第10.2讲 光合作用的探究实验和基本原理-【高效备战】2025届高考生物一轮复习课件

第10讲 光合作用的探究实验和基本原理 第三单元 细胞的能量供应和利用 序号 内容要求 1 说明：植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 2 活动：提取和分离叶绿体色素 【课程标准】 绿叶中色素的 提取和分离 叶绿体的结构适 于进行光合作用 光合作用 的原理 03 目录 CONTENTS 01 02 2 【第3-4课时】 考点二：光合作用的基本原理 CH2O O2 + 光 能(动力) 叶绿体(场所) CO2 H2O + 光合原料 光合条件 光合产物 1.化学反应式、概念和实质。 考点二：光合作用的基本原理。 (2)概念：光合作用是指绿色植物通过______，利用____，把____和_____转化成储存能量的______(如淀粉/蔗糖/有机酸/氨基酸等)，并释放出___的过程。 叶绿体 光能 CO2 H2O 有机物 O2 (1)化学反应式： (3)实质：将______合成有机物，将光能转换为有机物中的__________。 无机物 稳定化学能 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2 光能 叶绿体 2.过程: 考点二：光合作用的基本原理。 光反应 (色素/酶) CO2 C5 (CH2O) 暗反应 (多种酶) 韧皮部运输 蔗糖形式 植株各处呼吸利用或储存 2C3 固定 还原 葡萄糖 淀粉 该细胞呼吸利用 (稳定化学能) 通过气孔 扩散进入 H2O O2 H++e- NADP+ NADPH ADP+Pi ATP 根据______________分为_______和_______(亦称_______或___________)。 是否需要光能 光反应 暗反应 碳反应 卡尔文循环 (活跃化学能) (1)场所、条件。 (2)物质变化、能量变化(关注能量来源)。 (3)光反应停止，暗反应会停止吗？暗反应停止，光反应会停止吗？ (4)判断光合发生的最简单方法是看______。 随后都会 O2产生 (光能) 考点二：光合作用的基本原理。 2.过程: 叶绿体基质 (多种酶) 类囊体膜 (色素和酶) O2 H2O H+、e- 光能 NADP+ ADP+Pi ATP NADPH 2C3 固定 C5 CO2 还原 供H供能 供能 （CH2O） 光反应 暗反应 活跃化学能 稳定化学能 【温馨提示】光合[H]=NADPH___NADH=呼吸[H]，二者都____酶(填是或不是)。 不是 还原型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅰ ≠ 根据______________分为_______和_______(亦称_______或___________)。 是否需要光能 光反应 暗反应 碳反应 卡尔文循环 指三碳化合物， 即3-磷酸甘油酸 指五碳化合物，即核酮 糖-1,5-二磷酸(RuBP) 【反馈练习】 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 2.过程: 考点二：光合作用的基本原理。 根据______________分为_______和_______(亦称_______或___________)。 是否需要光能 光反应 暗反应 类囊体 薄膜 光能 H2O O2 NADP+ ADP+Pi (CH2O) 有机物中 稳定化学能 光反应 暗反应 ATP e- H+ e- H+ NADPH (H+浓度势能) 酶1 酶2 (电能) 光能 C3 多种酶 CO2 C5 碳反应 卡尔文循环 (电 能) 光能 ATP和NADPH中 活跃化学能 (H+浓度 势能) 3.比较: 考点二：光合作用的基本原理。 项目 光反应 暗反应 场所 条件 物质变化 能量转化 产物 联 系 类囊体膜 叶绿体基质 光、色素、酶 多种酶 光能→ATP和NADPH中活跃化学能 →有机物中稳定化学能 O2、ATP、NADPH (CH2O)、ADP、Pi、NADP+ (NADP+、ADP、Pi) (NADPH、ATP) 光反应 NADPH、ATP 暗反应 NADP+、ADP、Pi 光反应停止 暗反应随后停止 暗反应停止 光反应随后停止 H2O+NADP+ 光 NADPH+O2 ADP+Pi ATP 光 酶 光反应和暗反应。 阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”。下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后吸收CO2和释放O2量的变化，据此下列分析正确的是 A．光斑照射前，光合作用无法进行 B．光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加 C．光斑照射后，暗反应对光反应有限制作用 D．光斑移开后，光反应和暗反应迅速同步减弱 【反馈练习】 光反应的过程。 考点二：光合作用的基本原理。 NADPH 膜内侧 光解 膜外侧 合成 叶绿体基质 类囊体腔 H+协助扩散 膜外侧 合成 [H] O2 H2O e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- ATP O2 2H+ 4H+ 4H+ 6H+ H+浓度势能 电能 电能 电能 电能 (活跃化学能) (活泼还原剂) (活跃化学能) 4.拓展: 叶绿体基质 类囊体腔 类囊体薄膜 类囊体薄膜 类囊体薄膜 光反应的过程。 4.拓展: 考点二：光合作用的基本原理。 ATP 合成酶 色素 复合 体 e- 色素 复合 体 e- (光能) (光能) H+浓度势能 电能 电能 (活跃化学能) (活跃化学能) 光 酶 膜外侧面 膜内侧面 电能 电能 (高浓度) (低浓度) H2O O2 2H+ 4H+ 4H+ 考点二：光合作用的基本原理。 光反应的过程。 4.拓展: 第一阶段：光反应 H2O O2 + +NADP+ NADPH 还原剂 活跃化学能 ADP + Pi ATP 第二阶段：暗反应/碳反应/卡尔文循环 光合色素吸收的 光能 【温馨提示】 活跃化学能 电能 H+浓度势能 光合作用与细胞呼吸中的ATP合成 pH=8 pH=4 H+ ADP+Pi ATP 【综合提升】 15 (1)判断：物质运动方向和气体穿膜层数。 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 NADPH 、ATP、O2 NADP+、ADP、Pi、H2O 叶绿体 基质 叶绿体 基粒 (1)判断：物质运动方向和气体穿膜层数。 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 ①叶肉细胞内产生的一个O2分子从产生到消耗至少需穿过___层膜，CO2呢?___层膜。 ②叶肉细胞内产生的一个O2分子从产生到相邻细胞内消耗至少穿过___层膜，CO2呢？___层膜。 CO2 O2 CO2 O2 5 7 4 6 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 H途径：H2O C途径：CO2 O途径：H2O CO2 (2)追踪：光合原料中C、H、O的转移途径。 NADPH (CH2O)+H2O 光反应 暗反应 C3 (CH2O)+C5 固定 还原 O2 光反应 C3 (CH2O)+H2O+C5 固定 还原 【光合-呼吸的综合提升】 ①C18O2——→_____________——→18O2 ② 18O2——→______________——→C18O2 ③ 18O2——→_______________——→CH218O H218O H218O H218O→C18O2 暗反应 光反应 呼3 呼2 呼3 呼2 暗反应 (3)判断：物质含量的增减(C3、C5、[H]、ATP、CH2O)。 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 环境变化 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） CO2浓度不变 光照增强 光照减弱 ↑ ↓ ↑ ↑ 光照强度不变 CO2增多 CO2减少 ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ 还原 变化相同 ↑ ↓ ↓ ↓ 固定\还原 光反应\还原 变化相反 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 【归纳提升】叶绿体内的__________________变化相同，______________ _________也变化相同，前者和后者的变化____；糖类由________决定。 C5、NADPH、ATP C3、NADP+、 还原速度 【温馨提示】C3、C5的含量变化与其合成速率或消耗速率变化______相同。 相反 ADP、Pi 不一定 (3)判断：物质含量的增减(C3、C5、[H]、ATP、CH2O)。 f较e_________：C3__、C5__、NADPH__、ATP__ f较g_________：C3__、C5__、NADP+__、ADP__ 图4 图2 图1 [H]ATPC5 ADPPiC3 (1)下面各图表示叶绿体光合作用过程中C3、C5、[H]、ATP、ADP、Pi的含量变化曲线，请把相关物质标注在图上。 C5[H]ATP C3ADPPi 图3 [H]ATPC5 ADPPiC3 [H]ATPC5 ADPPiC3 [H]ATPC5 ADPPiC3 C3 C5 C3 C5 C3 C5 起点法(因1C5＜2C3) 【分析】[H]和ATP法 C5[H]ATP C3ADPPi C5[H]ATP C3ADPPi C5[H]ATP C3ADPPi C3 C5 (2)右下图表示某植株的CO2吸收量与CO2浓度和光照强度的关系曲线，请比较e、f、g条件下叶绿体中C3、C5、NADPH、NADP+、ATP、ADP、Pi的含量大小。 ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ 【反馈练习】 CO2浓度↓ 光照↑ ↓ ↓ (3)（光质变化）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是 A．红光，ATP下降 B．红光，三碳化合物上升 C．绿光，[H]下降 D．绿光，五碳化合物上升 【分析】 等光强的红光照射——[H]和ATP____ 等光强的绿光照射——[H]和ATP____ ↓ ↑ 【反馈练习】 考点二：光合作用的基本原理。 (4)分析：连续光照与间歇光照的有机物合成量大小。 4.常考点: 【提示】在光照期，暗反应消耗不完光反应提供的NADPH和ATP，富余的NADPH和ATP使暗反应还能持续较短的一段时间(设为xs)。 【结论】有机物合成量：间歇光照____连续光照。 【应用】植物工厂或大棚栽培在人工补光时，可适当采用________策略，不仅提高光合产量，还能节省能源成本。 甲组 连续光照 (光照10min→黑暗10min) 暗反应时间=_______________ 乙组 间歇光照 (光5s暗5s交替共20min) 暗反应时间=_______________ 10min + xs 10min + 120xs ＞ 光暗交替 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 (5)辨析：两种制造有机物的方式——光合作用和化能合成作用。 光能合成作用 CO2+H2O 光能 (3)辨析 (CH2O)+ O2 (1)化能合成作用：指能够利用体外环境中的______________时所释放的能量来制造有机物的合成作用。 (2)实例：________、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌(都不含叶绿素)。 某些无机物氧化 硝化细菌 2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 硝化细菌 2HNO3+能量 CO2+H2O 化学能 (CH2O)+ O2 化能合成作用 属于自养型 (依据能利用CO2) 【拓展提升】不能利用CO2制造有机物的生物都是______，如动物、真菌等。 (氧化NH3) (氧化S) (氧化FeSO4) 无机物氧化 释放的能量 硝化作用 异养型 4.常考点: 考点二：光合作用的基本原理。 (5)辨析：两种制造有机物的方式——光合作用和化能合成作用。 (1)化能合成作用：指能够利用体外环境中的______________时所释放的能量来制造有机物的合成作用。 (2)实例：________、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌(都不含叶绿素)。 某些无机物氧化 硝化细菌 【拓展提升】生物的代谢类型。 同化作用 (制造有机物) 异化作用 (氧化有机物) 自养型：___________(绿色植物、蓝细菌)、___________(硝化细菌) 异养型：如动物、真菌、多数细菌等 需氧型：植物、多数动物、醋酸菌等 厌氧型：蛔虫、乳酸菌等 光能自养型 化能自养型 【思考】硝化细菌________________、水绵________________、酵母菌________________。 化能自养需氧型 异养兼性厌氧型 光能自养需氧型 人_____________ 异养需氧型 (3)辨析：化能合成作用、光能合成作用(即光合作用)，都属于自养型。 (1)能利用CO2制造有机物的生物不一定能光合作用。如：________。 (2)能光合作用的生物不一定具有叶绿体，如______。 (3)能有氧呼吸的生物不一定具有线粒体，如______________。 (4)植物细胞不一定能进行光合作用，如__________________。 (5)植物体不一定能进行光合作用，如________________。 (6)________：能将NH3转化成植物易吸收的NO3-，并起除臭作用。 硝化细菌 蓝细菌 醋酸菌等好氧菌 根细胞、叶表皮细胞 菟丝子等寄生植物 硝化细菌 【易错提醒】 (2)下列关于硝化细菌的叙述，正确的是 A. 没有线粒体，所以不能进行有氧呼吸 B. 能将土壤中的氨氧化成亚硝酸或硝酸，所以硝化细菌是自养生物 C. 去除植物细胞壁的酶也可以用于去除硝化细菌的细胞壁 D. 虽然不能进行光合作用，但仍能将二氧化碳和水合成糖类 (1)硝化细菌之所以被归为化能自养型生物，其根据是它能 A．将氨合成为亚硝酸和硝酸 B．以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质，并储存能量 C．利用化学能把无机物合成有机物 D．把氨氧化物所释放的化学能合成ATP，直接用于生命活动 【反馈练习】 (3)下列①-④代表生理过程，A-D代表能量，请在图上标注生理过程名称和能量来源。 光合作用 化能合成作用 有氧呼吸 无氧呼吸 太阳 葡萄糖 氨氧化 葡萄糖 【反馈练习】 【本讲网络】 谢 谢 聆 听 THANKS! $$