光合作用光反应场所
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高中光合作用各阶段反应式光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质变化)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量变化)。
反应式场所:类囊体薄膜2H2O—光→ 4[H]+O2ADP+Pi(光能,酶)→ATP暗反应新称碳反应场所:叶绿体基质CO2+C5→酶C32C3+[H]→(CH2O)+C5+H2O总方程6CO2+6H2O(光照、酶、叶绿体)→C6H12O6(CH2O)+6O2二氧化碳+水→(光能,叶绿体)有机物(储存能量)+氧气名词解释(CH2O)表示糖类 C6H12O6为葡萄糖光反应光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+,使它还原为NADPH。
电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。
暗反应暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。
由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和NADPH的提供,故称为暗反应阶段。
其中CH2O表示糖类。
1.光反应阶段光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。
光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。
暗反应阶段光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。
暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。
光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。
光合作用的机理 : 光合作用是一个很复杂的过程,它至少包含几十个步骤,大体上可分为原初反应、同化力形成和碳同化3大阶段。
原初反应包括光能的吸收、传递和电荷的分离;同化力形成是原初反应所引起的电荷分离,通过一系列电子传递和反应转变成生物代谢中的高能物质腺苷三磷酸ATP和还原辅酶ⅡNADPH;碳同化是以同化力ATP和NADPH 固定和还原CO2形成有机物质。
专题06 光合作用1.(2022·北京高考)2. 光合作用强度受环境因素的影响。
车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。
据图分析不能得出( )A. 低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高B. 在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C. CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小D. 10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高【答案】D【解析】【分析】由题图分析可得:(1)图中所展现有两个影响光合速率的因素:一个是CO2的浓度,另一个是温度。
(2)当温度相同时,光合速率会随着CO2的浓度升高而增大;当CO2的浓度相同时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小。
(3)当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小,A正确;B、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃,可以表明在一定范围内,CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高,B正确;C、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,光合速率随温度的升高而改变程度不大,光合速率在温度的升高下,持续在数值为10处波动,而CO2浓度为其他数值时,光合速率随着温度的升高变化程度较大,曲线有较大的变化趋势,所以表明CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小,C正确;D、分析题图可知,10℃条件下,CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时,光合速率有显著提高,而370μL·L-1至1000μL·L-1时,光合速率无明显的提高趋势,而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时,两者光合速率数值接近同一数值,所以不能表明10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高,D错误。
请用恰当的形式总结光合作用的原料、条件、场所和
产物
请用恰当的形式总结光合作用的原料、条件、场所和产物。
参考答案:
光合作用的原料是二氧化碳和水,条件是光,场所是叶绿体,产物是氧气和有机物。
解析:
光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
所以,光合作用的原料是二氧化碳和水,条件是光,场所是叶绿体,产物是氧气和有机物。
光合作用练习一、选择题1.(2011·浙江卷)下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是( D )A.破坏叶绿体外膜后,O2不能产生B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D.离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反应解析:光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜,破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行,仍然会有O2产生,A项错误。
植物叶片在衰老过程中,部分色素(如叶绿素)遭到破坏,各种色素的比例发生改变:叶绿素含量相对减少,叶黄素和胡萝卜素含量相对增多,B 项错误。
与夏季相比,冬季温度较低,低温直接影响光合作用所需酶的活性,温度是影响光合速率的主要原因,C项错误。
暗反应的场所是叶绿体基质,暗反应所需条件为ATP、[H]、CO2,所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反应,D项正确。
2.(2011·江苏卷)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。
将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是( B )A.光吸收差异显著,色素带缺第2条B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条C.光吸收差异显著,色素带缺第3条D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条解析:叶绿体中主要含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素,其中叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,而叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光;四种色素在进行色素分离时,在滤纸条上从上至下的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
3.光合作用中,不在叶绿体基粒的囊状薄膜上进行的是( C )A.ADP变成ATP B.氧气的生成C.CO2的固定和还原 D.[H]的产生解析:CO2的固定和还原在叶绿体基质中进行。
4.(2011·新课标卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是( B )A.光反应强度升高,暗反应强度降低B.光反应强度降低,暗反应强度降低C.光反应强度不变,暗反应强度降低D.光反应强度降低,暗反应强度不变解析:镁是构成叶绿素的重要成分,缺镁植物不能合成叶绿素。
2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案:第三章 第五节 光合作用(含答案)1.叶绿体是进行光合作用的场所,叶绿体中所含的光合色素有叶绿素(叶绿素a 和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素 等);叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。
2.不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散得快,反之则慢。
3.光合作用的光反应和碳反应两个阶段同时进行,相辅相成。
光反应为碳反应提供NADPH 和A TP ;碳反应利用A TP 和 NADPH ,促进光反应的进行。
光反应的场所是类囊体薄膜, 产物是O 2、NADPH 和A TP ;碳反应在叶绿体基质中进行,产 物是糖类等有机物,但蔗糖在叶绿体外合成。
4.当光照突然减弱时,短时间内C 3(三碳酸)含量上升,C 5(RuBP) 含量下降。
当CO 2含量减少时,短时间内C 5(RuBP)含量上 升,C 3(三碳酸)含量下降。
5.光合速率受光强度、温度和二氧化碳浓度等因素的影响。
在 其他条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光强度提高而加快。
对应学生用书 P60光合色素的提取和分离 1.原理绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%乙醇中。
不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。
2.实验用品及作用[连线]3.实验流程提取色素⎩⎪⎨⎪⎧新鲜叶片烘干粉碎后,取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2~3 mL95%乙醇→研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条:将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm的滤纸条,并在一端剪去两角↓铅笔画线:在距去角一端1 cm 处用铅笔画 一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧用毛细吸管吸取少量滤液↓画线:沿铅笔线均匀地画出一条细线 ↓待滤液干后,重复画细线2~3次↓色素分离⎩⎪⎨⎪⎧①倒入试管3 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③棉塞塞紧试管口↓观察结果:滤纸条上色素带有四条,如下图乙所示:[巧学妙记]四种光合色素在滤纸上自上而下的分布依次是“胡叶ab ”。
易错点07 关于光合作用光反应和暗反应关系分析光合作用相关知识是高考命题必考的内容之一,光合作用光反应和暗反应的关系常常以选择题或非选择题形式考查。
这类试题丢分的原因有对光合作用光反应和暗反应的内在联系不理解、对题目新情境有效信息获取能力和分析能力薄弱、对原因依据类表达逻辑混乱等。
在复习备考中,需要对比光合作用光反应和暗反应区别与联系,同时进行专项练习巩固,提高理解能力、获取信息能力和表达能力,注意避开易错陷阱,才能从容应对这类题。
易错陷阱1:光反应和暗反应的场所。
误以为光合作用只能在叶绿体进行;误以为液泡和叶绿体的色素均参与光合作用;误以为叶绿体内膜和外膜参与光合作用。
误以为离体的叶绿体不能进行光合作用。
易错陷阱2:光反应和暗反应的条件。
误以为暗反应在无光条件下可以长期进行;误以为暗反应必须在暗处进行。
易错陷阱3:骤然改变某个因素对光反应和暗反应产物的影响。
忽视光反应与暗反应的联系,即光反应产物NADPH和ATP对C3还原中的作用、忽视暗反应产物ADP和NADP+对ATP 和NADPH形成的影响造成分析错误。
例题1、(2021湖南省·T18)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。
回答下列问题:(1)图b表示图a中的______结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为______和A TP中活跃的化学能。
若CO2浓度降低.暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会______(填“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。
叶绿体A:双层膜结构完整叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6据此分析:①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以_________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用,得出该结论的推理过程是_________。
光合作用光反应场所
光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有机物,同时释放氧的过程。
1、光反应
场所:基粒的类囊体薄膜上。
条件:光、色素、酶、水、adp、pi。
adp+pi+能量→atp。
能量转变:光能转化成atp中活跃的化学能。
2、暗反应
场所:叶绿体基质中。
条件:酶,[h],atp,co2,c5。
能量转化:atp中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。
光反应与暗反应的联系:光反应为暗反应提供更多[h],和能量,暗反应为光反应提供更多制备atp的原料。
6co2+6h2o(光照、酶、叶绿体)→c6h12o6(ch2o)+6o2。
光合作用速率外部因素
一、光照
1、光强度对光合作用的影响
光强度-光合速率曲线
黑暗条件下,叶片不展开光合作用,只有呼吸作用释放出来。
随着光强度的减少,无机速率也可以适当提升;当到达某一特定光强度时,叶片的无机速率等同于呼吸速率,即为二氧化碳吸收量等同于二氧化碳释放出来量。
当少于一定的反射率,无机速率的减少就可以转慢。
当达至某一反射率时,无机速率不再减少,即光饱和点。
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。
2、光质对光合作用的影响
太阳辐射中,只有可见光部分才能被光合作用利用,光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体吻合。
二、二氧化碳
1、二氧化碳-光合速率曲线
二氧化碳就是光合作用的原料,对无机速率影响非常大。
二氧化碳-无机速率曲线与反射率曲线相近。
2、二氧化碳的供给
二氧化碳主要就是通过气孔步入叶片,强化通风或设法施肥量二氧化碳能够明显提升作物的无机速率,对碳三植物尤为显著。
三、温度
无机过程的暗反应就是由酶催化剂的生物化学反应,受到温度的猛烈影响。
四、水分
水分亏缺减少无机的主要原因存有
1、气孔导度下降。
2、光合产物输入减慢。
3、光合机构受损。
4、无机面积拓展损坏。
五、矿质营养
矿物营养在光合作用中功能广为:
1、叶绿体结构的组成成分。
2、电子传递体的关键成分。
3、磷酸基团的重要作用。
4、活化或调节因子。
六、光合速率的日变化
一天中的环境因子在不断变化,这些变化可以并使无机速率出现日变化,其中反射率日变化对无机速率日变化影响最小。