高考生物一轮复习：第13讲 光合作用的原理

第13讲

光合作用与能量转化

考点二：光合作用的原理和应用

（第1课时）

授课人：

周远春

平远县实验中学

光合作用概念光合作用的过程光合作用原理的探索光合作用的影响因素捕获光能的色素和结构知识构建叶绿体的结构和功能绿叶中色素的提取和分离色素的种类和功能考点情境

考点二

光合作用的原理电子传递释放的能量用于H＋的逆浓度梯度运输，使类囊体腔内维持高深度的H＋，H＋由类囊体腔顺浓度梯度运输至叶绿体基质，驱动ATP的合成，电子有序传递保证了ATP和NADPH的合成，是完成光能转换的重要环节。光合作用是怎样进行的？光合作用过程中的物质变化和能量转化有什么关系？？知识点一、光合作用的概念及反应式

考点二

光合作用的原理

指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。CO2+H2O（CH2O）+O2

光能叶绿体2.过程1.概念(CH2O)表示糖类3.实质合成有机物，储存能量。(呼吸作用实质：分解有机物，释放能量)

考点三

光合作用的原理时间及科学家实验过程、方法和现象

实验结论19世纪末

至

1928年知识点二、探索光合作用原理的部分实验CO2分子与H2O结合成甲醛，甲醛不能转化成糖1937年希尔在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，甲醛再缩合成糖。后来科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其它氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气在离体叶绿体中发生水的光解，产生氧气

考点三

光合作用的原理【教材隐性知识】①源于必修1P103“思考·讨论”：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。提示：如图所示知识点二、探索光合作用原理的部分实验

考点三

光合作用的原理【教材隐性知识】②必修1P102“思考·讨论”:希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成直接关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。知识点二、探索光合作用原理的部分实验

考点三

光合作用的原理时间及科学家实验过程、方法和现象实验结论1941年鲁宾、卡门知识点二、探索光合作用原理的部分实验向植物分别提供H218O、CO2，植物释放的氧气全部为18O2，提供H2O、C18O2，植物释放的氧气全部为O2，

①实验方法：同位素示踪

②实验变量：自变量是

，因变量是

。C18O2、H218O释放出的O2是否含有18O

③实验结论：光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水CO2H2O

C18O2H218O18O2O2甲组乙组光照射下的小球藻悬液对比实验

考点三

光合作用的原理知识点二、探索光合作用原理的部分实验

考点三

光合作用的原理时间及科学家实验过程、方法和现象实验结论1941年鲁宾、卡门向植物分别提供H218O、CO2

释放18O2，提供H2O、C18O2

释放O2知识点二、探索光合作用原理的部分实验1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随水的光解过程中合成ATP光合作用释放的氧气全部来自H2O用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测放射性，14CO2→14C3→(14CH2O)20世纪40年代卡尔文光合产物中的碳来自CO2

考点三

光合作用的原理知识点三、光合作用的过程项目光反应暗反应区别场所条件和原料物质变化能量转化联系光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应区别场所条件和原料物质变化能量转化联系①光反应为暗反应提供

，暗反应为光反应提供

。②没有光反应，则暗反应

，没有暗反应，光反应

。①水的光解：②ATP的合成：①CO2的固定：②C3的还原：类囊体薄膜上叶绿体基质光能→ATP和NADPH中活跃的化学能活跃的化学能→（CH2O）中稳定的化学能NADPH和ATPNADP+、ADP+Pi光反应和暗反应的比较无法进行也不能进行光、色素、酶有光无光都可，多种酶①H的转移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的转移：CO2→C3→（CH2O）③O的转移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体

考点二

光合作用的原理知识点四、光合作用各元素转移途径

考点二

光合作用的原理知识点五、化能合成作用项目光合作用化能合成作用条件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等无机物产物

等有机物能量来源_____某些无机物氧化时释放的能量生物种类绿色植物、蓝细菌等

、硫细菌等糖类光能硝化细菌

能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。

基础诊断

1.鲁宾和卡门的实验中用到了对照实验原则。(

)2.光合作用的光反应为暗反应提供的NADPH和ATP,其移动方向为从类囊体薄膜到叶绿体基质。(

)3.光合作用中光反应必须有光才能进行，暗反应没有光也可以长期进行(

)4.光合作用制造的有机物中的氧来自水。(

)5.H2O在光下分解为H+和O2的过程发生在叶绿体基质中。(

）6.在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程。(

)7.当叶绿体内ATP不足时，线粒体产生的ATP可供叶绿体用于光合作用(

)√√√××××考向探究(2022广东联考模拟)1937年,植物学家希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光下可以释放出O2,该实验被称为希尔反应。后来科学家将叶绿体破碎离心,分别收集绿色沉淀部分和无色上清液部分,绿色沉淀部分悬浮后照光可以产生O2。下列说法正确的是(

)

A.绿色沉淀部分含量最多的色素是叶绿素bB.希尔反应场所是叶绿体类囊体薄膜C.铁盐等氧化剂是希尔反应的催化剂D.在无色上清液中加入CO2不能合成C3B光合作用概念及反应式光合作用的过程光合作用原理的探索捕获光能的色素和结构知识网络叶绿体的结构和功能绿叶中色素的提取和分离色素的种类和功能（再现）希尔鲁宾和卡门阿尔农卡尔文

高考真题演练1.（2021·广东·高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是()

A．Rubisco存在于细胞质基质中

B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATP

D．Rubisco催化C5和CO2结合D

高考真题演练2.（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（）

A．ATP B．NADP+

C．NADH D．DNAD

高考真题演练3.(2021·湖南卷)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A.弱光条件下植物没有O,的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度

A环境改变时光合作用各物质含量的变化分析1.“过程法”分析各物质变化CO2浓度不变NADPH、ATP

C5C3

（CH2O）光照减弱光照增强减少增加减少增加减少增加减少增加光照不变NADPH、ATPC5C3

（CH2O）CO2浓度减少CO2浓度增加增加减少减少增加增加减少减少增加C3与C5、NADPH、ATP的变化相反环境改变时光合作用各物质含量的变化分析2.“模型法”表示C3和C5的含量变化起始值C3高于C5(约为其2倍)①图1中曲线甲表示

，曲线乙表示

。②图2中曲线甲表示

，曲线乙表示

。③图3中曲线甲表示

，曲线乙表示