光合作用與能量轉課件高一上學期生物人教版必修1

光合作用與能量轉化重要

物質發(fā)現[知識體系]葉綠體場所光合作用過

程結構影響

因素知識體系

核心素養(yǎng)層

誤

、

縣

質

、

縣

粒光照、

CO?、溫度、水

和礦質元素等光反應ATP、[H]AP

、PF暗反應條件有光、無光均可返回從1771年20世紀40年

代揭示出光合作用的過程條件光照色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a藍綠色葉綠素b黃綠色類胡蘿卜

素葉黃素黃色胡蘿卜素橙黃色考點一捕獲光能的色素和結構及光合作用的探究歷程知識梳理

重難透析1.

葉綠體中色素的種類和顏色返回(1)色素的功能：葉綠素主要吸收

紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸

收

藍

紫

光

。(2)色素吸收光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～760

nm,

葉

綠體中的色素只吸收

可見光

,對紅外光和紫外光等不吸收。返回②基質：含有與暗反應有關的酶③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有色素和與光

反應有關的酶返回(2)結構內部決定3.

葉綠體的結構與功能(1)結構模式圖：外表：①雙層膜入(3)功能：進行光合作用的場所。

證明(4)恩格爾曼的實驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的

[連線]A.

點燃的蠟燭(或小鼠)與綠色植

物，密閉—-蠟

燭不易熄滅(小

鼠不易死亡)下，植物才更新空氣可關鍵實驗設計①普利斯特利

實驗結論

科學家

新空氣產

物

除

O?

外

，

還有淀粉放

的

O?

都

來

自

水

多

次

實

驗

確認

實

驗

條

件D.

綠

葉

h暗12黑

光能轉換為

化學能-B-d薩克斯⑤魯賓和卡門②英格豪斯梅耶

與守恒定律B.

向

植

物

提

供提示：返回-A-b-E—e1.

判斷正誤：(1)被葉綠素吸收的光可用于光合作用(

√

)(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(

√

)(3)植物呈現綠色是由于葉綠素能有效吸收綠光(

×

)(4)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光(

√

)(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用(×)(6)葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(×)返回(1)實驗時預先對植物進行暗處理，其目的是

消耗掉原有淀粉，排除其對實驗結果的干擾

(2)實驗中

a與b、d

對照可證明光合作用需葉綠體，

e與b、d

對照可證明光合作用需要光。(3)本實驗可證明光合作用的產物是

淀

粉

返回2.

某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48

h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時間，

去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現藍色，有的沒有出現藍色，請思考：題組一

捕獲光能的色素和結構1.

(

2016

·

全國課標卷Ⅱ)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是

(

C

)A.

葉

一

情

下，光

利

乙醇中B.

構

可見光，可見光不包括紅外光和紫外光

中

吸

收C、通常，紅外光和紫外光可被葉綠體甲的色素吸收用于光合作用D.

黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的的光都是上用π所應合作用上

上

應況工LL般以題組演練分類練習

提煉方法返回③上所含色素均含Mg2+,

故缺Mg2+

時這些色素都無法合成D.

在③上形成的產物[H]和ATP進入④中為暗反應提供物質和能量1.

如圖是在電子顯微鏡下觀察到的高等植物葉綠體結構模式圖，下葉綠素分子中含Mg2+,

胡蘿卜素、葉黃素中列有關敘述錯誤的是素對綠光吸收最少不含Mg2+頁

組

演

練分

類

練

習

提

煉

方

法返回.Ann解析：

葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。紅光和藍紫光位于可見光譜的兩端，

所以葉綠素b吸收可見光的峰值在可見光譜的兩端，

A

正確。2.

(2019.

湖南郴州一中質檢)某同學從楊樹葉片中提取并分離得到4

種色素樣品，經測定得到下列吸收光譜圖，其中屬于葉綠素b的是(

A)波

長

/nm

A返回的百分比的百分比B是影響葉綠素合成的主要條件，

一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成葉綠素中含N、Mg

等必需元素，缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成，葉片變黃

歸

納

提

影響葉綠素合成的三大因素光照溫度必需元素返回恩格爾曼的實驗能夠證明氧氣是由葉綠體釋放出來的，

葉綠體是進行光合作用的場所，但不能定量分析光合B.

作用生成的氧氣量。D.

魯賓和卡門的實驗中，用180分別標記H2O和CO2,

證明了光合作用產生的氧氣來自H2O

而不是CO2題組二

光合作用的探究歷程3.

下列關于光合作用探究歷程的敘述，

不正確的是

(

C

)危俗小受的關拉足重方列了小篩元言

作用生風時

禮里返回A.B.

在溫暖晴朗的一天下午，在某植物的向陽處采得一片葉，用酒精

隔水加熱脫色，并加碘液處理葉片，變成藍色C.

將葉綠體色素的無水乙醇提取液放于自然光和三棱鏡之間，從三

棱鏡的一側觀察，連續(xù)光譜中變暗(暗帶)的區(qū)域主要是紅光和藍紫光

區(qū)域D.

將經饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有充足14CO?

的密閉透明的

照光小室內，3小時后在葉內淀粉中可檢驗到14C

的存在4.

(2019

·湖北鄂西部分優(yōu)質高中聯考)以下關于葉綠體和光合作用的葉綠素的無水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反應，也不能產生淀粉后溶液呈監(jiān)色返回恩格爾曼的實驗示意圖

薩克斯的實驗示意圖A.

兩實驗均需進行“黑暗”處理，以消耗細胞中原有的淀粉

B.

兩實驗均需要光的照射C.

兩實驗中只有恩格爾曼的實驗設置了對照D.

兩實驗均可證明光合作用的產物有氧氣5.

下圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意

圖，下列有關敘述正確的是(

B

)返回歸

納

提

恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)巧選實驗材料：選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠

體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可以確定釋放

氧氣的部位。(2)妙法排除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧

氣和除極細光束外其他光的干擾。(3)巧妙設計對照實驗：用極細的光束照射，葉綠體上

可分為光照部位和黑暗部位，相當于一組對照實驗，臨

時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。返回考點二

光合作用的過程1.

光合作用的過程光合作用反應式：

CO2+H20

(CH20)+02。葉綠體光能圖中：①O2

,②

[H],③

C3

,④

CO2,參加催化(CH?O)還酶

原多種酸ATP.酶ADP+PiH?O、

水的光解，①返回②④③Ⅱ場所：

葉綠體基質酶

CO2+C5

2C3物質變化

ATP、[H]2C3

酶

(CH2O)+C5能量變化：

ATP

中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的場所：

葉綠體類囊體薄膜光能H2O

酶

02+[H]物質變化

光能ADP+Pi

酶

ATP能量變化：光能→ATP

中活躍的化學能Ⅱ:暗反應I:

光反應化學能返回助

學

巧

記巧記光合作用過程的“

一

、二、三、四”

一個

場所葉綠體二個

階

段

光

反

應

、

暗

反

應?水的光解、ATP

的形成；暗

反

應CO?

的

固

定

、C?

的

還

原光能ATP

中活躍的化學能C?H?O?

中穩(wěn)定的化學能物質

變化光反應能量三種四種返回光能6CO?+12H?Q

葉綠體

C?H??O?+6H?O+6O?2.

光合作用的總反應式及各元素的去向返回項目光反應暗反應條件需色素、光、酶不需色素和光，

需要多種酶場所葉綠體的類囊體薄膜葉綠體基質物質轉化(1)水光解：2H2O光酶4[H]

+02;(2)ATP的合成：ADP+Pi+

光能ATP①CO?

的固定②C?

的還原能量轉換光能→

電能→ATP中活躍的

化學能ATP中活躍的化學能→

(CH2O)中穩(wěn)定的化學能關系光能H?O光反應[H]ATPADP+PiCO?暗反應(CH?O)?3.

光反應與暗反應的區(qū)別與聯系〈返回O1.

判斷下列有關光合作用敘述的正誤。(1)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中(×)(2)光反應為暗反應提供[H]和H2O(×)(3)破壞葉綠體外膜后，

O2

不能產生(×)(4)離體葉綠體基質中添加ATP、NADPH[H]

和CO2

后，可完成暗反應(

√)(5)光照下葉綠體的ATP主要是由光合作用合成的糖經有氧呼吸產生的(×)(6)光反應將光能轉化為穩(wěn)定的化學能儲存在ATP

中(×)(7)光合作用強度與光照強弱和光質有關，而與光照時間長短無關(

×)(8)在適宜光照條件下，葉肉細胞中CO2

的固定和產生場所分別是葉綠體

基質、線粒體基質(

√)(9)H2O

在光下分解為[H]和O2

的過程發(fā)生在葉綠體基質中(×)返回(1)結構A中發(fā)生了怎樣的能量轉變?

光能轉變?yōu)锳TP

中活躍的化學能

(2)當供給14C02時，放射性出現的順序是：

CO2

→

C3

→

甲(3)如果突然停止光照，短時間內C3的含量將會

上

升

C3的合成速度將會

降

低

2.

下面是光合作用的圖示，請分析：返回重難透析

突破重難

名師點撥光合作用

C、H、O

的轉移途徑(3)O:H

(CH?18O)。

(1)H:(2)C;返回2.

環(huán)境改變時光合作用中各物質含量的變化分析當外界條件改變時，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用以下過程分析。(1)建立模型：H?O

022C?水的光解

④

CO?[H]

③光-Wf

體

Cs①

(CH?O)ADP+Pi返回ATP⑤酶催化多種色素葉綠①

需在繪制光合作用模式簡圖的基礎上借助圖形進行分析。②

需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析。

如CO2供應正常、光照停止時C3的含量變化：C?

的消耗量減少C,含量增加光照

①②過

[H],ATP

停止→程停止→減少CO?

供應正?！鶦?

的生成量不變③過程減弱返回條件過程變化[H]和ATPC3C5(CH2O)合成速率光照由強到弱，C02供應不變

(圖甲)①②過程減弱，[H]、ATP減少，導致③⑤過程減弱，④過程正常進行減少增加減少減小光照由弱到強，CO2供應不變

(圖乙)①②過程增強，[H]、ATP增加，導致③⑤過程增強，④過程正常進行增加減少增加增大(2)含量變化分析過程與結果：條件過程變化[H]和ATPC3C5(CH20)

合成速率光照不變，

C02由充足到

不足(圖丙)④過程減弱，

C3減少，C5增

加，導致③⑤

過程減弱，①②過程正常進

行增加減少增加減小光照不變，

CO2由不足到

充足(圖丁)④過程增強，

C3增加，C5減

少，導致③⑤

過程增強，①②過程正常進

行減少增加減少增大返回Cs

、[H]

、ATP(CH?O)

合

成

量

時

間甲CO?

CO?充

足

不

足Cs

、[H]

、ATPC?

、(CH?O)

合

成

量時商丙足C?

、(CH?O)合

成

量Cs

、[H]

、ATP、時商返

回物質的量

物質的量相關曲線：乙CO?

充00光照弱C?物質的量CO?不

足光照強丁0解析：

根據光合作用的過程判斷①②③④⑤⑥分別表示[H]、

ATP、CO2、(CH2O)、

光反應和暗反應。光反應發(fā)生在葉綠體

的類囊體薄膜上，暗反應發(fā)生在葉綠體的基質中。

C3

化合物還原過程中需要ATP,CO2

固定過程中不需要ATP。A.⑤

過程發(fā)生于葉綠體基質中B.⑥

過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上C.

圖示①~④依次為[H]

、ATP

、CO2

、(CH2O)D.②

不僅用于還原C3

化合物，還可促進③與C5

的結合返回解析：

細胞質中不能發(fā)生光合作用過程，

A

錯誤；光合作用

的光反應發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，這是因為在類囊體薄

膜上含有色素和相應的酶，因此在B

試管的葉綠體中可檢測到

光合作用的光反應過程，

B

正確；葉綠體基質是光合作用暗反

應的場所，不能發(fā)生光反應，

C

錯誤；

D

試管中雖含有葉綠素，

能夠吸收光能，但是可能因為缺少光反應所需要的酶和ADP、Pi等物質，因此光能的轉化也無法進行，

D

錯誤。2.

(2019

·

山西大學附屬中學期末)為了研究光合作用，生物小組的

同學把菠菜葉磨碎，分離出細胞質和全部葉綠體。然后又把部分葉

綠體磨碎分離出葉綠素和葉綠體基質，分別裝在四支試管內，并進

行光照。在A、B、C、D

試管中，哪一支試管能檢測到光合作用的光反應過程(

B

)氏

返回質A.

日

f為NADP+

K分的吸收，③表示水的光解B、c

為ATP,f

為[H]C.

將b物質用180標記，最終在(CH2O)

中能檢測到放射性D.

圖中a

物質主要吸收紅光和藍紫光，綠色植物能利用它將光能轉換成活躍的化學能

返回3.

下面為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g

為物質，①~⑥為反應過程，物質轉換用實線表示，能量傳遞用虛線表示)。有

關判斷錯誤的是

(

B

)易

錯

提醒

(1)氧氣是水光解的產物，在葉綠體類囊體薄膜上產生，

淀粉是在葉綠體基質內產生的。(2)色素吸收、傳遞、轉化能量過程中不需要酶的催化，

而ATP的合成、

CO2

的固定、

C3

的還原離不開酶的催化。(3)葉綠體離開細胞，保持適宜條件仍可進行光合作用；離體的葉綠體基質中添加ATP、NADPH

和CO2

后，也可完成暗反應。(4)光合作用光反應產生的ATP

只用于暗反應階段，不 能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP

只能來自

細胞呼吸。返回nⅢ

法

卬

法

出

水由題意知，在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然

停止光照后，光反應停止，

NADPH

和ATP

下降，

C?

的還原減弱直至停止，而

CO?

的固定則繼續(xù)進行，但由于缺少NADPH

和ATP,C?

不能被還原而積累，

使C?

迅速增加；

C?

是植物體細胞內具有一定數量且能循環(huán)利用的物質，當CO?+C?

→2C?

后，C?

又不能被還原再形成C?

時，C?將迅速減少。所以，在

供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，此時葉綠體中C?

迅速增加，

C?

迅速減少。

題組二

環(huán)境變化對物質含量變化的影響4.

在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時突

然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時間內葉綠

體中C3和C5化合物含量的變化是(

C

)

和C5都迅速減少

和C5都迅速增加5.

下

圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示

意圖。下列有關敘述，正確的是(

)(注：箭頭所指為處理開始時間)返回C3

→t4,

光

照

強

度

不

變，光臺速率的提高是由于光反應速率不變、碳反應增強的結果D.

t

4

后短暫時間內，葉綠體中ADP

和Pi

含量升高，C3

化合物還原后的直接產物含量降低t2→t3,

限制光合速率的因素為CO2

濃度，此時光加快。

照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會提高

t3→t4,

碳反應增強，

一定程度上加快將再提

ATP和ADP的轉化，

同時促進了光反應3

水的光解、

O2

釋放發(fā)生在葉綠體類

,

基

質

中

水

光

解光照，光合速率

豪體膜上，而不縣吐綠休基質由

返回易

錯提

醒(1)以上分析只表示條件改變后短時間內各物質

相對含量的變化。(2)以上各物質變化中，

C3

和C5

含量的變化是相

反的，

NADPH

和ATP

含量變化是一致的。返回綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中而不溶于水，可用無水乙醇提取色素各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離考點三

實驗：葉綠體中色素的提取和分離[實驗原理]提取分離

返回步驟操作要點說明研磨二氧化硅碳酸鈣無水乙醇綠葉①無水乙醇：作為提取液，可溶解綠

葉中的色素②Si02:使研磨更充分③CaCO3:防止研磨時葉綠素受到破壞過濾研磨后用單層尼龍布過濾制備濾紙條剪去兩角的濾紙條一端1

cm處

用鉛筆畫一條細線剪去兩角以保證色素在濾紙上擴散均勻、整齊，否則會形成弧形色素帶畫濾液細線用毛細吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線均勻畫一條濾液細線，待濾液干后再畫一兩次①濾液細線要細、直②干燥后重復畫一兩次，使濾液細線

既有較多的色素，又使各色素擴散的

起點相同

返回[實驗流程]色素分離將適量層析液倒入試管→插入

濾紙條→棉塞塞緊試管口棉塞濾液細線層析液實驗結果分析色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度a.胡蘿卜素橙黃色最少最高最快b.葉黃素黃色較少較高較快c.葉綠素a藍綠色最多較低較慢d.葉綠素b黃綠色較多最低最慢abC

d返回【實驗成功的關鍵】(1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。(2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細胞內的葉綠素酶水

解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。(3)濾液細線不僅要求細、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再重復畫1～2次。(4)濾液細線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上

得不到色素帶。返回1.(2017.

天津紅橋期中)為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層

析的結果(I、Ⅱ、Ⅲ、IV為色素條帶)。下列敘述正確的是

(

c

)限

業(yè)

明

尸

歡

又

法

抽

融

業(yè)

扣

擊

工

主

人

且

上始強從光下，習

山葉EA綠素UIU含HIT/量較正常H光JNX照下認少

.常光照下強題組演練

分類練習

提煉方法要重復2～3次，且必須是一次畫線風干后再進行下一次畫線四種色素在層析液中溶解度從大到小依次是I>Ⅱ>Ⅲ>IV

JMafXE

返回HKil\2.(2018.

江蘇淮安二模)甲、乙、丙、丁四位同學，在利用新鮮綠色

菠菜葉為實驗材料，用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，

由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的色素相對含量返回是乙丙甲解析：

葉綠體中的色素屬于有機物，易溶于酒精等有機溶劑，難溶

于水，所以不能用蒸餾水作提取液和層析液，

A

正確；乙中每種色素都

有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導致的，

B正確

丙中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a

和葉綠素b含量較少，這不應該是正確操作得到的理想結果，

C

錯誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時未加入CaCO3

破壞了葉綠素，因為與類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，

D

正確。A.

甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液

B.

乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多

C

丙可能是正確操作得到的理想結果D.

丁可能是因為研磨時未加入CaCO3返回葉綠體色素的提取與分離實驗異常現象分析(1)收集到的濾液綠色過淺①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊濾紙條上的濾液細線未畫成一條細線。(3)濾紙條上看不到色素帶①忘記畫濾液細線。②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條上只呈現胡蘿卜素、葉黃素色素帶忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞，或所用葉片為“黃葉”。[全國卷

·

真題體驗]例1、(2017全國卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波

長

類胡蘿卜素不吸收紅光

的。下列敘述錯誤的是(

A

)

A

頭明歲下系在紅元區(qū)吸收的元能可用于光反應中ATP

的合成B.

葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C.

光合作用的作用光譜也可用CO?

的吸收速率隨光波長的變化來表示D.

葉片在640～660

nm

波長光下釋放O?

是由葉綠素參與光合作用引起的關鍵點撥：各種色素吸收的光譜不完全相同，葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，

而類胡蘿卜素則主要吸收藍紫光，光合作用的作用光譜可以有多種表達方式

聽課記錄：研析高考

真題感悟返回例2、(2016

·全國卷Ⅱ)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(

c

)A.

葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中B.

構

成

葉

綠

素的

鮮

可

以

中

煉

物的

想

從

土

壤

由

吸

收一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，葉綠體中的色

素主要吸收紅光、藍紫光用于光合作用D.

黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的返回例3、(2018

·全國卷Ⅲ)回答下列