新高考生物一輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)練習(xí)課件第14講 光合作用的原理（含解析）

核心知識(shí)全面復(fù)習(xí)高考一輪復(fù)習(xí)——必修一《分子與細(xì)胞》——第14講光合作用的原理

1.說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。2.說(shuō)明光合作用的基本過(guò)程。復(fù)習(xí)目標(biāo)要求

考點(diǎn)一探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)

考點(diǎn)二光合作用的過(guò)程

主要考點(diǎn)

必備知識(shí)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)一一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開(kāi)，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖。C6H12O6葡萄糖CH2O甲醛（CH2O）碳水化合物CO2二氧化碳一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)1937年，英國(guó)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(méi)有CO2),在光照下可以釋放出氧氣。像這樣，離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)作希爾反應(yīng)。希爾反應(yīng)僅說(shuō)明了離體葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣。該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒(méi)有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。（P103）含DCPIP的等滲溶液（氧化態(tài)藍(lán)色，還原態(tài)無(wú)色）DCPIP被還原，檢測(cè)到氧氣生成同位素：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素。用同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不變，也可以參與生物體內(nèi)的生化反應(yīng)。12C、14C1H、3H31P、32P32S、35S14N、15N16O、18O穩(wěn)定性同位素標(biāo)記法原子核穩(wěn)定，不發(fā)出射線?？茖W(xué)家也可通過(guò)測(cè)量分子質(zhì)量或離心技術(shù)來(lái)區(qū)別同位素。放射性同位素標(biāo)記法原子核不穩(wěn)定，能發(fā)出射線，科學(xué)家通過(guò)特殊的放射性顯影儀器追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)1941年，美國(guó)科學(xué)家魯賓（S.Ruben)和卡門(mén)（M.Kamen)用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來(lái)源。他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2,使它們分別變成H218O和C18O2。然后，進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：第一組給植物提供H2O和C18O2，第二組給同種植物提供H218O和CO2。在其他條件都相同的情況下，第一組釋放的氧氣都是O2,第二組釋放的都是18O2。光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來(lái)源于水，而并不來(lái)源于CO2。（P103）一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)1954年阿爾農(nóng)(美國(guó)):在光照下，葉綠體可合成ATP，這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨.

20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文等用小球藻（一種單細(xì)胞的綠藻）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)過(guò)14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終證明了CO2是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的。（教材P104）一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)14CO2小球藻有機(jī)物的14C卡爾文循環(huán)：CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑.結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO2光合作用過(guò)程考點(diǎn)二一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)

指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。1.光合作用的概念2.反應(yīng)式：光能葉綠體CO2+H2O（CH2O)+O23.光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：無(wú)機(jī)物有機(jī)物能量轉(zhuǎn)化：光能化學(xué)能根據(jù)是否需要光能，將光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（也稱(chēng)碳反應(yīng)）兩個(gè)階段。類(lèi)囊體膜酶H2OPi

＋ADPATP(1)光反應(yīng)階段酶光、色素、葉綠體內(nèi)的類(lèi)囊體膜上水的光解：H2O＋NADP+

NADPH+O2光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）

ATP酶條件：場(chǎng)所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP和NADPH中一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi。5.光合作用的過(guò)程(CH2O）CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原葉綠體基質(zhì)多種酶NADPHATP(2

)暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的還原：條件：場(chǎng)所：物質(zhì)變化：能量變化：葉綠體的基質(zhì)中多種酶、CO2[H]、ATPCO2五碳化合物C5

ATPNADPHADP+Pi2C3(CH2O)＋C5酶糖類(lèi)NADP+一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?lèi)等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能5.光合作用的過(guò)程一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)可見(jiàn)光NADPHNADP+2H2OO2ADP+PiATPC52C3多種酶(CH2O)CO2固定還原光反應(yīng)暗反應(yīng)一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)5.光合作用的過(guò)程葉綠體光CO2+H2*O

(CH2O)+*O2光合作用總反應(yīng)式：葉綠體光6CO2+12H2*O

C6H12O6+6*O2+6H2OC6H12O6+6*O2+6H2O6CO2+12H2*O+能量酶有氧呼吸總反應(yīng)式：一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)注意：

光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]只能用于暗反應(yīng)，暗反應(yīng)所需要的ATP和[H]也只能來(lái)源于光反應(yīng)。

暗反應(yīng)中C3接受光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH中能量，被NADPH還原。

呼吸作用中產(chǎn)生的[H]是指NADH，用于還原丙酮酸或者和O2結(jié)合生成水；呼吸作用產(chǎn)生的ATP用于除暗反應(yīng)以外的各種生命活動(dòng)。

光合作用在葉綠體中進(jìn)行，但葉綠體不是進(jìn)行光合作用的必備結(jié)構(gòu)，比如：藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）也能進(jìn)行光合作用。

捕獲光能的色素位于類(lèi)囊體薄膜上。具體的說(shuō)氧氣是在類(lèi)囊體腔中產(chǎn)生的，氧氣跨膜運(yùn)輸時(shí)需要穿過(guò)類(lèi)囊體薄膜。一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)(1)概念：能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用(2)舉例：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類(lèi)的細(xì)菌2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量6.化能合成作用(3)土壤中的硝化細(xì)菌的化能合成作用一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)自養(yǎng)生物：能把CO2和H2O制造成有機(jī)物的生物光能自養(yǎng)：CO2+H2O光能有機(jī)物化能自養(yǎng)：CO2+H2O化學(xué)能有機(jī)物硝化細(xì)菌：NH3H2NO2H2NO3異養(yǎng)生物：不能把CO2和H2O制造成有機(jī)物，只能利用現(xiàn)成的有機(jī)物

水綿、藍(lán)藻、黑藻都屬于自養(yǎng)型生物。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。新陳代謝同化作用異化作用自養(yǎng)型異養(yǎng)型光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型需氧型厭氧型兼性厭氧型（光合作用如：植物）（化能合成作用如：硝化細(xì)菌）（有氧呼吸如：絕大多數(shù)動(dòng)植物微生物）（無(wú)氧呼吸如：乳酸菌、破傷風(fēng)桿菌）（有氧呼吸和無(wú)氧呼吸如：酵母菌）一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)7.生物代謝類(lèi)型二.精題精練二.精題精練A.自然界中能發(fā)生光合作用的生物，

不一定具備PSⅡ和PSⅠ系統(tǒng)B.光反應(yīng)過(guò)程將吸收的光能轉(zhuǎn)換為活

躍的化學(xué)能全部?jī)?chǔ)存在ATP中C.在ATP合成酶的作用下，H＋順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)提供分子勢(shì)能，促進(jìn)ADP

和Pi合成ATPD.PSⅡ中的色素吸收光能后，將H2O分解為O2和H＋，產(chǎn)生電子傳遞給

PSⅠ將NADP＋和H＋結(jié)合形成NADPHB二.精題精練解析：分析圖示可知，光反應(yīng)過(guò)程將吸收的一部分光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中，還有一部分儲(chǔ)存在NADPH中，B錯(cuò)誤。二.精題精練2.下圖為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物磷酸丙糖的代謝途徑，研究表明，磷酸丙糖轉(zhuǎn)移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足時(shí)，TPT活性降低。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.Pi輸入葉綠體減少時(shí)，磷酸丙糖

從葉綠體輸出減少B.暗反應(yīng)中磷酸丙糖的合成需要

消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPC.葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以蔗糖形式運(yùn)出細(xì)胞的D.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可通過(guò)增加CO2濃度來(lái)提高作物中蔗糖的含量D二.精題精練解析：據(jù)圖示信息，磷酸丙糖通過(guò)TPT從葉綠體輸出的同時(shí)伴隨著Pi進(jìn)入葉綠體，因此Pi輸入葉綠體減少，說(shuō)明磷酸丙糖從葉綠體中的輸出過(guò)程受阻，即輸出減少，A正確；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP能用于暗反應(yīng)中C3的還原過(guò)程，由圖示可知，該過(guò)程能合成磷酸丙糖，B正確；由圖示可知，葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物磷酸丙糖會(huì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中用于合成蔗糖，然后以蔗糖形式運(yùn)出細(xì)胞，C正確；根據(jù)題意可知，CO2充足時(shí)，TPT活性降低，則磷酸丙糖運(yùn)出葉綠體合成蔗糖的過(guò)程會(huì)受到影響，作物中淀粉含量會(huì)上升，而蔗糖含量下降，D錯(cuò)誤。二.精題精練C二.精題精練解析：改為在綠光下繼續(xù)培養(yǎng)，導(dǎo)致光反應(yīng)減弱，H2O在光下分解速率下降，A錯(cuò)誤；光反應(yīng)減弱，產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，導(dǎo)致卡爾文循環(huán)減弱，ADP/ATP比值上升，B錯(cuò)誤、C正確；C3還原成C5的量減少，但C5的消耗量暫時(shí)不變，所以C5含量減少，C3/C5比值上升，D錯(cuò)誤。二.精題精練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課堂練習(xí)：一、易錯(cuò)辨析1.植物在夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng)，只能進(jìn)行暗反應(yīng)(

)2.光合作用中ATP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)到類(lèi)囊體薄膜(

)3.光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的ATP可以為細(xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量(

)4.14CO2中14C的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(

)××××課堂練習(xí)：二、填空默寫(xiě)1.源于必修1P103“思考·討論”：嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。課堂練習(xí)：二、填空默寫(xiě)2.請(qǐng)根據(jù)光合作用的基本過(guò)程，填充下圖：2C3ADP+PiNADPH課堂練習(xí)：二、填空默寫(xiě)3.源于必修1P103“相關(guān)信息”：水分解為氧和H＋的同時(shí)，被葉綠體奪去兩個(gè)電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH。NADPH的作用是什么？

可作為暗反應(yīng)的還原劑；儲(chǔ)備部分能量供暗反應(yīng)利用。