光合作用的过程

1．光合作用的探究历程[连线]

2．叶绿体结构与光合作用过程

(1)根据图示写出各标号所代表的物质或过程名称

①基粒　②光能　③O2　④[H]　⑤ATP　⑥基质　⑦CO2　⑧C3　⑨光　⑩暗

(2)素的种类和功能

素		功能
叶绿素	叶绿素a：蓝绿	吸收蓝紫光和红光
	叶绿素b：黄绿
类胡萝卜素	叶黄素：黄	吸收蓝紫光
	胡萝卜素：橙黄

(3)根据图示填写

①光反应进行的场所是叶绿体类囊体薄膜，物质变化是水的光解、ATP的合成；能量变化是将光能转化为ATP中活跃的化学能。

②暗反应进行的场所是叶绿体基质，发生的物质变化有CO2固定、C3还原和ATP水解，能量变化是将ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。

(4)写出光合作用的总反应式

CO2＋H2O (CH2O)＋O2。

(5)判断正误

①植物体内含有的所有素都参与光合作用。(×)

②能进行光合作用的生物一定含有叶绿体。(×)

③含有光合素的生物一定能进行光合作用。(√)

④叶片黄化，叶绿体对红光吸收增多。(×)

⑤细胞中不能合成ATP的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构。(×)

[巧记]　光合作用过程的“一、二、三、四”

1．光反应与暗反应的比较

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过程	光反应	暗反应
图解
条件	必须在光下	有光、无光都可以
场所	叶绿体类囊体薄膜	共青团中央改革方案叶绿体基质
物质转化	①水光解： ②ATP的合成：ADP＋PiATP
能量转化	光能→电能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系	光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：

2.反应式及元素去向分析

(1)反应式：以生成C6H12O6为例。

6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O

(2)元素去向：

①氧元素：

②碳元素：CO2→C3→(CH2O)

③氢元素：H2O→[H]→(CH2O)

与光合作用过程有关的易错点

(1)暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，

故晚上一般认为只进行呼吸作用，光反应不进行。

(2)光反应快于暗反应，光照总时间相同时，光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累得多，因为[H]、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成[H]、ATP的积累，利用不充分。如甲一直光照10分钟，乙光照5秒和黑暗5秒相间隔持续名人掌上电脑20分钟，则光合作用制造的有机物：甲<乙(暗反应时间长)。

(3)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。　

角度一　以基础判断或图示分析的形式，考查光合作用过程

1．(2014·海南高考)关于小麦光合作用的叙述，错误的是( )

A．类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应

B．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高

C．进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原

D．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长

解析：选B　类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率反而下降，B错误；进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原，C正确；净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长，D正确。

2．如图表示光合作用中部分反应，有关叙述正确的是( )

A．图中过程发生场所为叶绿体基质

B．图中过程的发生不需要光

C．光反应中只需要叶绿素a

D．图中X为H＋，用于驱动ATP合成酶生成ATP

解析：选D　图中表示光合作用中的光反应过程，光反应发生的场所为叶绿体类囊体薄膜，A项错误；光反应过程需要光照这一条件，B项错误；虽然图中只画出了叶绿素a，但是光反应还需要其他素的参与，C项错误；H2O的光解会产生O2和[H]，[H]的作用是参与暗反应中C3的还原，D项正确。

3．(2015·沈阳模拟)如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径，下列有关叙述中不正确的是( )

A．叶肉细胞中，只要线粒体消耗O2，光合作用就不缺少ATP和CO2

B．过程②需要ATP，过程①③④产生ATP

C．对于正常光合作用的叶片，如果突然降低光照强度，过程①②都会减弱

D．叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP有关的酶

解析：选A　图中过程①②③④依次为光合作用的光反应阶段、光合作用的暗反应阶段、有氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的第三阶段。在叶肉细胞中，线粒体产生的能量并不用于光合作用，光合作用光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段，A项错误。过程②是C3的还原，需要ATP和[H]，过程①③④都能产生ATP，B项正确。对于正常光合作用的叶片，若突然降低光照强度，过程①减弱，过程②因缺少ATP和[H]也会减弱，C项正确。叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都能够产生ATP，故都含有与合成ATP有关的酶，D项正确。

4．(2015·宁波高三检测)某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态，晚上开放。如图表示该植物固定和还原CO2的过程，据图分析回答下列问题：

(1)图中的A、B分别代表的物质是________、________；C物质产生的场所是_______________________。

(2)植物夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)，其原因是________________________。白天这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由________________产生，与此相关的细胞器是________。

(3)该植物和一般植物光合作用固定CO2不同的特点是____________________，根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点，推测此类植物最可能的生活环境是_________________________。

解析：(1)图示为光合作用的暗反应，暗反应发生的场所是叶绿体基质，该过程的物质变化为CO2的固定和C3的还原，其中C3还原需要光反应提供[H]和ATP，此外还需要多种酶的参与。光反应发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。所以A是C5，B是C3，C是[H]。(2)光反应必须在有光条件下才能进行，暗反应在有光、无光的条件下均能进行。因晚上不能进行光反应，不能产生ATP和[H]，所以不能合成(CH2O)。白天该植物叶片气孔关闭，进行光合作用所需的CO2主要来自线粒体。(3)该植物白天叶片气孔关闭，夜间开放，与外界环境形成

高度的适应，可推测此植物最可能生活在干旱(或沙漠)地区。

答案：(1)C5　C3　叶绿体类囊体薄膜　(2)光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP和[H]　有氧呼吸(呼吸作用)　线粒体　(3)CO2首先被固定为C4　干旱(或沙漠)地区

角度二　依托光合作用相关过程或图示，考查环境因素变化导致的物质相对含量变化的判断

5．(2014·全国卷Ⅰ)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )

A．O2的产生停止

B．CO2的固定加快

C．ATP/ADP比值下降

D．NADPH/NADP＋比值下降

解析：选B　黑暗处理后，光反应停止，O2的产生停止，A项正确。ATP和NADPH是光反应的产物，同时也是暗反应的原料，黑暗处理后，ATP和NADPH的产生减少，且仍被暗反应所消耗，产生的ADP和NADP＋增多，C、D项正确。光反应产生的ATP和NADPH减少，使得暗反应产生的C5减少，CO2的固定减慢，B项错误。

6．(2013·重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是( )

A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多

B．t2→t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高

C己二腈．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强

D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低

解析：选D　光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体薄膜上而不是叶绿体基质中，A项错误；图示t2→t3，限制光合作用的主要因素是CO2浓度而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光合速率不再提高，B项错误；充足光照条件下，在t3时刻补充CO2，光照强度不变，暗反应增强，消耗光反应产物[H]和ATP增加，一定程度增强了光反应速率，C项错误；将充足光照下的植物置于暗处，短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D项正确。