绿色植物的物质和能量的转换

螺旋藻的光合作用和光能转换机制螺旋藻是一种绿色植物，是光合生物之一，它能够利用太阳能进行光合作用，将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气，同时释放出大量的能量。

螺旋藻的光合作用是一个非常复杂的过程，其中包含了许多生物化学反应和光能转换机制。

光合作用的基本过程是：光能经过叶绿素等受体分子的吸收后，激发了电子。

这些激发的电子通过呼吸链等一系列的生物化学过程，最终被转化为ATP等能量物质，同时还产生了氧气和有机物质。

但是，整个光合作用的过程是非常复杂的，它涉及光能转换、电子传递、膜生物化学等一系列的生物学、化学和物理学的知识。

螺旋藻的光合作用主要发生在叶绿体中，其中包含了许多光合作用的酶和结构分子。

螺旋藻的光合作用的初始阶段是光能的捕获，也就是让叶绿素等色素特异地吸收光能，产生能量激发。

随后，被激发的电子被传递到叶绿体中的反应中心中，这里面含有叶绿素A分子。

反应中心负责将激发电子聚集起来，使其进入呼吸链等后续过程。

另外，螺旋藻的光合作用还包括了一个非常重要的光能转换过程，即光合作用中的光合成。

光合成是指将光能转化为化学能的过程，将二氧化碳和水分解成有机物质，这是螺旋藻光合作用的最终目的。

而光合成的反应分两步进行，一步是光束反应，另一步是碳反应。

光束反应发生在叶绿体的两层膜之间，其中包含了光合作用受体分子的呈螺旋形排列，在这个过程中，激发了电子通过电子传递链的过程，能量得到了充分的转化和传递。

而碳反应则发生在叶绿体中原有的固定碳的生产过程中，其主要作用是利用ATP等能量物质来制造有机物质，这个过程又被称为Calvin循环。

总的来说，螺旋藻的光合作用是一个非常复杂的过程，涉及许多生物化学反应和光能转换机制。

其中，在光束反应和碳反应等过程中，螺旋藻利用了光能的转换机制，通过电子传递等生物化学反应，最终将光能转化为ATP等能量物质，同时还制造了大量的有机物质和氧气。

这些产物对于螺旋藻的生存和繁殖，有着非常重要的作用，而对于人类来说，这些产物则具有丰富的应用价值，比如说我们日常吸入的氧气以及食品生产过程中提纯的有机物质，都与螺旋藻的光合作用密切相关。

人教(2019)高三生物一轮复习检测题(十)影响光合作用的环境因素及其应用一、单项选择题1．(2021·绍兴模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确的是()A．过程①产生NADH，过程③消耗NADPHB．过程①发生在叶绿体中，过程③发生在线粒体中C．若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重增加D．过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④与吸能反应相联系解析：D过程①产生的是NADPH，而过程③产生和消耗的是NADH，A错误；过程①为光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上；过程③为有氧呼吸或无氧呼吸过程，其中有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸发生在细胞质基质，B错误；若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重不一定增加，因为植物还有部分细胞不能进行光合作用，同时也要通过细胞呼吸消耗有机物，C错误；过程③中ATP的合成需要消耗能量，往往与放能反应相联系；过程④是ATP的水解，释放能量，往往与吸能反应相联系，D正确。

2．(2021·广东二模)研究人员测定某植物某天白天净光合速率的变化，结果如图所示。

下列分析正确的是()A．在6时，叶肉细胞中合成ATP的细胞器只有线粒体B．11～13时部分气孔关闭，叶绿体中NADPH和C5的含量均升高C．一天中，叶肉细胞内有机物积累最多的时刻是15时D．在18时，线粒体内膜产生的CO2全部被叶绿体内的类囊体固定解析：B在6时光合速率等于呼吸速率，此时叶肉细胞合成ATP的细胞器有叶绿体和线粒体，A错误；11～13时部分气孔关闭，CO2的吸收减少，则C3的合成减少，叶绿体中NADPH和C5的含量均升高，B正确；净光合速率大于0，有机物积累，则一天中叶肉细胞内有机物积累最多的时刻是18时，C错误；线粒体内膜产生的是水，产生CO2的场所在线粒体基质，且CO2固定的场所在叶绿体基质，D错误。

3．(2021·阳泉三模)如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化，下列说法正确的是()A．若A代表二氧化碳释放量，B点对应的光照强度等于0时，若提高大气中二氧化碳浓度，D点不移动B．若A代表二氧化碳吸收量，B点对应的光照强度大于0时，CD段和DE段的限制因素分别是呼吸速率和光照强度C．若A代表氧气吸收量，可以判断D点开始进行光合作用D．若A代表氧气释放量，B点对应的光照强度一定不等于0，D点表示植物的净光合强度为0解析：D若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光补偿点增大，即D点右移，A错误；若A代表CO2吸收量，CD段随光照强度增加而吸收速率降低，即净光合速率下降，限制因素可能是温度等，B错误；若A代表O2吸收量，D点表示光补偿点，此时光合作用等于细胞呼吸，则光合作用从D点以前就已经开始，C错误；若A代表O2释放量，即可以表示净光合速率，则B点对应的光照强度一定不等于0，D点表示光补偿点，植物的净光合作用强度等于0，D正确。

绿色植物的呼吸作用
绿色植物呼吸的作用在于将氧气分解成二氧化碳、水和其他的物质，植物的呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸是指吸收氧气生成葡萄糖，而无氧呼吸最重要的物质是酶，植物会在无氧呼吸下将少量物质和酶转换成酒精。

绿色植物呼吸的作用
植物的呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸通常会生成葡萄糖，无氧呼吸通常会生成酒精，那绿色植物的呼吸作用是什么呢。

绿色植物会在光合作用下吸收氧气，然后将氧气分解成二氧化碳、水和其他的物质。

有氧呼吸和无氧呼吸最大的区别在于转换生成的物质不同，有氧呼吸是高等动物或植物呼吸的主要形式，无氧呼吸过程中不需要氧气，多发生在植物身上。

绿色植物呼吸时会将吸收进去的气体，转换成可利用的能量。

呼吸作用对植物体本身的意义在于能分解出有机物，植物进行呼吸作用时最重要的物质是酶，酒精发酵的过程也能称为无氧呼吸，苹果之所以会腐烂，是因为它的果皮接受到了氧气，在自我进行无氧呼吸。

绿色植物白天和夜晚都会进行呼吸，进行呼吸作用时有氧呼吸比无氧呼吸产生的能量多，这是因为有氧呼吸是转换氧气形成的，而氧气中的物质较多。

有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进行的，很久之前动植物的呼吸形式只有无氧呼吸。

光合作用是将什么能转化为什么能光合作用的意义在于，它是食物来源，能量来源，以及维持碳氧稳定。

光合作用的实质是：物质上,将无机物转换成有机物；能量上,将活跃的化学能转化为稳定的化学能。

一、光合作用的意义
一、完成了物质转化：把无机物转化成有机物，一部分用来构建植物体自身，一部分为其它生物提供食物来源，同时放出氧气供生物呼吸利用。

二、完成了能量转化：把光能转变成化学能储存在有机物中，是自然界中的能量源泉。

三、绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，促进了生物圈的碳氧平衡。

二、光合作用的概念
光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。

同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。

植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。

通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。

对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关
键。

而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

植物光合作用与氧气产生光合作用是指绿色植物通过吸收太阳能，利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的化学过程。

该过程发生在植物的叶绿体中，是地球上生物体能够生存和繁衍的基础。

植物光合作用的反应方程式如下：6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2在这个反应方程中，二氧化碳（CO2）是通过气孔从大气中进入植物叶片的，水分（H2O）则通过根部吸收并通过细胞的导管系统运输到叶片。

而光照作为光合作用的能量来源，通过叶绿体中的色素分子吸收后，将能量转化为植物所需的化学能。

植物光合作用由两个阶段组成：光反应和暗反应。

光反应发生在叶绿体的类囊体上，它包括两个重要的过程：光能的吸收和光能的转化。

光能的吸收是通过叶绿体中的色素分子完成的，其中最主要的是叶绿素。

当光线照射到叶绿体时，叶绿体中的色素吸收光的能量并将其传递给反应中心的特殊分子，这些分子能够将光能转化为化学能。

暗反应之前的这个过程称为光能转化。

在光反应的过程中，光能的转化主要涉及两个反应：光解水反应和光合电子传递反应。

光解水反应指的是，在光照条件下，光合作用过程中的水分子被分解成氧气和氢离子（H+）。

而光合电子传递反应是指光能被转化为化学能的过程，其中光能被用来转移负电荷的电子。

光反应所产生的光合电子传递链上的电子，随后进入到暗反应中，参与到固定二氧化碳的过程中。

暗反应是光合作用的第二个阶段，发生在叶绿体的基质中。

在暗反应中，通过鲜活叶片的光照条件，固定二氧化碳，产生光合产物葡萄糖（C6H12O6）。

暗反应的核心是卡尔文循环，该循环由一系列的酶催化反应组成，包括碳酸酶催化的鲜活叶片中CO2的固定和巯基辅酶催化的C3和C6的合成。

在卡尔文循环中，通过一系列复杂的化学反应，二氧化碳被还原为葡萄糖，同时产生还原剂NADPH和ATP，这两种化合物是暗反应所需的能量来源。

而在光合作用的过程中，最重要的一个副产物是氧气。

当光解水反应发生时，产生的氧气被释放到大气中。

初一生物绿色植物通过光合作用制造有机物试题答案及解析1.温室大棚栽培蔬菜时，夜间常常适当降低大棚内的温度，其最主要的目的是A．降低温度可以减少病虫害的发生B．温度降低，呼吸作用减弱，有机物消耗减少C．温度降低，蒸腾作用减弱，减少水分的散失D．温度降低，光合作用增强，有机物积累量多【答案】B【解析】温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性．一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强．根据温度对呼吸强度的影响原理，夜间，蔬菜不能进行光合作用，还要进行呼吸作用，菜农常会适当降低蔬菜大棚内的温度，使蔬菜的呼吸作用减弱，以减少呼吸作用对有机物的消耗，提高蔬菜的产量．【考点】光合作用原理在生产上的应用。

2.金鱼缸里放些水草有利于金鱼的生长，这主要是由于水草能够A．提供饵料B．吸收二氧化碳，制造氧气C．吸收氧气，放出二氧化碳D．抑制水中细菌的生长和繁殖【答案】B【解析】绿色水草放在金鱼缸里可以进行光合作用，由分析可知光合作用能够产生氧气，因此能增加鱼缸中氧气的含量，为金鱼提供充足的氧气以促进其长时间的存活，因此在金鱼缸中放一些新鲜绿色水草，主要目的是增加水中氧的含量，故选B。

【考点】本题考查的是光合作用的意义。

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【答案】D【解析】该实验的方法步骤：暗处理→部分遮光、光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色→分析现象，得出结论．A、实验前应将盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜，目的是为了让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗，这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，而不能是叶片在实验前贮存．该选项的说法是正确的．B、把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热．原因是，因为酒精是易燃、易挥发的物质，直接加热容易引起燃烧，使用水对酒精进行加热，起到控温作用，以免酒精燃烧发生危险．目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素，叶片变成黄白色．便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应．该选项的说法是正确的．C、部分遮光用不透光的黑纸或铝箔把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射．是为了设置对照．此实验中的变量是光照．目的：看看照光的部位和不照光的部位是不是都能制造淀粉．这样做就确定绿叶中的淀粉只有在光下制造的，黑暗中不能光合作用．该选项的说法是正确的．D、观察现象之前，用清水冲掉碘液的目的是碘液本身有颜色，去掉碘液颜色的干扰，便于观察叶片颜色的变化，使实验现象明显．该选项的说法是错误的．【考点】绿色植物在光下制造有机物的实验4.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．细胞核【答案】A【解析】绿色植物细胞的叶绿体内含有叶绿素，是光合作用的场所，通过光合作用，把细胞内的二氧化碳和水合成有机物，并产生氧，将光能转变为化学能贮存在有机物中；因此光合作用的场所是叶绿体，线粒体是有氧呼吸的场所，细胞壁有保护和支持作用，细胞核含有遗传物质．【考点】绿叶在光下制造有机物5.归纳法是生物学学习的重要方法,通过对生物体结构的了解,你会发现,生物体的结构总是与功能相适应的。

光合作用是把什么能转化为什么能
绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气
的过程，称为光合作用。

光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释
放出能量。

1 光合作用能量转换绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能，贮存
在植物体中。

能量转化
光反应:叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP
中
碳反应（暗反应）:ATP 中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能
植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的
有机化合物中。

每年光合作用所同化的太阳能约为3x10 J，约为人能所需能量的10 倍。

有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。

光合作用的光抑制：
光照不足会成为光合作用的限制因素，光能过剩也会对光合作用产生不利
影响。

当光合机构接受的光能否超过所能利用的量时，会引起光合速率降低
的现象。

1 光合作用的发展17 世纪荷兰科学家Van Helmont 进行柳树盆栽试验。

证明柳树生长所需的。