中学综合学科资源库——光合作用

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1、中学综合学科资源库——光合作用华东师范大学化学系胡波华东师范大学生物系张映辉【阅读材料】生物体主要由有机物组成。各种生命物质只有在一定的结构基础上进行有规律的、协调的物质和能量变化，才能表现出生命活动。这种生物体与外界环境之间的物质和能量交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，称为新陈代谢。通过新陈代谢生物体不断地自我更新。在此基础上才有生长、发育、生殖，才有遗传和变异。但新陈代谢又受其他生命特征（尤其是遗传变异）及生态因子的影响，进而影响生物体的各种生命活动。纵观生物界的各种新陈代谢，植物的新陈代谢是基础，且对农业生产实践有重要意义

2、。现代农业生产就是通过控制光照、温度、CO2浓度、水、肥料，选择优良品种来进行的工业化的高效的农业生产。请思考下图中所示的问题。物质的运动必须有能量来推动。几乎所有生物的生命活动都直接或间接地靠植物光合作用固定的太阳能来推动的。光合作用几乎是生物界唯一能利用光能把无机物合成为贮能的有机物的生理作用，从而为整个生物界提供有机物和能量，同时也维持了大气中O2和CO2的基本稳定。因此，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，它对生物体、生态系统与人类生产、生活都有重要意义。光合作用的场所为叶绿体，与光合作用有关的结构特点主要有：每个基粒

3、由几十个片层结构组成，上面分布着光合作用色素和光反应的酶，基质中含暗反应的酶和其他有关物质。叶绿体中含有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素4种色素，这4种色素可以用有机溶剂（如无水酒精、石油醚等）提取，并依其在滤纸上扩散速度不同而分离。从叶绿体色素的吸收光谱分析得知，叶绿体色素主要吸收红橙光和蓝紫光。光合作用的过程是由光反应和暗反应两个前后相继、紧密结合的阶段组成。每个阶段的物质变化和能量转换概括如下表。光反应形成的ATP和NADPH作为暗反应的能量和还原剂用于三碳化合物的还原；而暗反应形成的ADP、Pi和NADP供反应用，故两者是

4、相辅相成密不可分的。中学综合学科网第22页共22页http://hbtk.126.com影响光合作用的因素分成内因和外因。内因主要指植物体的情况，如生长、发育的阶段，水分代谢，遗传特征等。外因主要是指光照强度、CO2浓度、温度和水。光照强度与推动光合作用的能量有关；温度主要与酶的活性有关，它除了影响光合作用的效率，也是决定植物分布的因素之一；CO2浓度和水的多少与光合作用原料供应有关。这些环境因子是相互联系，共同通过植物体的内因起作用的。因此要注意分析这些因子的综合作用和限制因素。中学综合学科网第22页共22页http://hbtk.

5、126.com各类有机物中都贮有能量，但能直接用于细胞生命活动的是ATP。最主要、最容易被氧化释能并用于形成ATP的物质是葡萄糖；作为葡萄糖的贮存形式，植物体一般以淀粉的形式，动物体一般以糖原的形式贮存。由于脂肪中的“C—H”比例高，还原性强且不溶于水，故脂肪是贮能最多、最稳定的有机物。地球上经长期的地质变化产生的贮能物质——煤和石油，分别由古代植物及古代低等动植物和细菌经长期地质变化而形成的，它们已成为现代工农业的主要能源。阳光作为光合作用的能源，对植物体有决定性的影响，进而直接或间接地影响到动物的生活与分布。从光照的量看：在一定的

6、范围内光照强，光合作用效率高。但接受光照的程度也与植物的特性有关，如阴生植物只能在较弱的光线下生长。另外，日照时间的昼夜变化和季节变化既会影响到植物的生活与繁殖（如甘薯花昼合夜开、植物的向光生长、菊花在短日照下开花等），也同样会影响到动物的生活习性（如昼伏夜出、迁徙、换毛等）。光照还有其他作用，如促进皮肤合成维生素D等。但光照过强对阴生植物有害，对人体容易诱发皮肤癌与白内障等。另外，光照过强还会引起温度升高及水分过度蒸发，从而间接影响生物的生命活动。【综合练习】一．1．利用温室栽培蔬菜，要获得高产，调控温度的方案应是A昼夜24小时，维

7、持25℃左右的最适温度B昼夜24小时，温室维持较低温度C白天温室维持在25℃左右，晚上适当降低温度D晚上温度维持在25℃左右，白天适当降低温度2．农业科技人员向农民建议，在利用温室生产时，可向温室施放适量的CO2，这是因为ACO2可使害虫窒息死亡，从而有效防止植物的病虫害B植物的光合作用需要CO2，使用CO2可促进光合作用CCO2可产生温室效应，使温室里的温度升高DCO2能灭火，施用CO2可避免火灾3．植物的光合作用是通过叶绿体中的色素来实现的。其中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收光，此光是波长较的可见光。4．大棚蔬菜

8、的罩膜若采用红色，则A增大光通量B增大红光强度C增大蓝紫光强度D阻碍蓝紫光通过5．用红色罩膜的大棚环境对植物体的作用是A增强光反应B增强暗反应C增强光合作用D降低光合作用6．在夏至这天，假设温度相同且为晴天，则同种植物有