“四拓展”数字化复习光合作用重点 曾小军 （江西省泰和县第二中学 343700） 拓展一、“4种”光合色素分类及其物理性质、化学形成与功能叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中。叶绿素a的分子式为 C55H72O5N4Mg，呈蓝绿色；叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg，呈黄绿色。叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm660nm 的红光部分，另一个在波长为430nm450nm的蓝紫光部分。叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的功能。植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色黄色。许多条件影响叶绿素的生物合成。光是影响叶绿素形成的主要条件。温度通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成。矿质元素对叶绿素的合成也有很大的影响。如“N、Mg”是组成叶绿素的元素，当然不可缺少；Fe、Mn、Cu、Zn等是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成中起间接作用。叶绿素形成和水有密切的关系。叶子缺乏水不但影响叶绿素的合成，而且促进已合成叶绿素加速分解，造成叶子发黄。1（2003年全国理综高考题）下列关于叶绿素合成和功能的叙述，错误的是A光是叶绿素合成的必要条件 B低温抑制叶绿素的合成C矿质元素影响叶绿素的合成 D提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2，可进行光合作用【解析】本题直接运用叶绿素的相关知识分析问题，根据所学知识对各选项逐一判断。叶绿素的合成需要光照，低温抑制叶绿素的合成，矿质元素影响叶绿素的合成，所以A、B、C选项均是正确的。但是植物体进行光合作用不仅需要叶绿素吸收转换光能，而且光合作用需要酶，所以光合作用的场所是叶绿体，只给予适宜的温度、光照和CO2还是不能进行光合作用。【答案】D拓展二、“2个”光合作用重要过程光反应： 在光反应阶段主要进行2个反应：一是叶绿素吸收光能后受激发而失去电子后，从水中夺取电子，使水分解，经一系列过程后，生成还原态的氢H和O2，这个过程称为水的光解，方程式可简写为：2H2O4H + O2；二是电子传递的过程中，利用另一部分电能将ADP和Pi合成ATP，这个过程称为光合磷酸化过程，方程式可简单表示为：ADP+Pi ATP。这2个过程都是在基粒片层结构薄膜上进行的。光反应的产物共有3种：H、ATP和O2。其中H和ATP是供给暗反应的原料，O2则释放到大气中，或被呼吸作用所利用。光反应的进行必须依赖于色素吸收的光能，所以必须在光下才能进行。暗反应：是在叶绿体的基质中进行的。进行暗反应必须具备4个基本条件：CO2、酶、H和ATP。其中H和ATP来自光反应，CO2主要来自大气中，酶是叶绿体本身所固有的。暗反应与光没有直接的关系，只要具备上述4个基本条件，不论有光和无光都能进行。在暗反应过程中，首先要用五碳化合物(简写为C5，其化学名称为1，5-二磷酸核酮糖，其中有高能磷酸键)固定CO2，并迅速生成2分子三碳化合物(简写为C3，化学名称为3-磷酸甘油酸)，然后在 (H)还原和ATP提供能量下被还原成糖类(CH2O)，在此过程中还将再生出五碳化合物，所以暗反应是一个循环过程。 因此生成1个葡萄糖分子实际需要6个CO2 分子，6个五碳化合物参加固定。光反应和暗反应联系：光反应为暗反应提供了还原剂H和ATP；暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料15光合作用过程中能量的转换过程是A光能叶绿素中的化学能水中的化学能B光能ATP中的化学能（CH2O）中的化学能C光能ATP中的化学能叶绿素中的化学能D光能ATP中的化学能三碳化合物中的化学能解析：在光合作用的光反应阶段：ADPiATP，在光合作用的暗反应阶段：()，因此，在光合作用的过程中，能量的转移途径：光能ATP葡萄糖。答案：B拓展三、影响光合作用的“5个”外因 光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影响光合作用强度的外部因素主要有光照强度、 CO2浓度、温度和无机盐（矿质营养）。图1图2（1）光：光照强弱直接影响光反应。植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加， 但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强，这时就称为植物光合作用的光饱和点。（如图1）（2）温度：温度高低会影响酶的活性，主要影响暗反应（由于暗反应酶比光反应多得多）。在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。（如图2）（3）CO2浓度：CO2是光合作用的原料，直接影响暗反应。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。（如图1）（4）水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体。（5）矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质。如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。例2光照增强，光合作用增强，但夏季的中午却又因叶面的气孔关闭而使光合作用减弱，这主要是由于A水分解产生的氧数量不足 B色素利用光能合成ATP不足C暗反应中C3产生的数量太少 D暗反应中还原剂H的量不足解析：考查光合作用的条件，属理解层次。一般情况下光照越强，蒸腾越旺盛，以降低植物体温度。但夏天的中午，光照太强，蒸腾作用若继续增强，就会出现水的供需矛盾，这时部分气孔关闭以利保水。因部分气孔关闭，暗反应所需CO2的供给减少，影响暗反应的进行。 答案：C拓展四、 提高作物产量的“4个”途径途径措施或方法延长光光合作用时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）提高净光合作用速率维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）6（2002年春季全国理综高考题）在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当A降低温室温度，保持昼夜温差 B提高温室温度，保持昼夜温差C提高温室温度，昼夜恒温 D降低温室温度，昼夜恒温【解析】此题主要考查影响光合作用的条件以及植物体内物质的积累问题。要提高农作物的产量，实质上就是加强植物的光合作用和适当降低植物的呼吸作用，光照是影响光合作用的重要因素，温度是影响代谢反应的重要因素。在阴雨天时，由于光照不足，植物的光合作用较弱，此时要保证温室中作物的产量，根据所给出的因素，只能适当的降低温室温度，且保持昼夜温差，主要目的是降低作物的呼吸作用。【答案】A11下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是A增大O2浓度B增加CO2浓度C增强光照强度D调节室温解析：提高光合作用强度可提高蔬菜产量，增大CO浓度，可增强光合作用的暗反应，增加光合作用中糖类等有机物的合成，增强光照强度可促进光的吸收，提高光反应强度，进而促进整个光合作用；调节室温可促进酶的活性，光合作用每一步都需要酶的催化；增大O浓度只促进呼吸作用，增加有机物的消耗。答案：A