高考生物一輪復(fù)習(xí)：第13講 光合作用的原理

第13講

光合作用與能量轉(zhuǎn)化

考點二：光合作用的原理和應(yīng)用

（第1課時）

授課人：

周遠(yuǎn)春

平遠(yuǎn)縣實驗中學(xué)

光合作用概念光合作用的過程光合作用原理的探索光合作用的影響因素捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)知識構(gòu)建葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能綠葉中色素的提取和分離色素的種類和功能考點情境

考點二

光合作用的原理電子傳遞釋放的能量用于H＋的逆濃度梯度運輸，使類囊體腔內(nèi)維持高深度的H＋，H＋由類囊體腔順濃度梯度運輸至葉綠體基質(zhì)，驅(qū)動ATP的合成，電子有序傳遞保證了ATP和NADPH的合成，是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)。光合作用是怎樣進行的？光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系？？知識點一、光合作用的概念及反應(yīng)式

考點二

光合作用的原理

指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。CO2+H2O（CH2O）+O2

光能葉綠體2.過程1.概念(CH2O)表示糖類3.實質(zhì)合成有機物，儲存能量。(呼吸作用實質(zhì)：分解有機物，釋放能量)

考點三

光合作用的原理時間及科學(xué)家實驗過程、方法和現(xiàn)象

實驗結(jié)論19世紀(jì)末

至

1928年知識點二、探索光合作用原理的部分實驗CO2分子與H2O結(jié)合成甲醛，甲醛不能轉(zhuǎn)化成糖1937年希爾在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，甲醛再縮合成糖。后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其它氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出氧氣在離體葉綠體中發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣

考點三

光合作用的原理【教材隱性知識】①源于必修1P103“思考·討論”：嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。提示：如圖所示知識點二、探索光合作用原理的部分實驗

考點三

光合作用的原理【教材隱性知識】②必修1P102“思考·討論”:希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)？能說明，希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成糖的另一種必需原料——CO2，因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成直接關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。知識點二、探索光合作用原理的部分實驗

考點三

光合作用的原理時間及科學(xué)家實驗過程、方法和現(xiàn)象實驗結(jié)論1941年魯賓、卡門知識點二、探索光合作用原理的部分實驗向植物分別提供H218O、CO2，植物釋放的氧氣全部為18O2，提供H2O、C18O2，植物釋放的氧氣全部為O2，

①實驗方法：同位素示蹤

②實驗變量：自變量是

，因變量是

。C18O2、H218O釋放出的O2是否含有18O

③實驗結(jié)論：光合作用釋放的O2中的氧元素全部來自水CO2H2O

C18O2H218O18O2O2甲組乙組光照射下的小球藻懸液對比實驗

考點三

光合作用的原理知識點二、探索光合作用原理的部分實驗

考點三

光合作用的原理時間及科學(xué)家實驗過程、方法和現(xiàn)象實驗結(jié)論1941年魯賓、卡門向植物分別提供H218O、CO2

釋放18O2，提供H2O、C18O2

釋放O2知識點二、探索光合作用原理的部分實驗1954年阿爾農(nóng)在光照下，葉綠體可合成ATP，這一過程總是與水的光解相伴隨水的光解過程中合成ATP光合作用釋放的氧氣全部來自H2O用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進行光合作用，追蹤檢測放射性，14CO2→14C3→(14CH2O)20世紀(jì)40年代卡爾文光合產(chǎn)物中的碳來自CO2

考點三

光合作用的原理知識點三、光合作用的過程項目光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別場所條件和原料物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別場所條件和原料物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供

，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供

。②沒有光反應(yīng)，則暗反應(yīng)

，沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)

。①水的光解：②ATP的合成：①CO2的固定：②C3的還原：類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能→（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能NADPH和ATPNADP+、ADP+Pi光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較無法進行也不能進行光、色素、酶有光無光都可，多種酶①H的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體

考點二

光合作用的原理知識點四、光合作用各元素轉(zhuǎn)移途徑

考點二

光合作用的原理知識點五、化能合成作用項目光合作用化能合成作用條件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等無機物產(chǎn)物

等有機物能量來源_____某些無機物氧化時釋放的能量生物種類綠色植物、藍(lán)細(xì)菌等

、硫細(xì)菌等糖類光能硝化細(xì)菌

能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。

基礎(chǔ)診斷

1.魯賓和卡門的實驗中用到了對照實驗原則。(

)2.光合作用的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP,其移動方向為從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。(

)3.光合作用中光反應(yīng)必須有光才能進行，暗反應(yīng)沒有光也可以長期進行(

)4.光合作用制造的有機物中的氧來自水。(

)5.H2O在光下分解為H+和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(

）6.在離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)過程。(

)7.當(dāng)葉綠體內(nèi)ATP不足時，線粒體產(chǎn)生的ATP可供葉綠體用于光合作用(

)√√√××××考向探究(2022廣東聯(lián)考模擬)1937年,植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光下可以釋放出O2,該實驗被稱為希爾反應(yīng)。后來科學(xué)家將葉綠體破碎離心,分別收集綠色沉淀部分和無色上清液部分,綠色沉淀部分懸浮后照光可以產(chǎn)生O2。下列說法正確的是(

)

A.綠色沉淀部分含量最多的色素是葉綠素bB.希爾反應(yīng)場所是葉綠體類囊體薄膜C.鐵鹽等氧化劑是希爾反應(yīng)的催化劑D.在無色上清液中加入CO2不能合成C3B光合作用概念及反應(yīng)式光合作用的過程光合作用原理的探索捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能綠葉中色素的提取和分離色素的種類和功能（再現(xiàn)）希爾魯賓和卡門阿爾農(nóng)卡爾文

高考真題演練1.（2021·廣東·高考真題）在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是()

A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATP

D．Rubisco催化C5和CO2結(jié)合D

高考真題演練2.（2024·廣東·高考真題）2019年，我國科考隊在太平洋馬里亞納海溝采集到一種藍(lán)細(xì)菌，其細(xì)胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可進行光合作用與呼吸作用。在該結(jié)構(gòu)中，下列物質(zhì)存在的可能性最小的是（）

A．ATP B．NADP+

C．NADH D．DNAD

高考真題演練3.(2021·湖南卷)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯誤的是()A.弱光條件下植物沒有O,的釋放，說明未進行光合作用B.在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D.合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度

A環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析1.“過程法”分析各物質(zhì)變化CO2濃度不變NADPH、ATP

C5C3

（CH2O）光照減弱光照增強減少增加減少增加減少增加減少增加光照不變NADPH、ATPC5C3

（CH2O）CO2濃度減少CO2濃度增加增加減少減少增加增加減少減少增加C3與C5、NADPH、ATP的變化相反環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析2.“模型法”表示C3和C5的含量變化起始值C3高于C5(約為其2倍)①圖1中曲線甲表示

，曲線乙表示

。②圖2中曲線甲表示

，曲線乙表示

。③圖3中曲線甲表示

，曲線乙表示