高考生物（山东专用）复习专题6光合作用教学课件

专题6光合作用

生物山东省专用考点1捕获光能的色素和结构一、实验:绿叶中色素的提取和分离

二、光合色素的分布及功能1.分布:叶绿体类囊体薄膜。2.吸收光谱分析

3.功能:捕获、传递、转化光能。新链接

(1)叶绿体中的色素(即光合色素)≠液泡中的色素≠光敏色素,光敏色素是一种接收光

信号的分子,能调节植物的生长发育。(2)蓝细菌不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,也能进行光合作用。(3)光是影响叶绿素形成的主要因素,一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素,叶子

发黄。三、叶绿体的结构知识拓展(1)叶绿体是一种动态的细胞器,其在细胞内位置和分布受到的动态调控称为叶绿体定

位。弱光时,叶绿体会汇集到细胞顶面,最大限度地吸收光能,保证高效率的光合作用;

强光照射叶片中部时,叶绿体移到细胞侧面,避免强光的伤害。(2)化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测微丝蛋白

可能与叶绿体的运动有关。小表达

将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将

叶绿体的双层膜破裂后再照光,

(填“有”或“没有”)氧气释放,原因是

。答案:有类囊体膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体的双层膜破裂不影响类囊体膜的

功能考点2光合作用的原理一、光合作用的过程

光反应阶段暗反应阶段场所类囊体薄膜叶绿体基质物质变化(1)水的光解:2H2O

O2+4H++4e-;(2)ATP的合成:ADP+Pi+能量

ATP;(3)NADPH的合成:NADP++H++2e-

NADPH(还原型辅酶Ⅱ)(1)CO2的固定:CO2+C5

2C3;(2)C3的还原:2C3

(CH2O)+C5能量变化光能→ATP和NADPH中活跃的

化学能ATP和NADPH中活跃的化学能

→(CH2O)中稳定的化学能光合作用的总反应式及各元素去向知识归纳

(1)C3是指3-磷酸甘油酸,C5是核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。(2)C3还原消耗的能量不仅来自ATP,还来自NADPH。(3)暗反应有光、无光都能进行,若光反应停止,因NADPH和ATP还没有消耗完,暗反应

可继续进行一段时间。(4)细胞呼吸过程产生还原型辅酶Ⅰ(NADH),光合作用光反应产生还原型辅酶Ⅱ

(NADPH),两者不同。(5)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过

韧皮部运输到植物其他部位用于呼吸消耗、生长或转变成淀粉或脂肪等储存。小表达

将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中

不能产生糖,原因是

。答案:黑暗条件下不能进行光反应,不能生成ATP和NADPH,因此不能还原C3,不能生成

糖类二、环境改变时各物质含量变化的分析

考点3光合作用的影响因素及应用一、内部因素1.与自身遗传特性有关,如阴生植物、阳生植物;植物的叶绿体数量、色素含量、酶的

数量及活性、叶龄、叶面积指数等会影响光合作用。2.阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的

配置等都可合理利用光能。二、外部因素1.单因子因素影响因素原理曲线应用光照强度光照强度通过影响光反应阶段来制约暗反应,最终影响光合速率光饱和点后限制光合作用的外部因素主要是CO2浓度、温度等,此点前限制光合作用强度的外部因素主要是光照强度温室大棚中,适当增强光照强度,可提高光合速率,使作物增产等影响因素原理曲线应用CO2浓度CO2浓度影响暗反应阶段C3的合成

农田“正其行、通其风”;温室大棚可增施农家肥等来增大CO2浓度,提高光合速率温度通过影响酶的活性来影响光合作用

农田适时播种;温室栽培植物时,增加昼夜温差水分水是光合作用的原料之一,又是细胞内良好的溶剂。水还能通过影响气孔的开闭,间接影响CO2的吸收,进而影响光合作用—根据作物的需水规律合理灌溉知识归纳

“补偿点和饱和点”的移动分析(1)结合“内部因素”中的曲线图分析与阳生植物相比,阴生植物的光(CO2)补偿点和饱和点均左移。(2)结合“外部因素”光照强度和CO2浓度曲线分析

光合条件若变好,“补偿”“饱和”两边跑;光合条件若变差,“补偿”“饱和”中间靠。

小表达

1.增施有机肥可以提高作物产量的原因是

。2.影响气孔开闭的因素有

,气孔的开闭

(填“是”或“不是”)受单一因素的影响,举例说明:

。1.答案:有机肥可被土壤中的微生物分解成CO2和无机盐,CO2是光合作用的原料,无机

盐利于植物生长2.答案:光照、含水量、CO2浓度、植物激素等不是干旱会影响脱落酸(ABA)的合成,从而影响植物气孔开闭

2.多因子因素

(1)A点前:限制因子主要为光照强度。(2)B点后:光照强度不再是限制因子,光合速率还受温度、CO2浓度等的影响。考点4光合作用与细胞呼吸的综合一、物质和能量联系1.物质转变(以光合作用和有氧呼吸为例)

2.能量转化二、自然环境中一昼夜光合作用的曲线分析

1.a点前后CO2释放量变化的原因是夜间温度变化。2.光合作用开始于c点前(b点),结束于d点后,因光合速率小于呼吸速率,b~c段表现为释放CO2。3.A~B:中午气温过高,为减少蒸腾作用,叶片气孔部分关闭,CO2吸收减少,光合作用强

度减弱。4.一昼夜有机物的积累量:SP-SM-SN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积),该值大于0

时植物表现为生长。三、“三率”的判断和测定方法1.“三率”之间的关系:光合速率=净光合速率+呼吸速率。2.关键词辨析总(真正)光合速率净(表观)光合速率呼吸速率“同化”“固定”“消耗”

“叶绿体吸收”的CO2的量“从环境(容器)中吸收”或“环

境(容器)中减少”的CO2的量黑暗中释放的CO2的量“产生”或“制造”的O2的量“释放至容器(环境)中”或“容

器(环境)中增加”的O2的量黑暗中吸收的O2的量“产生”“合成”或“制造”

的有机物的量“积累”“增加”或“净产

生”的有机物的量黑暗中消耗的有机物的量小表达

植物叶片的净光合速率大于0,该植物

(填“一定”或“不一定”)可以正常生长,理由是

。答案:不一定植物能否正常生长取决于其能否积累有机物,植物叶片的净光合速率

大于0,但是植物还存在非绿色器官(如根)的细胞呼吸,所以整个植物的有机物积累量

不一定大于0光合作用的过程深挖教材(1)光反应:叶绿体中光合色素吸收的光能,一方面将水分解为氧和

,氧直接以

氧分子的形式释放出去(2021山东,16,3分),同时被叶绿体夺去两个

,其经过一

系列传递可用于

。另一方面在酶的催化作用下,提供能量促使

(必修1P103)(2021重庆,6,2分)。(2)暗反应:①CO2的固定:CO2在Rubisco的作用下,与

结合形成两个

(2021辽宁,22,13分)。H+电子NADP+与H+结合形成NADPHADP与Pi反应形成ATPC5[核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)]C3(3-磷酸甘油酸)②C3的还原:C3接受

释放的能量,并且被

还原生成3-磷酸甘油醛,随后经过一系列的反应转化为糖类(2023湖南,17,12分)。③C5的再生:一些3-磷酸甘油醛经过一系列变化,又形成C5,这些C5可以参与

(必修1P104)(2023湖南,17,12分)。(3)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是

,后者可以进入

,

再通过韧皮部运输到植株各处。蔗糖作为运输物质的优点有蔗糖是非还原糖,比较稳

定;蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小(必修1P104)(2023湖南,17,12分)(2022浙

江6月选考,27,8分)。

ATP和NADPHNADPHCO2的固定

蔗糖筛管

真题演练

(2021重庆,6,2分)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。

据图分析,下列叙述错误的是

(

)A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节

A考法1光系统及电子传递链1.光系统Ⅱ(PSⅡ)进行水的光解,产生O2、H+和自由电子(e-),光系统Ⅰ(PSⅠ)主要是介导NADPH的产生。2.光反应时,通过光合色素将光能转化为电能,电子在电子传递体之间的传递导致ATP

和NADPH的合成。3.光合作用中ATP的合成依赖ATP合酶,通过光系统中电子传递链释放的能量在类囊

体膜两侧建立质子梯度,质子顺电化学梯度流动时驱动ATP的合成。例

(2024届河北邯郸一调,19)植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时引起光

能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在叶肉细胞的PSⅡ系统,该系统

吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,但电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ

系统功能,使光合速率下降。番茄叶肉细胞中存在非光化学淬灭(NPQ)机制,可通过叶

黄素将过剩光能转化为热能散失。(1)PSⅡ系统存在于叶肉细胞的

(结构)上。(2)强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,减少了PSⅡ系统

产生的

、

,从而减轻其对叶绿体结构的破坏。强光会先抑制光合作用

阶段,减少了

的产生,其中后者作为活泼的还原剂。(3)为研究V基因在高光条件下对NPQ机制的作用,科研人员利用V基因沉默型番茄,与

野生型番茄经过相同高光处理,实验结果如图,说明高光条件下V基因的表达

。根据以上信息请你提供一种培育耐强光环境番茄的育种思路

。

解析

(1)依据PSⅡ系统能吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,可推测PSⅡ系统存在于叶肉细胞的类囊体薄膜上。(2)电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ系统

功能,使光合速率下降,强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散

失,减少了PSⅡ系统产生的自由基(或活性氧)、电子,从而减轻其对叶绿体结构的破

坏。强光会先抑制光合作用光反应阶段,减少ATP和NADPH的产生,其中NADPH作为

活泼的还原剂。(3)由题图可知,与黑暗处理相比,V基因沉默型番茄高光处理后,NPQ

的激活程度无明显提高,而野生型番茄经高光处理后,NPQ的激活程度有明显提高,说

明高光条件下V基因的表达能够促进NPQ机制的激活,故可培育V基因沉默型番茄获

得耐强光环境番茄。

答案

(1)类囊体薄膜

(2)自由基(或活性氧)电子光反应ATP和NADPH

(3)促进NPQ机制的激活培育V基因沉默型番茄考法2光呼吸

内容发生条件有光、高O2低CO2特点(1)消耗O2,产生CO2;(2)没有ATP或NADPH生成,是一个消耗能量的过程(消耗光反应

产生的ATP和NADPH)生理意义(1)光呼吸是进行光合作用的细胞为适应高光照及O2/CO2高比值条件下,提高抗逆性而形成的一条代谢途径;(2)在干旱和高辐射等的环境中,气孔关闭,胞间CO2浓度降低,会导致光抑制。此时光呼吸释放CO2,消耗多余能量,对光合器官起保护作用,避免产生光抑制例

(2023青岛期中,6)光合作用暗反应过程中,CO2与RuBP在Rubisco的催化下生成3-

磷酸甘油酸。O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP反应后生成磷酸乙醇酸,最终释放

CO2,该过程称为光呼吸。正在进行光合作用的绿色植物叶片在光照停止后,CO2释放

量突然增加,称为“二氧化碳的猝发”。下列说法正确的是

(

)A.光照过强气孔关闭,若植物呼吸强度不变,则CO2的产生量减少B.光呼吸会消耗有机物,对植物生长不利,应该抑制C.突然停止光照,磷酸乙醇酸的生成量增加D.O2与RuBP反应的过程必需在光下进行

解析

光照过强气孔关闭,O2与RuBP反应后释放CO2,若此时植物呼吸强度不变,则CO2的产生量增多,A错误;光呼吸可以消耗光反应产生的ATP和NADPH,又可防止强

光下气孔关闭导致CO2的吸收减少,避免了细胞间隙中CO2浓度过低的现象,一定程度

上对光合器官起到保护的作用,B错误;突然停止光照,CO2释放量突然增加,细胞间隙中

CO2浓度降低,导致O2与RuBP结合的概率增加,进而使磷酸乙醇酸的生成量增加,C正

确;O2与RuBP反应发生在暗反应阶段,无光条件下也能进行,D错误。

答案

C考法3CO2浓缩机制CO2浓度是限制光合作用的关键因素。因为Rubisco对CO2的亲和力较低,CO2浓度

过低会限制其催化CO2固定。所以,各类光合生物演化出不同机制来提高胞内CO2浓

度,从而促进光合作用。途径图示主要内容蓝细菌羧化体途径

蓝细菌可通过主动运输(CO2进入光合片层膜)和羧化体来提高Rubisco周围CO2浓度途径图示主要内容C4途径

(1)PE