光合作用Photosynthesis光合作用（二）第18講高三一輪復習授課人：INSIDEPLANTSAroundofreviewinthethirdyearofhighschoolCelebratepridemonth考情分析近5年考情考點2024廣東、貴州、浙江、2023海南、江蘇、浙江、遼寧，2025天津綠葉中色素的提取和分離實驗2024廣東、全國、浙江、江西、安徽、吉林，2023北京、浙江、湖南、天津、重慶光反應、暗（碳）反應的物質變化和能量變化2024北京、山東、湖北、全國、2023北京、湖北、2025福建、天津影響光合作用的因素2024河北，2023湖北葉綠體的結構與功能2023廣東、全國葉綠體中色素的種類、含量及功能2024重慶，2023山西光合作用原理的應用2022福建總、凈光合與呼吸本節(jié)內(nèi)容考點豐富，考頻較高，題型主要以填空題為主，也有部分是選擇題，題目考查難度較高，是一大重點和難點，同時題干的長度很長難讀懂學習目標1．生命觀念：通過比較光反應與暗反應的關系和光合作用元素去向分析，建立生命活動對立統(tǒng)一的觀點2．科學思維：通過分析C3、C5等物質變化和影響光合作用的曲線，培養(yǎng)學生利用文字、圖表及數(shù)學模型準確描述生物學知識的能力3．科學探究：通過“綠葉中色素的提取和分離”實驗，培養(yǎng)學生的實驗探究能力4．社會責任：通過分析色素吸收光譜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，養(yǎng)成關心生產(chǎn)生活實際的責任意識本節(jié)綱要03光合作用的原理02葉綠體的結構適于進行光合作用二、葉綠體的結構適于進行光合作用1、葉綠體結構(電鏡下)外膜內(nèi)膜基質核糖體DNA類囊體基粒①光合色素分布在

。②與光合作用有關的酶分布在

和

。③葉綠體使膜的表面積增大的方式：

。類囊體薄膜類囊體薄膜

葉綠體基質類囊體堆疊形成基粒(酶、色素)催化暗反應的酶、少量核酸二、葉綠體的結構適于進行光合作用2、葉綠體功能實驗驗證恩格爾曼實驗一需氧細菌分布在

所有受光部位。需氧細菌只向葉綠體被

到的部位集中。實驗結論：葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧；是光合作用的場所。極細光束完全光照黑暗無氧極細光束照射葉綠體二、葉綠體的結構適于進行光合作用2、葉綠體功能實驗驗證恩格爾曼實驗二示意圖用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)大量的好氧細菌聚集在紅光區(qū)和藍紫光區(qū)。實驗結論：葉綠體主要利用紅光和藍紫光釋放氧氣二、葉綠體的結構適于進行光合作用恩格爾曼實驗設計的巧妙之處①巧選實驗材料:實驗材料用

，水綿的葉綠體呈

分布，便于觀察，用需氧細菌可確定

的部位。②巧妙排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了

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

和.的部位，相當于一組對照試驗；臨時裝片局部曝光與完全暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。水綿和需氧細菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照2、葉綠體功能實驗驗證二、葉綠體的結構適于進行光合作用3、葉綠體的結構與功能相適應外膜葉綠體基質暗反應類囊體色素光反應光合作用證

據(jù)恩格爾曼的兩個實驗極大地擴展了受光面積1、【2021湖北高考】在真核細胞中，由細胞膜、核膜以及各種細胞器膜等共同構成生物膜系統(tǒng)。下列敘述錯誤的是（）

A．葡萄糖的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜

B．細胞膜上參與主動運輸?shù)腁TP酶是一種跨膜蛋白

C．溶酶體膜蛋白高度糖基化可保護自身不被酶水解

D．葉綠體的類囊體膜上分布著光合色素和蛋白質A

牛刀小試A、葡萄糖的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，A錯誤;B、真核細胞的細胞膜上參與主動運輸?shù)腁TP酶是一種跨膜蛋白，該類蛋白發(fā)揮作用時可催化ATP水解，為跨膜運輸提供能量，B正確C、溶酶體內(nèi)有多種水解酶，能溶解衰老、損傷的細胞器，溶酶體膜蛋白高度糖基化可保護自身不被酶水解，C正確;D、葉綠體的類囊體膜是光反應的場所，其上分布著光合色素和蛋白質(酶等)，利于反應進行，D正確。

牛刀小試2.【2023全國高考】某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。

(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分離，可以采用的方法是________（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布_____上，其中類胡蘿卜素主要吸收_____（填“藍紫光”“紅光”或“綠光”）。

(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是_____。

差速離心類囊體（?。┠に{紫光懸液中具有類囊體膜以及葉綠體基質暗反應相關的酶，但黑暗條件下，光反應無法進行，暗反應沒有光反應提供的原料ATP和NADPH，所以無法形成糖類。

牛刀小試3、【2023全國高考】植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述，錯誤的是（

）A．氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C．用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢DD、葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越快，D錯誤。三、光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分實驗實驗1：1937年希爾實驗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），在光照下進行，葉綠體有O2釋放。葉綠體中H2O光解產(chǎn)生氧氣離體葉綠體鐵鹽(或其他氧化劑)H2O2H++O2光照希爾反應水的光解希爾的實驗是否說明水的光解與糖類的合成不是同一個化學反應？能，因為懸浮液中沒有CO2，糖類合成時需要CO2中的碳元素。希爾反應是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？不能，反應體系中可以還存在其他氧元素供體。三、光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分實驗實驗3：1954年阿爾農(nóng)實驗離體葉綠體加入ADP、Pi，給予光照。結果：葉綠體生成ATP，且同時水光解產(chǎn)生氧氣光照下，水光解同時ADP和Pi合成ATP。實驗2：魯賓和卡門實驗用18O分別標記CO2和H2O，給予光照。光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O，不來自CO2。C18O2H218O18O2同位素標記法對比實驗三、光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分實驗實驗4：卡爾文實驗20世紀40年代，美國科學家卡爾文為了探明CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。用14CO2供小球藻進行光合作用追蹤其放射性。14CO2→14C3→（14CH2O）三、光合作用的原理2、光合作用

指綠色植物通過

，利用光能，把

轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出

的過程。葉綠體二氧化碳和水氧氣（1）定義（2）實質：（將無機物→有機物，光能→有機物中穩(wěn)定的化學能）合成有機物，儲存能量一定要有葉綠體?不一定，藍藻具有葉綠素和藻藍素，可以進行光合作用。三、光合作用的原理2、光合作用（3）過程填寫圖中序號所代表的物質或結構a．____；b.____________；c._____________；d.________。Ⅰ是____________；Ⅱ是___________。O2

NADP＋

ADP＋Pi

C5

光反應暗反應三、光合作用的原理2、光合作用（3）過程必修一P103：可作為暗反應的還原劑；儲備部分能量供暗反應利用。必修一P104:指三碳化合物：____________3－磷酸甘油酸指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)需要RuBP羧化酶有光無光都能進行，但需要光反應的產(chǎn)物[H]和ATP，因此在無光條件下不可以長期進行。三、光合作用的原理2、光合作用項目光反應階段暗反應/碳反應階段區(qū)別場所條件物質變化能量轉化聯(lián)系類囊體薄膜葉綠體基質光、色素、酶多種酶、NADPH和ATP水的光解：2H2O→O2+4H++4e-NADPH的合成：NADP++H++2e-→NADPHATP的合成：ADP+Pi+能量→ATPCO2的固定：CO2＋C5→_______C3的還原：2C3————→(CH2O)＋C52C3光反應為暗反應提供NADPH和ATP，暗反應為光反應提供NADP＋、ADP和Pi酶ATP、NADPH酶需要RuBP羧化酶三、光合作用的原理2、光合作用（4）元素的去向分析NADPH(CH2O)14C3(14CH2O)18O2C3(CH218O)必修一P104：部分是淀粉，一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯??①光反應產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應，呼吸作用產(chǎn)生的ATP用于各項生命活動②光合作用中（光反應產(chǎn)生）是NADPH，呼吸作用產(chǎn)生的[H]（有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生）是NADH，所以它們不是同一種物質。三、光合作用的原理3、注意三、光合作用的原理4、環(huán)境改變時光合作用各物質含量的變化分析①“來源—去路”法分析各物質變化當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關物質含量在短時間內(nèi)的變化：C5、NADPH、ATP變化同步，C3、C5變化相反，C3跟著CO2走，C5跟著光照走。三、光合作用的原理4、環(huán)境改變時光合作用各物質含量的變化分析②“模型法”表示C3、C5等物質的含量變化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

。④圖4中曲線甲表示

，曲線乙表示

。C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP

牛刀小試1、在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。(1)圖中物質A是___________（C3化合物、C5化合物）。C3化合物(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質B的濃度比A的低，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。

暗反應速率在該環(huán)境中達到穩(wěn)定，即C3和C5化合物含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應的特點，此時C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時，物質A的濃度將比B的_______（低、高）。高(4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的_________（高、低），其原因_____________________________________________。

低CO2濃度低時，暗反應強度低，所需ATP和［H］少

牛刀小試2、如圖表示某植物葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度或者降低CO2濃度中的某一項。下列分析正確的是(

)A．圖中物質甲轉變成乙需要消耗光反應提供的ATPB．圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強度C．Ⅱ階段甲上升是因為葉綠體中NADPH和ATP的積累D．Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低D

根據(jù)題意和題圖可知，物質甲是C5，物質乙是C3，CO2的固定不消耗ATP，A錯誤；Ⅱ階段改變的條件是降低了CO2濃度，導致C3含量下降，C5含量增多，條件改變影響暗反應的進行，所以Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低，B、C錯誤

牛刀小試5、連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應為暗反應提供的NADPH和ATP在葉綠體基質中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續(xù)進行一段時間，有機物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物的積累量要多。原因是（廣東高考題節(jié)選）：

。隨著光照和黑暗的交替進行，光照和黑暗間隔處理處理組在光下產(chǎn)生的NADPH和ATP能夠及時的利用和再生，從而促進了暗反應的進行。三、光合作用的原理6、化能合成作用項目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源代表生物綠色植物相同點光能無機物氧化釋放的能量硝化細菌都能將CO2和H2O等無機物合成有機物

注：光合作用與化能合成作用最主要的區(qū)別是利用的能量不同。

思維導圖1、【2024河北高考】高原地區(qū)藍光和紫外光較強，常采用覆膜措施輔助林木育苗。為探究不同顏色覆膜對藏川楊幼苗生長的影響，研究者檢測了白膜、藍膜和綠膜對不同光的透過率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，結果如圖、表所示。

牛刀小試(1)如圖所示，三種顏色的膜對紫外光、藍光和綠光的透過率有明顯差異，其中________光可被位于葉綠體____________上的光合色素高效吸收后用于光反應，進而使暗反應階段的還原轉化為________和________。與白膜覆蓋相比，藍膜和綠膜透過的________較少，可更好地減弱幼苗受到的輻射。藍類囊體薄膜C5糖類紫外光1、【2024河北高考】高原地區(qū)藍光和紫外光較強，常采用覆膜措施輔助林木育苗。為探究不同顏色覆膜對藏川楊幼苗生長的影響，研究者檢測了白膜、藍膜和綠膜對不同光的透過率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，結果如圖、表所示。

牛刀小試(2)光合色素溶液的濃度與其光吸收值成正比，選擇適當波長的光可對色素含量進行測定。提取光合色素時，可利用___________作為溶劑。測定葉綠素含量時，應選擇紅光而不能選擇藍紫光，原因是_______________________。無水乙醇葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，選擇紅光可排除類胡蘿卜素

牛刀小試A．物質X通過