第4講+光合作用與能量轉(zhuǎn)化高考生物大一輪復(fù)習(xí)課件

第4講光合作用與能量轉(zhuǎn)化考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（2023·天津）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2023·山西）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2023·湖北）影響光合作用的因素（2022·廣東）影響光合作用的因素（2021·廣東）影響光合作用的因素（2022·福建）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2022·天津）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2022·浙江）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2022·重慶）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2022·全國(guó)）光合作用的過(guò)程及應(yīng)用（2022·北京）影響光合作用的因素（2022·海南）影響光合作用的因素本專題為高頻考點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)非常多，包括色素的種類與作用、葉綠體色素的提取與分離、光合作用的過(guò)程。本專題高考試題多為非選擇題，多結(jié)合曲線分析進(jìn)行考查。12綠葉中色素的提取和分離3光合作用的過(guò)程影響光合作用的因素及應(yīng)用1綠葉中色素的提取和分離葉肉細(xì)胞外膜內(nèi)膜葉片橫截面葉脈葉肉葉綠體氣孔類囊體膜間間隙基?；|(zhì)類囊體間隙色素在哪里？1綠葉中色素的提取和分離提取色素要注意什么？1.破壞葉表皮、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜、葉綠體的雙層膜，使色素充分釋放。2.保證色素的結(jié)構(gòu)和活性不被破壞。3.使色素溶解于試劑中。二氧化硅:

碳酸鈣：有助于研磨得充分可防止研磨中色素被破壞無(wú)水乙醇：為了溶解、提取色素。1綠葉中色素的提取和分離【色素提取原理】葉綠體中的色素屬于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，因此可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑來(lái)提取。若沒(méi)有無(wú)水乙醇，則可以用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入適量的無(wú)水碳酸鈉（無(wú)水碳酸鈉是干燥劑），不加的話含水量過(guò)高就會(huì)明顯影響實(shí)驗(yàn)效果。方法：萃取法。提取劑是無(wú)水乙醇。因此使用的時(shí)候應(yīng)當(dāng)少量多次加入，且一次性加入大量導(dǎo)致提取液濃度太低。1綠葉中色素的提取和分離【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】1綠葉中色素的提取和分離(1)提取綠葉中的色素①稱取5g綠葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中。②向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5~10mL無(wú)水乙醇，迅速、充分地進(jìn)行研磨（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞）。③將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一塊單層尼龍布）進(jìn)行過(guò)濾。將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。防止無(wú)水乙醇的揮發(fā)過(guò)濾葉脈及二氧化硅等保證色素釋放的更加充分且揮發(fā)量少得到多種光合色素的混合溶液。1綠葉中色素的提取和分離綠葉中的色素不只有一種，它們都能溶解在層析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢。【色素分離原理】1綠葉中色素的提取和分離【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】1綠葉中色素的提取和分離①制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長(zhǎng)度略小于試管長(zhǎng)度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)直的橫線。②畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細(xì)線）。待濾液干后，再重畫一到兩次。防止色素帶重疊而影響分離效果；為積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯(2)綠葉中色素的分離由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意：不能讓濾液細(xì)線觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素會(huì)被層析液溶解，而不能在濾紙上擴(kuò)散。也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。③分離綠葉中的色素防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離為了防止層析液中成分揮發(fā)1綠葉中色素的提取和分離防止層析液中成分揮發(fā)(2)綠葉中色素的分離1綠葉中色素的提取和分離胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）溶解度含量高低葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素【分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論】擴(kuò)散方向1綠葉中色素的提取和分離綠葉中光合色素的種類葉綠素（含量約占3/4）類胡蘿卜素（含量約占1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）（最多）（最少）色素名稱元素組成分子質(zhì)量α-胡蘿卜素C、H536.8葉黃素C、H、O568葉綠素aC、H、O、N、Mg892葉綠素bC、H、O、N、Mg9061綠葉中色素的提取和分離1.如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。應(yīng)將濾液滴在a處還是b處？實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)會(huì)出現(xiàn)四個(gè)不同顏色的同心圓，最外層應(yīng)是什么顏色？【答案】提示：a處；橙黃色1綠葉中色素的提取和分離葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光四種光合色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？1綠葉中色素的提取和分離葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光吸收光譜色素的吸光度葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？資料11881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料為什么選擇水綿和好氧細(xì)菌？水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。資料11881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)2.為何要除去小室中原有的空氣？

沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排出了氧氣和光的干擾。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？資料11881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)3.在黑暗中用極細(xì)光束照射水綿有何巧妙之處？

用極細(xì)的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？資料11881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)4.為何把載有水綿的臨時(shí)裝片又暴露于光下？臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？資料11881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)5.由實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？緊接著，他又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。恩格爾曼進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)光三棱鏡臨時(shí)裝片好氧細(xì)菌水綿好氧細(xì)菌6.在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？資料2在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。7．綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？這是葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。1綠葉中色素的提取和分離(3)葉綠體的結(jié)構(gòu)基粒：由類囊體堆疊而成，分布有____和與________有關(guān)的酶)外表：雙層膜內(nèi)部：基質(zhì)：含有________有關(guān)的酶；暗反應(yīng)色素光反應(yīng)含有________，可進(jìn)行翻譯合成蛋白質(zhì)；含有______，可復(fù)制轉(zhuǎn)錄成______，屬于半自主細(xì)胞器；DNA

RNA

核糖體光學(xué)顯微鏡下，葉綠體一般呈扁平的橢球形或球形。2．海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來(lái)的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。3．生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高？如果陰天或夜間給大棚內(nèi)的農(nóng)作物補(bǔ)光呢？無(wú)色(透明)，因日光中各種顏色的光均能通過(guò)，作物光合效率高。補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光2光合作用的過(guò)程(1)光合作用的探索歷程原料科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論土壤亞里士多德憑生活經(jīng)驗(yàn)推測(cè)植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)完全依靠于土壤土壤和水范·海爾蒙特用定量方法研究：盆栽柳樹(shù)稱重實(shí)驗(yàn)，推測(cè)植物的重量主要不是來(lái)自土壤，而是來(lái)自水。空氣明代科學(xué)家宋應(yīng)星在《論氣》中提出“人所食皆為氣所化，故復(fù)于氣耳”，從中已經(jīng)注意到空氣和植物的關(guān)系空氣黑爾斯植物生長(zhǎng)主要以空氣為營(yíng)養(yǎng)的觀點(diǎn)空氣普利斯特萊空氣“凈化”實(shí)驗(yàn)：小鼠＋綠色植物放在密封玻璃罩，發(fā)現(xiàn)小鼠不會(huì)窒息死亡，植物可以更新空氣CO2和H2O索蘇爾采用定量方法研究：分析吸收的CO2和放出的O2的數(shù)量關(guān)系，認(rèn)為CO2和H2O是植物中有機(jī)物的來(lái)源2光合作用的過(guò)程條件科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程光英根豪斯把帶葉的枝條放入水里，這些葉在

陽(yáng)光下產(chǎn)生O2，在黑暗處并不產(chǎn)生O2薩克斯紫蘇的綠葉一半曝光一半遮光，觀察到光照是葉綠體中形成淀粉的必要條件葉綠體恩格爾曼將水綿和需氧細(xì)菌臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中，表明葉綠體是光合作用的產(chǎn)所希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽，在光照下進(jìn)行，葉綠體有O2釋放，表明離體葉綠體能進(jìn)行光合作用(1)光合作用的探索歷程2光合作用的過(guò)程(1)光合作用的探索歷程產(chǎn)物科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論氣體英恩豪斯帶葉的枝條放入水里，證明綠葉在陽(yáng)光下產(chǎn)生氣體O2恩格爾曼用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，證明光合作用產(chǎn)生O2O2希爾利用肌紅蛋白與氧可逆結(jié)合的靈敏性，定量測(cè)定微量氧，看到了氧氣的釋放淀粉薩克斯用碘蒸氣處理葉片，一半曝光的一半變深藍(lán)色，遮光一半無(wú)顏色變化，證明光合作用產(chǎn)生了淀粉NADPH美國(guó)實(shí)驗(yàn)室離體葉綠體可在光下將NADP+還原，形成生物體內(nèi)重要的還原劑NADPHATPNADPH阿儂利用細(xì)菌的無(wú)細(xì)胞制劑找到了光合磷酸化證據(jù)，光反應(yīng)需要ADP和NADP,暗反應(yīng)需要ATP和NADPH+2光合作用的過(guò)程(1)光合作用的探索歷程過(guò)程科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論提出概念布萊克曼光反應(yīng)受光影響，暗反應(yīng)受溫度和CO2影響，證明光合作用是光反應(yīng)和暗反應(yīng)共同作用的結(jié)果O2的來(lái)源尼爾第一次提出光在光合作用中的作用是將水光解，同時(shí)認(rèn)為光合作用放出的O2來(lái)源于H2OO2的來(lái)源魯賓和卡門用放射性同位素標(biāo)記：用18O分別標(biāo)記CO2和H2O，給予光照，證明了光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2OCO2的去路魯賓用反射性14C為示蹤原子，證明了光合作用中的CO2固定為暗酶促反應(yīng)CO2的去路卡爾文14CO2、雙向?qū)游龇ê惋@微技術(shù)揭示碳的去向，證明碳化的過(guò)程需消耗ATP與NADPH2光合作用的過(guò)程總反應(yīng)式：光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(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。光能CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體葉綠體如何將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能？又是如何將化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中的？光合作用釋放的氧氣，是來(lái)自原料中的水還是二氧化碳呢？探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：1937年希爾實(shí)驗(yàn)材料：處理：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），在光照下進(jìn)行結(jié)果：葉綠體有O2釋放。（細(xì)胞器水平上）葉綠體中H2O光解產(chǎn)生氧氣。推測(cè)：離體葉綠體結(jié)合H2O分解產(chǎn)生的2H+和2e-探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)2：1954年阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)1處理：加入ADP、Pi，給予光照結(jié)果：葉綠體生成ATP，且同時(shí)水光解產(chǎn)生氧氣光照下，水光解同時(shí)ADP和Pi合成ATP。結(jié)論：離體葉綠體探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3：魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路：用放射性同位素標(biāo)記來(lái)研究物質(zhì)的去路材料：小球藻處理：用18O分別標(biāo)記CO2和H2O，給予光照。光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O，不來(lái)自CO2。結(jié)果：A為O2，B為18O2；結(jié)論：探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1．分析魯賓和卡門做的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？2．嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。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)源于二氧化碳。H2O光照葉綠體O2+NADPH+能量ADP+PiATP2光合作用的過(guò)程根據(jù)是否需要光能，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)（lightreaction）和暗反應(yīng)（darkreaction，現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)，carbonreaction）兩個(gè)階段。光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進(jìn)行的(2)光反應(yīng)階段

色素復(fù)合體膜蛋白膜蛋白ATP合成酶色素復(fù)合體類囊體薄膜2光合作用的過(guò)程(2)光反應(yīng)階段

葉綠體中光合色素吸收的光能，有以下兩方面用途：ADP+PiATP光能酶H2OO2+H＋；H++NADP+＋能量

NADPH;光解酶黑暗條件下，CO2合成糖類需要ATP和NADPH。2光合作用的過(guò)程(3)暗反應(yīng)階段

實(shí)驗(yàn)4：阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)2材料：離體葉綠體處理：供給ATP、NADPH和CO2，黑暗條件結(jié)果：離體葉綠體中有糖類生成結(jié)論：光反應(yīng)階段提供

光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒(méi)有光都能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。在這一階段，CO2被利用，經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)后生成糖類。2光合作用的過(guò)程實(shí)驗(yàn)5：卡爾文實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)思路：同位素標(biāo)記14CO2，研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程材料：小球藻處理：光照、提供14CO2；不同時(shí)間殺死小球藻，再紙層析分離，最后鑒定放射性物質(zhì)。(3)暗反應(yīng)階段

結(jié)果：先出現(xiàn)14C3，最后出現(xiàn)14C5、14C6CO2C3

C6C5結(jié)論：2光合作用的過(guò)程(3)暗反應(yīng)階段

卡爾文實(shí)驗(yàn)2：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如果光照下突然中斷CO2供應(yīng)，C3急劇減少而C5量增加；突然停止光照，C3濃度急速升高而C5的濃度急速降低。結(jié)論：C3與C5之間是相互循環(huán)的。C52C3還原的C3CO2（CH2O）多種酶2光合作用的過(guò)程(4)光合作用過(guò)程2光合作用的過(guò)程同位素標(biāo)記元素的轉(zhuǎn)移途徑H：3H2ONADP3H(C

3H2O)C：14CO214C3(14CH2O)O：光反應(yīng)暗反應(yīng)CO2的固定C3的還原H218O18O2光反應(yīng)C18O2CO2的固定C3的還原C3(CH218O)2光合作用的過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)所需條件進(jìn)行產(chǎn)所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系必須有光有光無(wú)光都均可類囊體膜葉綠體基質(zhì)水光解為O2和H＋ATP和NADPH的合成CO2的固定；C3的還原；ATP和NADPH的分解光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2光合作用的過(guò)程光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)生成的ATP和NADPH供暗反應(yīng)的C3的還原，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi和NADP+。能量聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)能，暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能再轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。2光合作用的過(guò)程(5)光合作用和化能合成作用的比較項(xiàng)目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來(lái)源________________________代表生物綠色植物________相同點(diǎn)都能將____________等無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物

光能無(wú)機(jī)物氧化釋放的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O2光合作用的過(guò)程(6)環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析3影響光合作用的因素及應(yīng)用光照光照強(qiáng)弱直接影響光反應(yīng)二氧化碳CO2是光合作用的原料，直接影響暗反應(yīng)溫度溫度高低主要影響光合作用相關(guān)酶的活性水分水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，特別是水分的多少還影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽是光合作用產(chǎn)物進(jìn)一步合成許多有機(jī)物（如酶等）所必需的物質(zhì)光合作用強(qiáng)度：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響自變量：光照（強(qiáng)度、光質(zhì)）、溫度、CO2濃度等因變量：光合速率無(wú)關(guān)變量：植物葉片、其他環(huán)境條件處理、實(shí)驗(yàn)操作問(wèn)題：如何測(cè)量光合速率？CO2的吸收：可以用紅外線CO2傳感器測(cè)量O2的釋放：小葉片浮起數(shù)量法有機(jī)物合成：淀粉含量測(cè)量法【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄抗庹諒?qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響【實(shí)驗(yàn)材料】【實(shí)驗(yàn)步驟】打孔器，注射器，5WLED臺(tái)燈，米尺，燒杯，綠葉（如菠菜等）。有條件的學(xué)?？梢允褂没瘜W(xué)傳感器來(lái)測(cè)量O2的濃度。1．取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片（避開(kāi)大的葉脈）。2．將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動(dòng)活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可能需要重復(fù)2~3次。處理過(guò)的小葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄抗庹諒?qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響【實(shí)驗(yàn)材料】【實(shí)驗(yàn)步驟】打孔器，注射器，5WLED臺(tái)燈，米尺，燒杯，綠葉（如菠菜等）。有條件的學(xué)?？梢允褂没瘜W(xué)傳感器來(lái)測(cè)量O2的濃度。1．取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片（避開(kāi)大的葉脈）。2．將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動(dòng)活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可能需要重復(fù)2~3次。處理過(guò)的小葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響3．將處理過(guò)的圓形小葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。【實(shí)驗(yàn)步驟】4．取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（可以事先通過(guò)吹氣的方法補(bǔ)充CO2，也可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%的NaHCO3溶液來(lái)提供CO2）5．向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片，然后分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下。實(shí)驗(yàn)中，可用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。6．觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)光合作用強(qiáng)度增加問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)所測(cè)是否為葉片實(shí)際光合作用強(qiáng)度？（CH2O）O2CO2H2O總光合速率=凈光合速率+呼吸速率探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響①原理：光照強(qiáng)度通過(guò)影響植物的_____反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速度_______，產(chǎn)生的__________________增多，使暗反應(yīng)中還原過(guò)程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)D點(diǎn)：光飽和點(diǎn)(光照強(qiáng)度達(dá)到D點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng))。BC段：光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用=呼吸作用)AB段：光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度。A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用。(1)光照強(qiáng)度3影響光合作用的因素及應(yīng)用光加快NADPH和ATP內(nèi)部因素：光合色素含量、酶的數(shù)量和活性②曲線解讀外部限制因素：CO2

濃度等。(1)光照強(qiáng)度3影響光合作用的因素及應(yīng)用③應(yīng)用：溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)__________，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；光照強(qiáng)度陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。陽(yáng)生植物陰生植物（2）CO2濃度①原理：CO2影響______反應(yīng)階段，制約______的形成。A點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)(表示光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO2濃度)。A′點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B′點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)(CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度的增加而增加)。3影響光合作用的因素及應(yīng)用暗C3②曲線解讀:3影響光合作用的因素及應(yīng)用（2）CO2濃度溫室增施有機(jī)肥料使用二氧化碳發(fā)生器大田確保良好的通風(fēng)增施有機(jī)肥我國(guó)北魏時(shí)期的農(nóng)書(shū)《齊民要術(shù)》中，有關(guān)于栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”的記載。③應(yīng)用：通風(fēng)透光，既有利于充分利用光能，又可以使空氣不斷流過(guò)葉面，提供較多的CO2，從而提高光合作用強(qiáng)度來(lái)光合產(chǎn)量。h還可以增施農(nóng)家肥等(3)溫度①原理：影響

，主要制約暗反應(yīng)。B點(diǎn)：最適溫度，酶的活性最強(qiáng)，光合速率達(dá)到最大值。3影響光合作用的因素及應(yīng)用酶的活性②曲線解讀:

③應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光

合速率；晚上適當(dāng)______室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。降低（4）水或無(wú)機(jī)鹽3影響光合作用的因素及應(yīng)用①原理：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2

進(jìn)入植物體內(nèi)。礦質(zhì)元素通過(guò)影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對(duì)光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。如鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(yīng)。（4）水或無(wú)機(jī)鹽3影響光合作用的因素及應(yīng)用②曲線解讀:③應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的生長(zhǎng)規(guī)律，合理灌溉和施肥。探究多種因子對(duì)光合作用的影響P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高除橫坐標(biāo)所表示的因子之外的其他因子。自變量1自變量1自變量1自變量2溫度自變量2光照強(qiáng)度自變量2CO2濃度3影響光合作用的因素及應(yīng)用主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光操作：研磨：無(wú)水乙醇：溶解色素二氧化硅：有助于研磨得充分碳酸鈣：可防止研磨中色素被破壞過(guò)濾：?jiǎn)螌幽猃埐籍嫗V液細(xì)線：重復(fù)1到2次層析分離：層析液不能沒(méi)過(guò)濾液細(xì)線，小燒杯要加蓋。分離色素：用層析液分離層析液成分：石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成原理：都能溶解在層析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。提取色素原理：用無(wú)水乙醇提取原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。①捕獲光能的色素②捕獲光能的結(jié)構(gòu)③影響光合作用的因素基粒：由類囊體堆疊而成，分布有____和與________有關(guān)的酶)外表：雙層膜內(nèi)部：基質(zhì)：含有________有關(guān)的酶；暗反應(yīng)色素光反應(yīng)含有________，可進(jìn)行翻譯合成蛋白質(zhì)；含有______，可復(fù)制轉(zhuǎn)錄成______;DNA

RNA

核糖體光照強(qiáng)度或光的波長(zhǎng)（即，顏色）、溫度、CO2濃度、水、無(wú)機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）環(huán)境因素:遺傳及生理因素:陽(yáng)生植物與陰生植物；氣孔開(kāi)放程度；葉面積指數(shù)④光合作用的過(guò)程光反應(yīng)與暗反應(yīng)：光反應(yīng)必需有光；暗反應(yīng)不需要光，但需要光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP與NADPH光合作用的總反應(yīng)式：光合作用的能量變化：光能ATP與NADPH中活躍的化學(xué)能（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能【答案】B考點(diǎn)1光合作用的過(guò)程及應(yīng)用1.（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過(guò)程的圖，關(guān)于此圖說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．HCO3-經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．HCO3-通過(guò)通道蛋白進(jìn)入葉綠體基質(zhì)C．光反應(yīng)生成的H+促進(jìn)了HCO3-進(jìn)入類囊體D．光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)2．（2023·山西·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)勞動(dòng)人民在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲(chǔ)存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對(duì)某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理③風(fēng)干儲(chǔ)藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲(chǔ)藏④光周期處理，即在作物生長(zhǎng)的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關(guān)于這些措施，下列說(shuō)法合理的是（

）A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長(zhǎng)短與作物開(kāi)花的關(guān)系B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度【答案】A【答案】C3.（2022·福建·統(tǒng)考高考真題）下列關(guān)于黑藻生命活動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．葉片細(xì)胞吸水時(shí)，細(xì)胞液的滲透壓降低

B．光合作用時(shí)，在類囊體薄膜上合成ATPC．有氧呼吸時(shí)，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生CO2

D．細(xì)胞分裂時(shí)，會(huì)發(fā)生核膜的消失和重建【答案】B4．（2022·天津·高考真題）天津市針對(duì)甘肅古浪縣水資源短缺現(xiàn)狀，實(shí)施“農(nóng)業(yè)水利現(xiàn)代化與智慧灌溉技術(shù)幫扶項(xiàng)目”，通過(guò)水肥一體化智慧灌溉和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，助力落實(shí)國(guó)家“藥肥雙減”目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興。項(xiàng)目需遵循一定生態(tài)學(xué)原理。下列原理有誤的是（

）A．人工生態(tài)系統(tǒng)具有一定自我調(diào)節(jié)能力B．項(xiàng)目實(shí)施可促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)與能量循環(huán)C．對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)投入D．根據(jù)實(shí)際需要，合理使用水肥【答案】B5.（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）膜蛋白的種類和功能復(fù)雜多樣，下列敘述正確的是（

）A．質(zhì)膜內(nèi)、外側(cè)的蛋白質(zhì)呈對(duì)稱分布B．溫度變化會(huì)影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)速度C．葉綠體內(nèi)膜上存在與水分解有關(guān)的酶D．神經(jīng)元質(zhì)膜上存在與K+、Na+主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的通道蛋白【答案】A6.（2021·重慶·高考真題）類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過(guò)4層膜B．NADP+與電子（e-）和質(zhì)子（H+）結(jié)合形成NADPHC．產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D．電子（e-）的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)(1)制備類囊體時(shí)，提取液中應(yīng)含有適宜濃度的蔗糖，以保證其結(jié)構(gòu)完整，原因是

；為避免膜蛋白被降解，提取液應(yīng)保持

（填“低溫”或“常溫”）。(2)在圖I實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行圖II實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)條件下，也能產(chǎn)生ATP。但該實(shí)驗(yàn)不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H+濃度差，原因是

。7．（2022·重慶·統(tǒng)考高考真題）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，光能會(huì)被類囊體轉(zhuǎn)化為“某種能量形式”，并用于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生ATP（如圖I）。為探尋這種能量形式，他們開(kāi)展了后續(xù)實(shí)驗(yàn)。保持類囊體內(nèi)外的滲透壓，避免類囊體破裂低溫實(shí)驗(yàn)II是在光照條件下對(duì)類囊體進(jìn)行培養(yǎng)，無(wú)法證明某種能量是來(lái)自于光能還是來(lái)自膜內(nèi)外氫離子濃度差(3)為探究自然條件下類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H+濃度差的原因，對(duì)無(wú)緩沖液的類囊體懸液進(jìn)行光、暗交替處理，結(jié)果如圖III所示，懸液的pH在光照處理時(shí)升高，原因是

。類囊體膜內(nèi)外的H+濃度差是通過(guò)光合電子傳遞和H+轉(zhuǎn)運(yùn)形成的，電子的最終來(lái)源物質(zhì)是

。(4)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標(biāo)多碳化合物。若要實(shí)現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有

。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強(qiáng)度，產(chǎn)量也不再增加，若要增產(chǎn)，可采取的有效措施有

（答兩點(diǎn)）。

類囊體膜外H+被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高水NADPH、ATP和CO2

增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度8.（2022·全國(guó)·高考真題）根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時(shí)的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是

（答出3點(diǎn)即可）。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因?/p>

（答出1點(diǎn)即可）。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長(zhǎng)得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是

。O2、[H]和ATP自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)

C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2A．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲增強(qiáng)B．Mg2+含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對(duì)光能的捕獲D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和O2【答案】C考點(diǎn)2影響光合作用的因素1.（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過(guò)與PSⅡ結(jié)合或分離來(lái)增強(qiáng)或減弱對(duì)光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．低于最適溫度時(shí)，光合速率隨溫度升高而升高B．在一定的范圍內(nèi)，CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高C．CO2濃度為200μL·L-1時(shí)，溫度對(duì)光合速率影響小D．10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高【答案】D2.（2022·北京·統(tǒng)考高考真題）光合作用強(qiáng)度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如下圖。據(jù)圖分析不能得出（）3.（2022·海南·統(tǒng)考高考真題）某小組為了探究適宜溫度下CO2對(duì)光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是（

）【答案】BA．本實(shí)驗(yàn)中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B．葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C．四組實(shí)驗(yàn)中