2021年高考生物学科基础知识整理-必修1-第4章-第2节-光合作用-.docx

第2节 光合作用
一、光合作用的探究历程
年月
科学家
试验过程及现象
试验结论
1771
[英]普利斯特利
①点燃的蜡烛与绿色植物一起，装置密闭→蜡烛不熄灭；
②小鼠与绿色植物一起，装置密闭→小鼠不易窒息。
植物更新空气
1779
[荷兰]英格豪斯
500多次植物更新空气的试验
植物只有绿叶在光下才能更新空气
1864
[德]萨克斯
暗处理后的一半遮光，一半曝光，酒精浴脱绿后经碘蒸气处理，曝光一半叶变蓝，遮光一半不变
绿色叶片光合作用产生淀粉
1880
[德]恩格尔曼
水绵和好氧菌在黑暗和无空气的环境中一起培育：
①极细光束：好氧菌只集中叶绿体被光束照射部位的四周；
②曝光：好氧菌集中在叶绿体全部受光部位。
O2是叶绿体释放的，叶绿体是光合作用的场所。
1939
[美]鲁宾、卡门
向植物供应：
①、H218O、CO2→释放18O2
②、H2O、C18O2→释放O2
光合作用释放的O2全部来自水
20世纪40年月
[美] 卡尔文
用14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪其放射性
CO2的碳光合作用过程中转化成有机物中碳的途径——卡尔文循环
二、光合色素与光能的捕获
绿叶中的色素包括叶绿素类胡萝卜素；前者包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），后者包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）。
叶绿素主要吸取和利用红光和蓝紫光。后者主要吸取和利用蓝紫光。
三、光合作用的过程
1、光合作用的反应式： 。
2、光合作用的过程：
比较项目
光反应
暗反应
区分
场所
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体基质
条件
需要光
有光无光都能进行
反应产物
［H］；ATP；O2
C6H12O6、H2O
物质变化
H2O分解成O2和［H］；
ADP+Pi+光能→ ATP
CO2的固定：CO2+C5→C3
C3的还原： C3→ C6H12O6+H2O
ATP →ADP+Pi+能量
能量变化
光能→ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能→ C6H12O6中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应供应［H］和ATP；
暗反应为光反应供应ADP+Pi；
光合作用的实质
光能转变为有机物中化学能；
无机物转变为有机物。

四、影响光合作用的环境因素
外在因素：光照强度、CO2浓度、温度等。
影响因素
原理
示意图
解释
光照强度
影响光反应阶段，制约［H］和ATP的产生，进而制约暗反应

植物的光合作用强度在确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， 但当光照强度达到确定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加。
CO2浓度
影响暗反应阶段，制约C3化合物的生成

在确定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，达到确定浓度后，光合作用强度就不再增加，如CO2浓度连续上升，反而要下降。
温度
通过影响酶活性进而影响光合作用（主要影响暗反应）

在确定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。
矿质养分
绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素

氮是各种酶和ATP的重要组成成分；磷是细胞膜和ATP的重要组成成分。植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类的运输都需要钾。没有镁不能合成叶绿素。
水
水是光合作用的原料；缺水会导致CO2供应不足而影响光合作用
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多因素共同作用

P点时，影响光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随其因子的不断增加，光合速率不断提高，当到达Q点时，横坐标所表示的因素，不再影响光合速率，要提高光合速率，可适当调整图示的其他因子。温室栽培时，在确定的光照强度下，白天适当地提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度，以提高光合速率。总之，要依据具体状况，通过增加光照强度，调整温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。
五、光合作用原理的应用：
提高光能利用率的措施：增加光照面积、延长光照时间、增加光合作用效率。
提高光合作用效率的措施：把握光照强度、增加CO2浓度、温度把握、矿质元素的供应