高三生物第一节 光合作用人教版知识精讲.doc

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1、用心 爱心 专心 高三生物高三生物第一节第一节 光合作用光合作用人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容： 第一节 光合作用 二. 学习重点： 1. 光合作用过程中，光能的转换过程。 2. C4植物光合作用的特点 三. 学习过程： 光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程。从能量方面看，光 合作用将光能最终转换成稳定的化学能。从物质方面看，光合作用包括水在光下分解并释 放出氧气，二氧化碳的固定和还原，以及糖类等有机物的形成。人们要想提高农作物的光 合作用效率，就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入的研究。 （一）光能在叶绿体中的转换 光能在叶绿体

2、中的转换，包括以下三个步骤：光能转换成电能；电能转换成活跃的化 学能；活跃的化学能转换成稳定的化学能。其中，第一步和第二步属于光反应阶段，第三 步属于暗反应阶段。在上述过程中，二氧化碳和水最终转化成糖类等有机物并且释放出氧， 稳定的化学能就储存在糖类等有机物中。 1. 光能转换成电能 （1）光合色素：叶绿体内类囊体薄膜上的色素，可以分为两类： 吸收和传递光能的作用：包括全部的叶绿素 b、胡萝卜素和叶黄素，以及绝大多数的 叶绿素 a； 吸收光能并将光能转换成电能：少数处于特殊状态的叶绿素 a。 （2）转化过程：这种特殊状态的叶绿素 a 在光的照射下，可以得失电子，从而将光能 转换成电能。 叶绿素

3、 a 被激发而失去电子（e），最终传递给 NADP+（中文简称是辅酶）。 失去电子的叶绿素 a 变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生 成氧分子和氢离子（H+），叶绿素 a 由于获得电子而恢复稳态。 2. 电能转换成活跃的化学能 （1）随着光能转换成电能，NADP+得到两个电子和一个质子，就形成了 NADPH。 （2）叶绿体利用光能转换成的另一部分电能，将 ADP 和 Pi 转化成 ATP。 这一步骤形成的 NADPH 和 ATP，由于富含活跃的化学能，很容易分解并释放出能量， 供暗反应阶段中合成有机物利用。NADPH 还是很强的还原剂，可以将二氧化碳最终还原 成糖类等有机物

4、，自身则氧化成 NADP+，继续接受脱离开叶绿素 a 的电子。 3. 活跃的化学能转换成稳定的化学能 在暗反应阶段中，二氧化碳被固定后形成的一些三碳化合物（C3），在有关酶的催化 作用下，接受 ATP 和 NADPH 释放出的能量并且被 NADPH 还原，再经过一系列复杂的变 化，最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物。这样，活跃的化学能就转换成稳定的化学 能，储存在糖类等有机物中。 （二）C3植物和 C4植物 1. C3植物和 C4植物的概述： C3植物：将 CO2固定后直接形成 C3的途径叫做 C3途径，将具有 C3途径的植物叫做 C3植物。如小麦、水稻等大多数绿色植物。 用心 爱心 专心

5、C4植物：将 CO2中的 C 首先转移到 C4中，然后才转移到 C3中。这种固定 CO2的途径 叫做 C4途径，将这类具有 C4途径的植物叫做 C4植物；如玉米、甘蔗等原产在热带地区绿 色植物。 C3植物和 C4植物不仅固定 CO2的途径不同，而且叶片结构也具有各自的特点。 2. C3植物和 C4植物叶片结构的特点： 绿色植物的叶片中有由导管和筛管等构成的维管束，围绕着维管束的一圈薄壁细胞叫做 维管束鞘细胞。C3植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体，维管束鞘以外的叶肉细胞排列 疏松，但都含有叶绿体（如图）。C4植物的叶片中，围绕着维管束的是呈“花环型”的两 圈细胞：里面的一圈是维管束鞘细胞，外面

6、的一圈是一部分叶肉细胞。C4植物中构成维管 束鞘的细胞比较大，里面含有没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体 比较大，叶肉细胞则含有正常的叶绿体（如图）。 3. C4植物光合作用的特点 （1）CO2初固定：在 C4植物叶肉细胞的叶绿体中，丙酮酸通过 ATP 提供的能量，转 化成 PEP，PEP 则可以固定 CO2，形成 C4。 （2）CO2再固定：C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个 CO2，释放出来的 CO2先被一个 C5固定，然后很快形成两个 C3。 （3）CO2还原：在有关酶的催化作用下，一些 C3接受 ATP 和 NADPH 释放出的能量 并且被 NADPH 还原，

7、然后经过一系列复杂的变化，形成糖类等有机物。 由此可见，C4植物的中既有 C4途径，又有 C3途径，前者发生在叶肉细胞的叶绿体内， 后者发生在维管束鞘细胞的叶绿体内，两者共同完成二氧化碳的固定。 4. C4植物光合作用的意义： C4途径中能够固定 CO2的那种酶，对 CO2具有很强的亲合力，可以促使 PEP 把大气 中浓度很低的 CO2固定下来，并且使 C4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中，供维管束鞘 细胞内叶绿体中的 C3途径利用。同 C3植物相比，C4植物大大提高了固定 CO2的能力。在 干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。这时，C4 植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低 的 CO2进行光合作

8、用，而 C3植物则不能。这就是 C4植物比 C3植物具有较强光合作用的原 因之一。 【模拟试题模拟试题】 一. 选择题 1. 光合作用过程中，叶绿体中完成活跃的化学能转变为稳定化学能的结构（ ） A. 基质 B. 内膜 C. 外膜 D. 类囊体薄膜 2. 在光照条件下，某些色素能够吸收并传递光能，将光能传递给少数叶绿素 a，这时， 叶绿素 a 分子所处的状态为（ ） A. 被抑制、得到电子 B. 被激发、得到电子 C. 被抑制失去电子 D. 被激发、失去电子 3. 光合作用过程中，叶绿体中能量转换的正确顺序为（ ） 用心 爱心 专心 A. 光能电能稳定的化学能活跃的化学能 B. 光能活跃的化学

9、能电能稳定的化学能 C. 光能电能活跃的化学能稳定的化学能 D. 光能稳定的化学能电能活跃的化学能 4. 辅酶 II 形成还原型辅酶 II 的反应方程式为（ ） A. NADP2e十 HNADPH B. NADP2e十 HNADPH C. NADP+e+HNADPH D. NADP 十 eHNADPH 5. 在暗反应过程中， NADPH 的作用是（ ） A. 为 C3化合物还原提供能量 B. 还原 C3化合物 C. 与 ATP 的作用完全相同 D. A 和 B 6. 在光合作用过程中，碳同化伴随的能量变化是（ ） A. 将 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能，转换成贮存在有机物中稳定的化学

10、能 B. 光能转换为电能 C. 电能转换为活跃的化学能 D. 光能转换为活跃的化学能 7. 高等植物的最终电子供体和受体应是（ ） A. 光能和 CO2 B. CO2和 ATP C. ATP 和水 D. 水和 NADP 8. 光合作用过程中，不在叶绿体基粒囊状结构的薄膜上进行的是（ ） A. NADP变为 NADPH B. 氧气的生成 C. ADP 转变为 ATP D. CO2的固定和还原 9. 光合作用过程中，叶绿素 a 分子将光能转变的电能，可以被下列哪种物质吸收（ ） A. NADP和 ATP B. NADP和 ADP、Pi C. NADPH 和 ATP D. NADPH 和 ADP、P

11、i 10. 在光合作用暗反应阶段，将 CO2还原为糖类等有机物的还原剂为（ ） A. ADP B. ATP C. NADP D. NADPH 11. 光合作用中，光能可以转换成电能，并且可以转化为活跃的化学能储存在（ ） A. NADPH 中 B. NADP 中 C. ATP 中 D. NADPH 和 ATP 中 12. C4植物光合作用过程中的重要特点是（ ） A. 既有 C4途径又有 C3途径 B. 只有 C4途径没有 C3途径 C. 先进行 C3途径后进行 C4途径 D. 只有 C3途径没有 C4途径 13. C4植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化（ ） A. PEP 固定较

12、低浓度 CO2 B. C5化合物与 CO2结合 C. NADPH 还原 C生成有机物 D. 特殊状态的叶绿素 a 将光能转换成电能 14. C4植物与 C3植物相比，其发生光合作用的场所为（ ） A. 只发生在叶肉细胞叶绿体中 B. 只发生在维管束鞘细胞叶绿体中 C. 叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中 D. 叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中 15. 下列植物中属于 C4植物的是（ ） 用心 爱心 专心 A. 水稻 B. 小麦 C. 高粱 D. 菜豆 16. C4植物叶肉细胞的叶绿体中， PEP 的作用为（ ） A. 提供能量 B. 吸收水分 C. 提供H D. 固定 CO2 17. C4植物维管束

13、鞘细胞的特点为（ ） A. 细胞个体较大，叶绿体中含有基粒 B. 细胞个体较大，叶绿体中不含有基粒 C. 细胞个体较小，叶绿体中含有基粒 D. 细胞个体较小，叶绿体中不含有基粒 18. C4植物比 C3植物固定 CO2的能力强很多倍，其原因为（ ） A. 有关酶对 CO2的亲和力强 B. 有关酶含量多 C. 有关酶对 CO2的亲和力弱 D. 有关酶含量少 19. 下列各选项中，可以作为鉴定某种植物为 C4植物的特点为（ ） A. 维管束鞘细胞中不含叶绿体 B. 豆科及蔷蔽科 C. 蕨类植物和裸子植物 D. 围绕维管束的是呈“花环型”两圈细胞 20. C4途径中 CO2是从下列哪种结构中释放出来

14、的（ ） A. 维管束鞘细胞的细胞质中 B. 叶肉细胞的细胞质中 C. 叶肉细胞的叶绿体中 D. 维管束鞘细胞的叶绿体中 二. 简答题： 1. 在光合作用中，光能转换成电能时，电子来自_，最终传递给_。 2. 在光合作用中，电能转换成的活跃的化学能，是指储存在_中的化学能。 3. 在光合作用中，二氧化碳被固定时，既要接受_释放的能量，又要被_还原。 4. 下图中的 A、B 两图分别表示 C4、C3植物叶片横切结构。请据图分析回答： （1）注明各部分名称： 1. 2 . 3 . 4 . 。 （2）A、B 两图中属于 C4植物的为 。 （3）与 A 图中 1、2 结构生理功能相同的，为 B 图中的

15、 部分。二氧 化碳被固定形成 C4的过程则在 图中的 进行。 （4）相比较而言，具有较强光合作用能力的为 植物。因此，从进化角度分 析 植物更为高等。 用心 爱心 专心 用心 爱心 专心 【试题答案试题答案】 一. 选择题： 1. A 2. D 3. C 4. B 5. D 6. A 7. D 8. D 9. B 10. D 11. D 12. A 13. A 14. C 15. C 16. D 17. B 18. A 19. D 20. D 二. 简答题： 1. 水，NADP 2. NADPH、ATP 3. NADPH、 NADPH 4. （1）1 .栅栏组织； 2 .海绵组织； 3 .维管束鞘细胞； 4 . 维管束 维管束； 维管束鞘细胞； 叶肉细胞 （2）B （3） 维管束鞘细胞；B； 叶肉细胞； （4）C4；C4