和寒带植物，水稻、小麦、棉花、大豆、油菜等均为C3植物。★
C4途径（C4 pathway）和C4植物(C4 plant) C4途径亦称哈奇—斯莱克(M.D.Hatch and C.R.Slack, 20世纪60年代发现的)途径。整个循环由PEP开始至PEP再生结束，要经叶肉细胞和维管束鞘细胞两种细胞完成，其循环反应虽因植物种类不同而有差异，但基本上可分为羧化、还原或转氮、脱羧和底物再生4个阶段。由于这条碳同化途径CO2固定后形成的最初产物草酰乙酸（OAA）为C4-二氧化合物，所以叫做C4双羧酸途径(C4 dicarboxylic acid pathway)，简称C4途径，并把具有C4途径的植物成为C4植物。C4植物大多为热带和亚热带植物，如玉米、高粱、甘蔗、稗草、苋菜等。★
CAM途径(Crassulacean acid metabolism pathyway, CAM途径)和CAM植物（CAM plant）景天科、仙人掌科中的植物，夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，再进行CO2固定，这种与有机酸合成昼夜变化有关的光合碳代谢途径称为景天科酸代谢途径。把具有景天科酸代谢途径的植物称为CAM植物。这类植物白天气孔关闭，夜见气孔张开，所以蒸气量小，是对干旱环境的一种适应。常见的CAM植物有菠萝、剑麻、兰花、百合、仙人掌、芦荟等。★
C3—C4中间植物（C3-C4 intermediate plant）指形态解剖结构和生理生化特性介于C3植物和C4植物之间的植物。C3—C4中间型可能是由C3植物演化到C4植物的过度类型。C3—C4中间植物都含有一个含叶绿体的维管束鞘细胞层，PEPC和Rubisco两类羧化酶在叶肉细胞和维管束鞘细胞中均有分布，主要途径仍是C3途径，但具有一个“有限的C4循环”(limited C4 cycle)起着CO2浓缩作用。C3—C4中间植物CO2补偿点显著地高于C4植物，而低于C3植物，约5-40之间。C3—C4中间植物光呼吸速率和光合速率被21%氧的抑制率也介于C3植物和C4植物之间。
光呼吸(photorespiration) 植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程。由于这种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称作光呼吸。因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸，以及后者经转氨作用，形成的甘氨酸皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2光呼吸碳氧循环(C2 photorespiration carbon oxidation cycle, PCO循环)，简称C2循环。光呼吸乙醇酸代谢必需通过三种细胞器(叶绿体、过氧化物体、线粒体)完成。★
光合速率（photosynthetic rate ）亦称光合强度。通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。实际所测到的光合速率称表观光合速率（apparent photosynthetic rate ）或净光合速率(netphosynthetic rate )。如把表观光合速率加上光、暗呼吸速率，便得到总光合速率(grossphotosynthetic rate)或真光合速率(true photosynthetic rate )。
光补偿点(light compensation point) 随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于O2释放量，表现光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。★
光饱和点 (light saturation point) 当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增强而增强，这种现象称为光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为饱和点。★光抑制(photoinhibition) 当植物光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，引起光合效率降低的现象叫做光合作用的光抑制。
光合滞后期(lag phase of photosynthesis) 置于暗中的植物材料（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，并趋于稳定。从照光开始至光合速率达到稳定值这段时间，称为光合滞后期，又称光合诱导期。
CO2补偿点(CO2 compensation point) 指光合速率与呼吸速率相等时，也就是净光合速率为零时环境中的CO2浓度。
CO2饱和点（CO2 saturation point ）★当Co2达到某一浓度时，光合速率达到最大值，开始达到光合最大速率时环境中的CO2浓度称为CO2饱和点。
光合“午睡”现象（midday depression）指植物的光合速率在中午前后下降的现象。引起光合“午睡”的主要因素是大气干旱和土壤干旱。另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件也会使光合速率在中午或午后降低。
光能利用率(efficiency of solar energy utilization) 植物光合作用积累的有机物中所含的化学能占光能投入量的百分比。
(二)写出下列符号的中文名称，并简述其主要功能或作用
ATP ase（腺苷三磷酸酶adenosine triphosphatase），又叫ATP合成酶(ATPsynthetase)，也称偶联因子（couping factor）或CF1-CF0复合体。他具有合成与水解两种功能，由两个蛋白复合体组成，一个是突出于膜表面的亲水性的CF1是合成或水解ATP的部位；另一个是埋置与膜中的疏水性的CF0为质子转移的通道。ATPase有9种亚基组成，分子量为550000左右，其功能是催化ADP和Pi合成ATP，另外ATP酶还可催化逆反应，水解ATP，释放能量。★
BSC 维管束鞘细胞(bundle sheath cell)，C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，还含有Rubisco等参与C3途径的酶，BSC与相邻叶肉细胞间的胞间连丝丰富。这些结构特点有利于C4植物的叶肉细胞与BSC间的物质交换，以及光合产物向维管束的就近转运。
CAM景天科酸代谢(Crassulacean acid metabolism),景天科等植物的特殊的CO2同化方式；夜间气孔开放固定CO2产生有机酸，白天气孔关闭，细胞内有机酸脱羧释放CO2用于光合作用，这样的光合碳代谢途径使CAM植物能适应高温、干旱的环境。
Chl 叶绿素（chlorophyⅡ），是使植物呈现绿色的色素，也是最主要的光合色素，在光能吸收、传递和转化方面起重要作用。叶绿素分子通过卟林环中单键和双键的改变吸收可见光。
CF1-CF0偶联因子(coupling factor),也称CF1-CF0复合体，即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CF1，是合成或水解ATP的部位；另一个是埋置于膜中的疏水性的CF0，为质子转移的通道。★
Cy t b6/f Cyt b6/f复合体(cytochrome b6/f complex)，它作为连接PSⅠ与PSⅡ两个光系统的中间电子载体系统，含有Cy t f、Cyt b6 (2个,为电子传递体循环剂)和(Fe-s)R，主要催化的氧化PQH2和PC的还原，并把质子从类囊体膜外间质中跨膜转到膜内腔中。因此Cyt b6/f复合体又称PQH2·PC氧还酶。
DCMU 二氯苯基二甲基脲(dichlorophenyl dimethylures) ，电子传递抑制剂，一种除草剂，商品名为敌草隆(diuron)，它能抑制PSⅡ的Q B到PQ的电子传递，因而也是非环式光合磷酸化与假环式光合磷酸化的抑制剂。]
F6P 果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate)，光合碳代谢和呼吸代谢中的重要中间产物，在叶绿体中是淀粉合成的起始物，在细胞质中F6P是蔗糖合成的前体。
FBP 果糖-1,6-二磷酸(fructose-1,6-bisphosphate)，光合碳代谢和呼吸的重要的中间产物，参与淀粉和蔗糖的合成。
F6P 果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate)，光合碳代谢和呼吸代谢中的重要中间产物，在叶绿体中是淀粉合成的起始物，在细胞质中F6P是蔗糖合成的前体。
FBP 果糖-1,6-二磷酸(fructose-1,6-bisphosphate)，光合碳代谢和呼吸的重要的中间产物，参与淀粉和蔗糖的合成。
FD 铁氧还蛋白(ferredoxin)，是存在于类囊体膜表面的蛋白质。通过它的2铁-2硫活性中心的铁离子的氧化还原传递电子，是电子传递的分忿点。
(Fe-S)R Rieske铁硫蛋白，是由Rieske发现的非血红素的Fe蛋白质，它是Cyt b6/f 复合体中的电子传递体。
FNR 铁氧还蛋白-NADP+还原酶（ferredoxin -NADP+ reductase，是存在于类囊体膜表面的蛋白质。也是光合电子传递链的末端氧化酶，接收Fd传来的电子和基质中的H+，还原NADP+为NADPH。
LHC 聚光色素复合体(light harvesting pigment complext)，为色素与蛋白质结合的复合体，它接受光能，并把光能传给反应中心。
Mal 苹果酸(malate)，在C4途径中由OAA还原而成，是(C4途径和三羧酸循环等代谢中）重要的中间产物。
OAA 草酰乙酸(oxaloacetic acid)，C4途径中光合碳同化形成的最初产物。
P680、P700 分别表示PSⅡ和PSⅠ反应中心色素分子，即原初电子供体，都是由两个叶绿体a分子组成的二聚体。这里P代表色素(pigment)。680、700则代表P氧化时其吸收光谱中变化最大的波长位置是近680nm或700nm处，也即用氧化态吸收光谱与还原态吸收光谱间的差值最大处的波长来作为反应中心色素的标志。
PC质蓝素(plastocyanin),是位于类囊体膜内侧表面的含铜的蛋白质，氧化时呈蓝色。它是介于Cyt b6/f复合体与之间的电子传递成员。通过蛋白质中铜离子的氧化还原变化来传递电子。
PET磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate)，C4途径中CO2的受体，也是糖酵解中的中间产物。
PEPC磷酸烯醇式丙酮酸产羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase)，主要存在于C4植物叶肉细胞的细胞质中，催化PEP与HCO3-形成草酰乙酸的反应。
PGA 3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)，C3途径中光合碳同化形成的最初产物。
Pheo去镁叶绿素(peophytin)，叶绿素的卟啉环中的镁可被H+、Cu+、、Zn2+等所置换。当为H+所置换后，即形成褐色的去镁叶绿素，它也是PSⅡ的原初电子受体。
pmf质子动力(proton motive force)它是电化学势差与法拉第常数的比值(pmf=△μH+/F=0.0238RT△pH+△E，其单位为电势(V)。质子动力是磷酸化反应以及其它离子、分子跨膜转移的推动力。
Pn净光合速率(net photo synthetic rate)，或表现光合速率(apparent photosynthetic rate)，指实际所测到的光合速率(pross photosyntheticrate)，它等于总光合速率或真光合速率(true photosynthetic rate)减去光呼吸和暗吸吸速率。
PQ质醌(plastoquinone)，也叫质体醌，是PSⅡ反应中心的末端电子受体，也是介于PS Ⅱ复合体与Cyt b6/f复合体间的电子传递体。质体醌为脂溶性分子，在膜中含量很高，能在类囊体膜中自由移动，它是双e-和双H+传递体，在光合膜上转运电子与质子，对类囊体膜内外建立质子梯度起着重要的作用。另外，PQ库作为电子质子的缓冲库，能均衡两个光系统间的电子传递，可使多个PSⅡ复合体与多个Cyt b6/f复合体发生联系，使得类囊体膜上的电子传递成网络式地进行。质体醌与线粒体电子电子传递链上的泛醌结构不同。★PSⅠ光系统Ⅰ(photosystem Ⅰ)，高等植物的PSⅠ由反应中心、LHCⅠ、铁硫蛋白、Fd、FNR、等组成。PSⅠ的生理功能是吸收光能，进行光化学反应，产生强的还原剂，用于还原NADP+，实现PC到NADP+的电子传递。★
PSⅡ光系统Ⅰ(photosystemⅡ)是含有多亚基的蛋白复合体，它由聚光色素复合体Ⅱ中
心天线、反应中心、放氧复合体、细胞色素和多种辅助因子组成。PSⅡ的生理功能是吸收光能进行光化学反应，产生强的氧化剂，使水裂解释放氧气，并把水中的电子传至质体醌。
RuBP核酮糖-1,5-二磷酸(ribulose-1, 5-bisphosphate)，途径中的受体。★
Rubisco 即1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5bisphosphate carboxylase/oxygenase)，该酶具有双重功能，既能使RuBP与CO2起羧化反应，推动C3碳循环，又能使RuBP与O2起加氧反应，引起C2氧化循环，即光呼吸的进行。★TP 磷酸丙糖(trise phosephate)，光合作用初产物，包括甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸，也是光合产物输出叶绿体的形式。
LAI 叶面积系数(leaf area index)，指作物的总叶面积和土地面积的比值，是衡量作物群体大小的指标。
(三)问答题
1 根据光合作用的总反应式（《植物生物学》教材4-2），试述光合作用的重要意义。
答：光合作用的总反应式：CO2+H2O—→光 CH2O+O2(△G0,=480kj.mol-1)
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1摩尔CO2（12克碳）就转化贮存了约480千焦的能量，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相关，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：
⑴光合作用把无机物CO2转化为碳水化合物有机物。地球上自养植物每年同化吸收2.0×1011T碳素(6400T/S)，合成5×1011T有机物。它是地球上最大的合成有机物的生化反应绿色工厂。
⑵光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。通过光合作用所同化的太阳能为 3.0×1021J/年。它是地球上主要能量来源,而绿色植物又是地球上最大的能量转换站。
⑶光合作用中释放O2，维持了大气中CO2和O2的平衡。通过光合作用可向大气释放 5.35×1011T/年氧气.它是地球上大气中氧的源泉,也是地球上一切生命存在繁衍发展的根本源泉。而产生的臭氧层吸收紫外线的辐射保护了生命的存在和繁衍。故此，绿色植物被认为是一天然的最大的空气净化器。
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。
⑴尼尔假说尼尔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
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 。
⑵希尔反应希尔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：
这个反应称为希尔反应。此反应证明了O2的释放与CO2还原是两个不同的过程，O2的释放来自于水。
⑶18O的标记研究用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的试验，发现当标记物为H2O时，释放的是18O2，而标记物为C18O2时，在短期内释放的则是O2。这请楚的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，并且光合放洋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。
⑴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；而双光增益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种存在着两个光系统，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O2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↑)。而实际测的光合放氧的最底量子需要量为8～12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个系统，有两次光化学反应。
（3）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和NADP+的还原有关，而PSII与水的光解放氧有关。
5．根据图4—1（《植物生理学》教材图4—37）所示，简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系？★
答：根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的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，是引起水的裂解放氧，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，这两这被称为同化力。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是光和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．电子传递为何能于光合磷酸化偶联？★
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内囊体膜上的电子传递会伴随H+从基质向内囊体膜腔内转移，形成质子动力，由质子动力推动光合磷酸化的进行。
用以下实验也可以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O2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是由Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既可催化羧化反应，由可催化加氧反应，即CO2和O2竟争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O2可促进加氧反，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、光合器官有伤害作用，而光呼吸却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。
（！）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（白天和黑夜）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碳同化途径的植物？
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，线粒体和其他细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹较多，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，以及光合产物向维管束的就近运转。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植物的主要来源特征来鉴别它是属与哪类植物。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等来鉴别（参见《植物生理学》教材表4—4）。
10．试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响？
答:
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。
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。光合作用有一顶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在最高温度之间进行。
水分①直接影响水为光合作用的原料，没有水光合作用不能进行。
②间接影响水分亏缺使光合速率下降。因为缺水引起气孔导度下降，从而使水入
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。
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 O2下形成超氧阴离子自由基，对光合膜，光合器官有伤害作用。
氮素氮素是叶绿体．叶绿素的组成部分,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？
引起光合午睡现象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活性降低，进而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剧增，光抑制光合作用发生，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的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？
（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H+从7上升到9，浓度增加。较高的Ph与Mg2+浓度使等光合酶活化。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，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TD的又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半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CO2的情况下，对绿色叶片照光能观察到荧光，然后在供后给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，光合作用被抑制，叶片中被光激发的叶绿素分较多地以光的方式退激。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，使荧光猝灭。
14.为什么C4植物的光呼吸速率低？
答：⑴维管束鞘细胞中有较高的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，这就是促进了Rubisco的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。
⑵PEPC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，因此，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未释放出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。15.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：
⑴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。
⑵光合有效辐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。
⑶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。
⑷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。
⑸光合器官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。
⑹光暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中消耗。
⑺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为：：
⑴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。
⑵增加光合面积通过密植或改变株型等措施，可增大光合面积。
⑶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。
16.假定中国长江流域年总辐量为5.0×106KJ·m－2一年产量每公顷为15T的光能利用率。经济系数水稻为0.5，小麦为0.5；(含水量稻谷，小麦籽粒为3×107g忽略含水率)，干物量含能均按30T计算。试求该地区的光能利用率。二熟，水稻产量每亩1000kg; 小麦为750kg.
答：光能利用率(%)＝（光合产物中积累的能量／辐射总量）100％=3107g17.2Kj.g-1/5.0×1010KJ=100≈1.03% 光合产物中积累的能量＝；光能利用率＝
17．水的光解释放出四个电子而P680+一次只能接受一个电子，如何解释这种现象？
水的光解是由含锰的蛋白质复合物介导。该复合物中4个锰与PSⅡ的D1蛋白紧密地靠在一起。每个锰离子可以传递一个电子，4个锰离子可以连续4次，每次传递一个电子，共传递4个电子给邻近的P680+，使锰离子带正电荷。其传递路线为H2O→ Mn→Tyr→P680→Pheo→Q A→Q B。还原后，PSⅡ有可吸收一个光子，P680有被氧化，以次反复，直到H20光解。
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，
《植物的光合作用》教学设计 一、教材分析： 1、教材容 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，使教学容的组
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
验证绿叶在光下制造淀粉练习题 一、单项选择 1、关于植物制造淀粉的实验，下列说法不正确的是（） A、将天竺葵在黑暗中放置1昼夜是为了将淀粉运走耗尽 B、将天竺葵在黑暗中放置1昼夜是为了进行光合作用 C、将叶片放到酒精中，水浴加热是为了让叶片褪色 D、滴加碘液的目的是为了检验有无淀粉生成 2、下列关于光合作用意义的叙述中，不正确的是（） A、为植物自身提供营养物质和能量 B、为动物和人提供物质和能量 C、吸收二氧化碳，放出氧气，为动、植物和人的呼吸提供氧气 D 、吸收氧气，放出二氧化碳，使大气中两种气体的含量比较稳定 3、绿叶在光下制造淀粉的实验中，把天竺葵放在暗处一昼夜，其目的是（） A、有利于除去叶绿素 B、便于检验淀粉的多少 C、使天竺葵只进行呼吸，耗尽原有的淀粉便于用碘液检验 D、方便进行实验 4、做“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将实验用的叶片放在酒精中隔水加热后，实验的结果是（） A、叶片黄白色，酒精绿色 B、叶片黄白色，酒精无色 C、叶片绿色，酒精绿色 D、叶片蓝色，酒精无色
5、天竺葵叶制造有机物所需要的原料有（ A、光和二氧化碳 B、叶绿素和二氧化碳 C、有机物和氧二氧化碳 D、水和二氧化碳 6、植物进行光合作用的场所是（） A、叶绿体 B、表皮 C、叶绿素 D、细胞膜 6、在鱼缸里放养适量的金鱼藻等水草，金鱼将生活得更好，其主要原因是（） A、增加了鱼的食物C、增加了水中二氧化碳的含量 B、美化了环境D、增加水中氧气的含量 7.养鱼缸里经常要放一些新鲜的水草，这样做的主要目的是（） A、水草呼吸作用增加鱼缸内二氧化碳的含量 B、新鲜的水草可以美化养鱼缸 C、水草是鱼的重要饵料 D、水草光合作用增加鱼缸内氧气的含量 8、关于植物光合作用制造淀粉的实验，下列说法正确的 是.............. （） A .实验前天竺葵要在光亮处中放置24小时以上 B.光合作用时应确保周围空气中没有CO2，以免干扰实验 C.叶片放到酒精中加热是为了给叶片消毒 D .滴加碘酒的目的是为了检验有无淀粉生成 9.叶绿素在光合作用中的作用是（）
探究二氧化碳是光合作用的原料 一、教学目标： 知识目标：1、学会探究光合作用的原料。 2、理解光合作用的原理和方法。 能力目标：1、设计实验探究植物的光合作用-----培养学生的实验操作能力、合作意识及科学探究精神； 2、对实验现象的分析——培养学生分析问题的能力、思维能力和归纳总结能力；提高学生解决实际问题的能力。 情感目标：鼓励学生的探究行为，增强学生的自信心。 二、教学重、难点 二氧化碳是光合作用的原料探究活动。 教学准备金鱼藻，大烧杯，碳酸氢钠溶液，清水，玻璃管，橡皮 塞，短颈漏斗，木条，火柴等。 三、教学过程 （一）导入新课 （二）实验探究活动
1、提出问题二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料吗？ 2、做出假设如果改变绿色植物生长环境中的二氧化碳的浓度，那么其放出氧气的量就会发生改变。 制定计划材料用具金鱼藻，大烧杯，碳酸氢钠溶液，清水，玻璃 管，橡皮塞，短颈漏斗，木条，火柴等。 实验步骤： 按照P66页图2.1-13安装实验装置。甲烧杯内，注入碳酸氢钠溶液；乙烧杯内， 注入等量的清水。在玻璃管的正中间部位做上标记。观察并记录：（P67表） 实施计划1、将甲、乙两个实验装置放在同样地光照处。 2、各小组观察实验现象，填写记录表。 3、小组之间交流实验记录，分析实验数据。 得出结论：二氧化碳是绿色植物合成有机物的原料。 表达交流：1、各小组交流探究过程和结论。 2、你们组的实验结论于其他组的相同吗？如有不同，请分析原因。
注意事项：在实验前引导学生分析该实验的变量是什么，是否唯一，对照组的设计应该注意哪些问题。 实验反思： 发表评论 文章评论
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。
植物的光合作用复习 题
植物的光合作用复习题 一、名词解释 1、光反应与暗反应； 2、C3途径与C4途径； 3、光系统； 4、反应中心； 5、光合午休现象； 6、原初反应； 7、磷光现象； 8、荧光现象； 9、红降现象；10、量子效率；11、量子需要量；12、爱默生增益效应；13、PQ循环；14、光合色素；15、光合作用；16、光合作用单位；17、反应中心色素；18、聚光色素； 19、激子传递；20、共振传递；21、解偶联剂；22、水氧化钟；23、希尔反应；24、光合磷酸化；25、光呼吸；26、光补偿点；27、CO2补偿点；28、光饱和点；29、光能利用率；30、光合速率；31、C3-C4中间植物；32、光合滞后期；33、叶面积系数；34、共质体与质外体；35、压力流动学说；36、细胞质泵动学说；37、代谢源与代谢库；38、比集转运速率（SMTR）；39、运输速率；40、溢泌现象；41、P-蛋白；42、有机物质装载；43、有机物质卸出；44、收缩蛋白学说；45、协同转移；46、磷酸运转器；47、界面扩散；48、可运库与非运库；49、转移细胞；50、出胞现象；51、生长中心；52、库－源单位；53、供应能力；54、竞争能力；55、运输能力。 二、缩写符号翻译 1、Fe-S； 2、Mal； 3、OAA； 4、BSC； 5、CFl-Fo； 6、NAR； 7、PC； 8、CAM； 9、NADP＋；10、Fd；11、PEPCase；12、RuBPO；13、P680，P700；14、PQ； 15、PEP；16、PGA；17、Pn；18、Pheo；19、PSP；20、Q；21、RuBP；22、RubisC(RuBPC)；23、Rubisco(RuBPCO)；24、LSP；25、LCP；26、DCMU；27、FNR；28、LHC；29、pmf；30、TP；31、PSI；32、PSII。 三、填空题
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。
精品“正版”资料系列，由本公司独创。旨在将“人教版”、”苏教版“、”北师 大版“、”华师大版“等涵盖几乎所有版本的教材教案、课件、导学案及同步练习和 检测题分享给需要的朋友。 本资源创作于2020年8月，是当前最新版本的教材资源。包含本课对应 内容，是您备课、上课、课后练习以及寒暑假预习的最佳选择。 4.1 探究植物进行光合作用的场所 一、教学目标： 1. 知识目标 （1）在进行探究植物光合作用场所的活动后，理解光合作用的场所是叶绿体、主要器官是叶，从光合作用的场所这一角度了解绿色植物才能进行光合作用。 （2）理解“光合作用”这一核心概念的公式和含义。 2. 能力目标 （1）学习从观察植物图片发现并提出光合作用场所的问题，尝试对众多的问题进行分析整合、寻找问题的关键。 （2）由制定探究计划中对实验材料的巧妙选择，学习如何控制唯一变量、排除其它因素的干扰。 （3）学习不断反思和总结自己所做的探究活动及所得到的结论，在反思与总结中加深对叶的结构和光合作用场所的认知。 3. 情感态度与价值观目标 （1）通过自己的探究活动深刻认识到绿色植物才能进行光合作用，认同绿色植物在生物圈中不可替代的重要性。 （2）通过“课外延伸”活动，引导学生学以致用，利用所学探究技能探究生活的实际问题。 二、教学重点： 有序的开展探究光合作用场所活动，通过提出并分析问题、制定计划中的控制变量、实施实验并得出结论、反思探究、归纳探究等活动，学习了发现问题、分析问题、设置对照实验等科学探究的方法，揭示叶绿体才是光合作用的场所，使学生深刻理解“光合作用”这一核心概念。 三、教学难点： 引导学生观察、思考，发现问题、分析问题、设置对照、反思探究、归纳探究，学习提出问题、设置对照试验等探究方法与技能；理解光合作用的场所是叶绿体、主要器官是叶，进而正确理解“光合作用”这一核心概念的公式和含义。 教学环节教师活动学生活动
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。
第五章植物的光合作用复习题参考答案 一、名词解释 1、光反应( light reaction)与暗反应(dark reaction )：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；暗反应是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。 2、C 3途径(C 3 pathway )与C 4 途径(C 4 pathway )：以RUBP为CO 2 受体、CO 2 固定后的最初产物为PGA的光合途径为C 3途径；以PEP为CO 2 受体、CO 2 固定后 的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C 4 途径。 3、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PSI的中心色素为叶绿素a P700，PSII的中心色素为叶绿素a P680. 4、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。 5、光合午休现象(midday depression )：光合作用在中午时下降的现象。 6、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。 7、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。 8、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。 9、红降现象(red drop )：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。 10、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。 11、量子需要量(quantum requirement )：同化1分子的CO 2 或释放1分子 的0 2 所需要的光量子数目。 12、爱默生增益效应( Emerson enhancement effect)：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。 13、PQ循环(plastoquinone cycle )：伴随PQ的氧化还原，可使2H+从间质移至类囊体膜内空间，即质子横渡类囊体膜，在搬运2H+的同时也传递2e至Fe-S，PQ的这种氧化还原往复变化称PQ循环。 14、光合色素(photosynthetic pigment)：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。 15、光合作用(photosynthesis )：绿色植物吸收光能，同化C0 2和H 2 0，制 造有机物质，并释放0 2 的过程。 16、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。 17、反应中心色素(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。
生物一轮复习:光合作用实验设计学案 一、光合作用的探究历程 1、海尔蒙特实验结论： 2、普里斯特利实验结论： 3、萨克斯实验 实验步骤：暗处理（目的：） （自变量：） （目的：） （检验产物：） 实验现象： 结论： 变式实验： 某生物小组利用银边天竺葵（叶片边缘部分的细胞中无叶绿体，呈白色）进行了如下实验： ①将银边天竺葵放在黑暗处一昼夜。 ②用不透光的黑纸片从上下两面遮盖在图中C处；用装 有固体氢氧化钠（氢氧化钠可以吸收二氧化碳）的透明 塑料袋将部分枝叶密封。把天竺葵放在光下照射几小时 后，摘下叶片M、N，去掉遮光的黑纸片。 ③将叶片M、N放入装有某溶液的烧杯里，隔水加热，脱 去叶片中的叶绿素。 ④把经过脱色的叶片放入清水中漂洗。 ⑤将漂洗后的叶片放在培养皿里，滴加碘液，观察叶片颜色变化。 请分析回答： ⑴实验前将植株放到黑暗环境中的目的是。 ⑵实验中用于脱色的某溶液是。 ⑶滴加碘液后，发现只有B处变成蓝色，A、C、D处均未变蓝色。则 比较A、B两处，可以说明。 比较B、C两处，可以说明。 比较B、D两处，可以说明。 4、恩格尔曼实验（课本P100） 问题探讨： 1、恩格尔曼为什么采用水绵作为实验材料？ 2、实验中好氧细菌的作用是什么？ 3、为什么甲组要放在没有空气的黑暗环境中? 实验结论：
5、美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法） 第一组向植物提供，释放氧气是 第二组向植物提供，释放氧气是 结论： 6、卡尔文循环 用标记CO2，探究碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。光合作用的总反应式： 二、绿叶中色素的提取和分离（课本P97） 1、实验原理：提取原理 分离原理： 2、方法步骤： ①提取绿叶中的色素 二氧化硅的作用：，碳酸钙 ②制滤纸条 ③滤液画线 ④色素分离：（层析液不要没过滤液细线，且用培养皿盖盖上烧杯） ⑤观察结果： 3、问题探讨: (1、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？ (2、为什么秋天叶子会变成红色？ (3、大棚种植蔬菜所用的薄膜为什么一般采用无色透明的？ 4.知识拓展：其他与色素有关的知识 ?1、____是叶绿素合成的必要条件。 ?2、叶绿素的合成都需要_____的催化。 ?3、_______是构成叶绿素的成分。 ?4、__________中的色素通常与光合作用无关。 处理 A B C SiO2（少量）+ + + CaCO3（少量）－+ + 95%乙醇（10毫 + －+ 升） 蒸馏水（10毫升）－+ －
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
绿色植物光合作用的知识和实验，是生物学的重要内容。这部分知识比较抽象，难以理解。同时本节中又有重要的科学方法教育内容，如学习设计探究实验，控制单一实验变量，利用对照实验结果得出科学实验结论。 绿色植物通过光合作用制造有机物 ——光合作用的产物 一、设计思路： 绿色植物光合作用的知识和实验，是生物学的重要内容。这部分知识比较抽象，难以理解。同时本节中又有重要的科学方法教育内容，如学习设计探究实验，控制单一实验变量，利用对照实验结果得出科学实验结论。利用学生的乐于动手实验的特点，引导组织学生，积极进行讨论交流设计探究实验，本节课利用探究实验的几个步骤作为主线，层层深入引导学生自主完成实验，从中获得探究实验设计的经验，经历实验探究的过程，归纳出绿色植物光合作用的产物和光是光合作用的必要条件的结论。 二、教学目标： 1、知识方面：知道淀粉是光合作用的产物；光是光合作用的必要条件。 2、能力方面：会利用探究实验的方法解决问题；能够灵活运用对照实验的方法。 3、情感方面：确立实事求是的科学态度；养成与他人合作交流的习惯；树立利用实验的方法探求知识。 三、教学重点：
1、设计探究“淀粉是光合作用的产物”的实验； 2、设计“光是光合作用的必要条件”的探究方案。 四、教学难点： 1、设计探究淀粉是光合作用的产物；光是光合作用的必要条件的探究方案。 2、探究实验的实验操作过程。 五、教学方法： 实验法、讨论法、讲解法。 六、教具、学具准备： 课件、经过暗处理和光照以后的叶子、酒精灯、大小烧杯、三角架及石棉网、培养皿、碘液 七、课件设计思路： 利用提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论为主线贯穿始终。 八、教学过程： （一）运用生活事例，引出学习课题 很高兴和同学们共同探讨生物的奥秘。大家请看大屏幕：屏幕上所展示的
《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。
课时训练(九) 绿色植物的光合作用 (限时:30分钟) |基础达标| 1.[2018·临沂]在探究“绿叶在光下制造有机物”时,黎明同学对实验过程和结果的分析错误的是 ( ) 图K9-1 A.甲是为了消耗掉叶片中原有的淀粉 B.丙中b烧杯中的酒精可溶解叶绿素 C.丁中叶片滴加碘液后c遮光部分变蓝 D.实验结论是绿叶在光下能制造淀粉 2.光合作用的发现是众多科学家不断实验探索的结果,下列有关实验的表述,正确的是( ) 图K9-2 A.海尔蒙特的实验说明,柳树生长增重的物质来自土壤和水 B.普利斯特利的实验证明,植物每时每刻都能更新污浊的空气
C.萨克斯的实验中,照光后的叶片放入盛有酒精的小烧杯中直接加热,脱色后呈黄白色 D.萨克斯的实验中,脱色后再用碘蒸气熏蒸黄白色的叶片,见光部分呈蓝色,遮光部分不变蓝 3. [2018·台州]某同学将天竺葵放在暗处一段时间后,用铝箔把一张叶片的一部分遮光,经光照、褪色、漂洗,再滴上碘液,发现整张叶片呈棕黄色。出现这种现象的原因可能是( ) A.褪色时间过短 B.光照时间过短 C.植株在暗处时间过短 D.铝箔遮光不严 4.[2017·枣庄]马铃薯露出地面的部分常常会变成绿色,而地下部分则不会。下列是为探究叶绿素是否只有在光下才能合成而进行的实验设计,符合要求的是( ) A.甲组置于光照高温环境,乙组置于黑暗低温环境 B.甲组置于光照环境,乙组置于黑暗环境 C.甲组用弱光照射,乙组用强光照射 D.甲组光照时间长,乙组光照时间短 5.[2017·太原]绿色植物的光合作用过程可用下边的式子表示,其中的物质X和物质Y分别是( ) X+水有机物+Y A.氧气和二氧化碳 B.淀粉和氧气 C.二氧化碳和氧气 D.二氧化碳和淀粉 6.[2018·十堰] 2017年十堰当选魅力中国城,“蓝天白云青山绿水”是十堰特色,夏季走进青山绿水的怀抱,我们感到清新凉爽,这主要与植物的什么生理作用相关( ) A.光合作用、呼吸作用 B.光合作用、蒸腾作用 C.呼吸作用、蒸腾作用 D.植物的碳、氧平衡 7.[2018·广东]有人说:“包括人类在内的其他生物是‘攀附’着植物的茎蔓才站在这个星球上的。”依据是光合作用( ) ①消耗二氧化碳②产生氧气③消耗水④产生有机物 A.①③ B.②③
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
植物光合作用教案设计 一、教学目标： 1.知识目标： （1）说明绿色植物的细胞在光下能够制造淀粉，同时释放氧气。（2）说明二氧化碳和水是绿色植物的细胞进行光合作用的原料。（3）阐明绿色植物的光合作用。 2.技能目标： （1）能够按照实验目的和要求设计实验。 （2）通过认真观察实验现象，得出实验结论。 3.情感目标： （1）在实验过程中培养学生的动手、动脑能力，提高生物素质。（2）培养学生更加关爱大自然，关爱绿色植物。 二、教学重点与难点： 重点： （1）说明绿色植物的细胞在光下能够制造淀粉，同时释放氧气。
（2）说明二氧化碳和水是绿色植物的细胞进行光合作用的原料。 难点：光合作用产生淀粉和释放出氧气的实验操作。 三、教学准备： 1.把两株蚕豆植株提前一昼夜放到黑暗处。 2.准备实验必需的器材。 3.视频:（1）植物生长需要阳光；（2）植物的光合作用需要光。 4、FLASH：（1）光合作用产生淀粉实验；（2）光合作用产生氧气；（3）光合作用需要二氧化碳实验；（4）绿叶在光下产生氧气的实验；（5）光合作用方程式。 四、教学过程： 1.导入新课 [播放视频]：植物生长需要阳光（2个）。 [引言]：绿色植物是一个巨型的生产有机物的天然“工厂”，能在光照条件下，利用二氧化碳和水作为原料生产出产量巨大的有机物，养活地球上几乎所有的生物。那么，绿色植物光合作用的主要产物是什么呢？ [讲述]：让我们通过《绿叶在光下制造淀粉》的实验来证明光合作用产生淀粉。
[自学]：实验的操作步骤。 2.进行实验：绿叶在光下制造淀粉。 [思考题]： （1）对叶片为什么要暗处理？ （2）对叶片为什么要遮光？怎样遮？ （3）遮光后为什么又照光？ （4）酒精脱色到什么程度？脱色的目的是什么？ （5）第一次漂选的目的是什么？ （6）根据呈现的不同颜色能判断叶在光下制造的是什么物质吗？ （7）第二次漂洗的目的是什么? （8）此实验说明了什么？ 全班交流，共同理解实验的理论基础，学生讨论时巡回指导，进行指点。[播放FLASH]：光合作用产生淀粉实验。 [实验]：在了解理论知识的基础上，进行实际操作，以四人为一小组把课前处理过的蚕豆按操作步骤实施。