光合作用

Photosynthesis

光合作用在叶绿体中用光能把二氧化碳和水变成葡萄糖和氧气。光反应在类囊体上产生ATP、NADPH和O₂，卡尔文循环在基质中固定CO₂。光强增大时速率上升，达到光饱和点后不再增加。用滑块改变光强，观察光反应与光合速率如何变化。

用光制造食物

🌿 光合作用 = 用太阳能制造葡萄糖

①植物将光能转换为化学能(葡萄糖)

②场所:叶绿体(叶绿素吸收光)

③分两阶段:光反应(需光)+ 卡尔文循环(固定CO₂)

光合作用过程可视化

光强度5

💡 试着调整光强度

①光越强光反应越活跃 → ATP、NADPH生成增加

②但超过一定强度后不再增加 → "光饱和点"

③光饱和点之后CO₂浓度或温度成为限制因素

核心公式

光合作用总反应式

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气

光合作用阶段

Chart光反应 vs 卡尔文循环

类别	光反应	卡尔文循环
场所	类囊体膜	基质
是否需光	✓(必需)	✗(不直接需要)
输入	H₂O、光	CO₂、ATP、NADPH
产物	ATP、NADPH、O₂	G3P(→ 葡萄糖)
反应	光磷酸化、水分解	CO₂固定、碳还原

光合作用 vs 细胞呼吸

光合 vs 呼吸

Chart光合作用与细胞呼吸比较

类别	光合作用	细胞呼吸
场所	叶绿体	线粒体
反应	CO₂+H₂O → 葡萄糖+O₂	葡萄糖+O₂ → CO₂+H₂O
能量	光 → 化学能	化学 → ATP
生物	植物、藻类	几乎所有生物

例题与真题检验

例题 1

光合作用的光反应和卡尔文循环分别在叶绿体的什么部位进行?

光反应在聚集着吸光色素的类囊体膜上进行。

卡尔文循环在类囊体外侧的液体，即基质中进行。

▸ 光反应:类囊体膜 / 卡尔文循环:基质

光反应在膜(类囊体)上，卡尔文循环在基质中。光反应产生的ATP·NADPH是卡尔文循环的燃料。

例题 2

给某植物照光时，表观气体进出为0(表观光合量 = 0)。此时实际光合量与呼吸量的关系是?

表观光合量 = 实际光合量 − 呼吸量。

表观光合量为0时，实际光合量 = 呼吸量，此时的光强称为光补偿点。

▸ 光合量 = 呼吸量(光补偿点)

在光补偿点，光合产生的O₂被呼吸全部消耗，表观变化为0。再暗一些呼吸便占优势。

高考类型题

关于植物光合作用的说法，正确的是?

①光反应在基质中进行

②光反应中水被分解并释放O₂

③卡尔文循环只有在有光时才能直接进行

④葡萄糖是光反应的直接产物

⑤超过光饱和点后，增强光照光合速率仍持续上升

▸ ② 光反应中水被分解并释放O₂

光反应中水(H₂O)被分解，释放氧气(O₂)并生成ATP·NADPH。

光反应在类囊体膜进行(①)，卡尔文循环不直接需要光(③)，葡萄糖是卡尔文循环的产物(④)，光饱和点之后增强光照速率不再上升(⑤)。

总结

光合作用核心

6CO₂ + 6H₂O + 光能 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

在叶绿体中将光能转换为化学能

🎯 考试要点

①光反应:类囊体、水分解(H₂O → O₂)、产生ATP/NADPH

②卡尔文循环:基质、固定CO₂、产G3P(葡萄糖原料)

③光饱和点:光强增加也不再增加光合速度

④光补偿点:光合速度=呼吸速度(表观O₂变化=0)

⑤限制因素:光强、CO₂浓度、温度