2025届高三一轮复习生物：捕获光能的色素和结构及光合作用的原理课件

《分子与细胞》第三单元 人教版 高中生物一轮复习 细胞的能量供应和利用 第4课时 捕获光能的色素和结构 及光合作用的原理 考情分析 新旧教材对比 增：①差速离心法的原理和过程；②内质网种类；③同位素标记法的定义和应用。 改：①水分解为氧和H＋，H＋与NADP＋结合形成NADPH；②C3还原过程中NADPH既提供能量又作还原剂。 删：①叶片呈现绿色的原因；②普利斯特利实验；③英格豪斯实验；④梅耶实验；⑤萨克斯实验。 淡化：化能合成作用改为小字介绍。 考点 由高考知核心知识点 预测 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 考点一：捕获光能的色素 （3年10考，全国卷3年2考） （2024·广东）色素的提取和分离实验 （2023·江苏）色素的提取和分离实验 （2023·海南）色素的种类 （2023·全国）色素的种类及分布 （2022·辽宁）色素的提取和分离实验 题型：选择题、解答题 内容： 本专题为高频考点，考查的知识点非常多，包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程。本专题高考试题多为非选择题，多结合曲线分析进行考查。 考点二：叶绿体的结构与功能（3年6考，全国卷3年2考） （2024·广东）叶绿体的结构与功能适应观 （2023·广东、2023·湖北、2023·全国）叶绿体的结构与功能适应观 （2022·广东、2022·山东）叶绿体的结构与功能适应观 考点三：光合作用的原理 （3年12考，全国卷3年4考） （2024·广东、2024·全国）光合作用的过程 （2023·天津、2023·山西）光合作用的过程 （2022·福建、2022·全国）光合作用的过程 一、绿叶中色素的提取和分离 P一99 1.提取原理？ 2.分离原理？ 3.选材？ 4.步骤、方法、原因: ①提取色素（研磨→过滤→收集滤液） 加SiO2的目的？ 加CaCO3的目的？ 研磨要迅速、充分，目的？ 过滤时要用单层尼龙布不用滤纸的原因？ ②制备滤纸条：a.剪去两角的目的？ b.距剪角的一端1cm处用铅笔画一细线的目的？ ③画滤液细线：a.滤液细线要细直齐 目的？b.怎样使滤液细线上积累较多的色素？c. 待滤液干后再画下一次，原因？ ④分离色素：不能让滤液细线触及层析液，原因？ 层析时试管口塞严原因？ 5.实验结果: 画出滤纸条上的色素带、颜色、主要吸收光谱 6.色素的功能？分类和含量？影响叶绿素合成的因素？叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础？叶绿体结构图？ 自主梳理 5.4 光合作用与能量转化 二、光合作用的原理 1. 光合作用总反应式、过程图解 2.写出光反应阶段、暗反应阶段的：场所、物质变化、能量转化 ； 联系？ 3.唯一不需要酶催化的反应？叶绿体中，NADPH、ATP、ADP的移动方向？NADPH的来源、去向、作用？ATP的作用？光合作用过程中，可循环利用的物质？中间产物？ 判断：光反应、暗反应既有水的消耗，又有水的生成 4. C3、C5分别指什么？P104相关信息 5.（1）阴天时，短时间内NADPH、ATP、C3、C5、(CH2O)的量如何变化？ （2）夏季高温中午，短时间内NADPH、ATP、C3、C5、(CH2O)的量如何变化？ （3）NADPH、ATP变化始终相同，C3、C5变化始终相反。对吗？ 6.分析反应物中C、O、H元素的去向？再加上有氧呼吸考虑呢？ 7.影响光合作用的因素？（真正)光合速率的表示方法？光合速率与呼吸速率的关系？ 判断：植物光合作用产生的ATP的量远大于细胞呼吸产生ATP量。 三：化能合成作用与光合作用相同点、区别? 自主梳理 5.4 光合作用与能量转化 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。原理 2.活动：提取和分离绿叶中的色素。 3.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。应用 课标要求 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 光合作用过程延伸知识点 元素的转移途径 C、H、O 光合作用与化能合成作用区别 环境改变时光合作用各物质含量的变化 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 思维导图总览 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 （1）实验原理 ①提取原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 （或丙酮）中，用无水乙醇提取色素。 ②分离原理 ：绿叶中色素在 (汽油)中的 不同，随层析液在滤纸上 不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 无水乙醇 层析液 溶解度 扩散速度 纸层析法 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 (2)实验步骤 ①提取绿叶中的色素 剪 称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎 加 二氧化硅： 碳酸钙： 无水乙醇： 有助于研磨充分 防止研磨中色素被破坏 溶解色素 磨 迅速：防止乙醇挥发， 充分：使色素完全释 放，充分提取色素 为保证提取效果，无水乙醇应分多次加入 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 (2)实验步骤 ①提取绿叶中的色素 取 称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎 剪 二氧化硅： 碳酸钙： 无水乙醇： 有助于研磨充分 防止研磨中色素被破坏 溶解色素 磨 滤 用单层尼龙布 (过滤掉滤渣) （不能用纱布或滤纸） 塞 收集滤液到试管中，及时用棉塞塞严 （防止乙醇挥发和叶绿素氧化分解） 迅速充分：防止乙醇过度挥发，充分溶解色素 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 (2)实验步骤 ①提取绿叶中的色素 剪 称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎 加 二氧化硅： 碳酸钙： 无水乙醇： 有助于研磨充分 防止研磨中色素被破坏 溶解色素 磨 滤 用单层尼龙布 （不能用纱布或滤纸） 塞 收集滤液到试管中，及时用棉塞塞严 （防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解） 迅速充分：防止乙醇过度挥发，充分溶解色素 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次。 (2)实验步骤 ②制备滤纸条 1cm 用铅笔画一条细的横线 ③画滤液细线 干燥的定性滤纸 剪去两角 毛细吸管划线，细齐直 将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径。长度略小于试管长度的滤纸条。将滤纸的一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细线。 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 ④分离绿叶中的色素 层析液 （滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离） 滤液细线 （用培养皿盖住的目的是防止层析液挥发） 1.色素的提取和分离实验 (2)实验步骤 ⑤观察记录 圆形滤纸打孔 色素提取液 笔帽 滤液细线 棉线 (灯芯) 蘸取 盖 穿过中间孔 盖 层析液 结果 拓展：色素分离的改进 —— 灯芯法 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 避免了滤液细线触及层析液的易错步骤 1 2 3 4 6 5 层析 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 13 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 类胡萝卜素 （含量约1/4） 叶绿素 （含量约3/4） 较快 较慢 最慢 较少 最多 较多 较低 最低 最快 最少 最高 较高 实验结果异常分析 1. 绿色过浅： ① 未加碳酸钙或加入量过少 ②使用放置数天的绿叶（或黄叶） 3. 没有色素带： ①未加无水乙醇 ②滤液线没过层析液 ③未画滤液细线 2.整体色素过浅： ①研磨不充分 （未加SiO2） ②加入过量的乙醇 ③画滤液细线次数少 （3）实验结果及分析 4. 色素带重叠： ①重复画线时未干燥 ②滤液线没有达到细长直 扩散速度 含量 溶解度 看距离远近 看色素带宽窄 考点一 捕获光能的色素和结构 1.色素的提取和分离实验(总结） 1.提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 2.分离原理：不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。 3.选材：应选取鲜绿（色素含量高）、含水量少（水多了不利于提取）的叶片。 4.步骤、方法、原因: ①提取色素（研磨→过滤→收集滤液） 加SiO2的目的：有助于研磨充分 加CaCO3的目的：防止研磨中色素被破坏 研磨要迅速、充分：迅速是为了防止无水乙醇挥发； 充分是使叶绿体充分被破坏，色素完全释放。 过滤时要用单层尼龙布不用滤纸的原因：a.色素分子较大，不易透过滤纸 b.滤纸易吸附色素，降低色素浓度 收集滤液的试管口塞严：防止乙醇挥发和色素氧化 ②制备滤纸条：预先干燥处理，使层析液在滤纸条上快速扩散。 a.剪去两角的目的：防止色素在滤纸条边缘扩散过快，使色素带平齐。 b.距剪角的一端1cm处用铅笔画一细线的目的：标记作用 ③画滤液细线：a.滤液细线要细直齐 目的？ 各色素扩散的起点相同 b.怎样使滤液细线上积累较多的色素？待滤液干后，再重画一两次。 c.滤液干燥后再画1-2次 c.画的时候注意待滤液干后再画下一次，原因：防止滤液扩散使滤液细线过宽，影响分离效果 ④分离色素： 不能让滤液细线触及层析液，原因：防止色素溶解在层析液中 层析时试管口塞严：防止层析液挥发 （纸层析法） （增加色素附着量，使分离出的色素带清晰分明 （2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是 A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D.用过的层析液直接倒入下水道 C 选择新鲜程度不同的叶片分开研磨 提取液为无水乙醇， 光合色素不溶于水 用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，有毒，不能直接倒入下水道。 考点一 捕获光能的色素和结构 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 阳光 (白光) 阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。 400 760 波长/nm 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜。分别让不同颜色的光，照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。 阳光 (白光) 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 叶绿素a和叶绿素b的吸收峰不同 叶绿素主要红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光，不吸收红光 从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波长方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a (填“宽”或“窄”)。 宽 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 ①叶绿素含量会升高，有利于吸收更多的光，以适应遮光环境。 ②叶绿素a/叶绿素b的值会降低，叶绿素b比叶绿素a对蓝光的吸收峰值更高，弱光下的吸收能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。 研究表明:在遮光条件下,以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：适当遮光条件下（如同一植物底层叶片），叶绿素会发生怎样的变化以适应遮光环境？ 光合色素功能： ①吸收、传递（四种色素）、②转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a） 补充：光合色素的功能 叶绿素a:C55H72O5N4Mg 叶绿素b:C55H70O6N4Mg 胡萝卜素：C40H56 叶黄素：C40H56O2 考点一 捕获光能的色素和结构 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 绝大多数的叶绿素a，全部叶绿素b，叶黄素和胡萝卜素具有吸收传递功能的作用。吸收转化功能：是少数处于特殊状态的叶绿素a。胡、黄、a、b都是用来吸收和传递光能的,它们接受光能,经过一次又一次艰苦的传递把它传给某些特殊状态的叶绿素a,这些特殊状态（激发态）的叶绿素a把光能变成电能,再把电子传给NADP+,并促进水的光解形成NADPH带一个H+,当然还合成了ATP这样,光能就变成了活跃的化学能,在随后的暗反应中,ATP、NADPH中的活跃的化学能在将CO2还原后,将其转化为稳定地化学能储存在糖类中. 考点一 捕获光能的色素和结构 思考：海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的位置大致依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？ 水对红、橙光(长波光）的吸收比对蓝、绿光的吸收要多,即到达深水层的光线是 波长的光。 吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水的 层。 吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的 层； 吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于海水 层； 海洋中的藻类分布是海洋群落垂直结构的体现，有效的避免了种间竞争，充分利用了光能。 短 浅 中 深 考点一 捕获光能的色素和结构 春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，大部分绿光未被叶绿素吸收，因而被反射出来，使其呈绿色；寒冷时，叶绿素合成受阻，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，故叶片变黄；寒冷时，植物体积累了较多的可溶性糖以适应寒冷环境，这利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色。 1. 一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色，有的树叶甚至变红，出现这一现象的原因是什么？ 2.冬季时，为了增加产量，应该选择什么颜色的大棚塑料薄膜？为什么？ 无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，各种颜色的光均能通过，植物获得的光能更多,而有色大棚主要透过同色光。 3.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。 考点一 捕获光能的色素和结构 吸收率(——) 400 500 600 700 800 可见光 红外光 波长/ nm 吸收光谱 作用光谱 作用光谱 作用光谱显示的是不同波长的光合作用效率，通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放量)来绘制 氧气释放的作用光谱和完整叶绿体的吸收光谱高度一致。差异出现在类胡萝卜素的吸收区域450一550nm，意味着从类胡萝卜素到叶绿素的能量转移不如叶绿素间的能量转移有效。 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 （2024·河北高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素 的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 （3）研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为__________________________（答出两点即可）。 考点一 捕获光能的色素和结构 白膜 考点一 捕获光能的色素和结构 1.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是（     ） A.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 B.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 B 【解析]吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，A正确; 根据光合色素的吸收光谱图可知，胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b属于叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，B错误; 光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。640~660nm波长的光属于红光，因此在此范围波长下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。 考点一 捕获光能的色素和结构 2.下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。植物进行光合作用时，下列物质的变化趋势与作用光谱基本一致的是（ ） A.O2的释放量 B.NADPH的量 C.C3的总量 D.C5的总量 A 解析:题图中:叶绿素a的吸收值有两个波峰,主要集中于红光区和蓝紫光区;总吸收光谱是指叶绿体中色素总吸收值;作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似,说明色素吸收的光均可用于光合作用。题干中提出“作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率”,即该作用光谱与光质有关,而不同光质下色素吸收光能的量不同,影响光反应和暗反应的整体速率,02释放量和有机物生成量会有所不同。 补充1.影响叶绿素生物合成的条件 光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件，如果没有光照，大多数植物叶子会发黄。 叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响很大。秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白等现象,都与低温抑制叶绿素形成有关。 氮和镁是叶绿素的组成成分，这些元素缺乏时不能形成叶绿素，植物出现缺绿症。 植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，干旱时叶片呈黄褐色。 光照 温度 矿质元素 水分 考点一 捕获光能的色素和结构 返回导航 下一页 上一页 铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子 补充2：光合色素与花青素 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。 比较项目 光合色素 细胞液色素(花青素) 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 考点一 捕获光能的色素和结构 判断：用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间（ ） 在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中(　) × × 返回导航 下一页 上一页 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 29 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体 外膜 内膜 类囊体 基粒 叶绿体基质 （核糖体，DNA,RNA,酶） ①4种光合色素分布在 _________________。  ②与光合作用有关的酶分布在________________ _______________ ③外膜和内膜是透明的利于光的透过。 （1）叶绿体的结构 类囊体的薄膜上 类囊体膜上和叶绿体基质中 考点一 捕获光能的色素和结构 （2）叶绿体功能相关实验 资料1：(必修1 P100) 无空气的黑暗环境 完全暴露在光下 1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵和需氧细菌进行有关实验。 用极细的光束照射 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 细菌只向叶绿体被光束照射到的地方集中 细菌分布在叶绿体所有受光部位。 在恩格尔曼之前，人们就已经知道，光合作用需要光，也会产生氧气，而恩格尔曼就是探究。结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所 结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 (1)实验材料用 ，水绵的叶绿体呈 分布，便于观察，用需氧细菌可确定 的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了 ， 的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为 ， 和 的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体功能相关实验 (1)资料1：(必修1 P100) 无空气的黑暗环境 完全暴露在光下 1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵和需氧细菌进行有关实验。 用极细的光束照射 结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所 结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 1.恩格尔曼实验设计的巧妙之处： 水绵和需氧细菌 螺旋带状 释放氧气 氧气和光 有光照 无光照 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 (2)叶绿体功能相关实验 资料1：(必修1 P100) 紧接着，他又做了一个实验：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 结论：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。 红光 蓝紫光 变暗区域说明光被吸收较多 考点一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 (2)叶绿体功能相关实验 资料2(必修1 P101)： 在叶绿体的类囊体膜上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。 叶绿体 结论：说明光合作用的有关生化反应在 中进行。 恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 35 3)测定三种藻类的吸收光谱如下图，则图中c曲线表示________的吸收光谱。已知短波长的光比长波长的光水中的传输性能更好，则三种藻类中，更适合生长在深海的是______。 光合作用需要特定的物质和结构，回答下列有关问题： 绿藻 a 考点一 捕获光能的色素和结构 拓展：光合作用中红光的能量转化率最高 1.光合作用能量转化效率 能量转化率= 光合作用储存在有机物中的能量 ×100% 所需光照的能量 2.光合作用固定有机物与光子数有关，与光子种类无关。 暗反应合成一定量的有机物，所需的光子数是一定的， 与光子是蓝光的光子还是红光的光子无关。 3.相同光照强度时，红光的光子数多于蓝光的光子数 4.蓝光在光合色素分子间传递散失的能量比红光多 1光的物理性质 光具有波粒二象性，既具有波的性质，也具有粒子的性质。光的粒子性质是光是由一粒一粒的以光速运动的粒子流构成的特殊形式的物质。光的粒子称子。每个光子的能量可以表为:ε=hv=hc/λ(v、c、λ和 h分别表示光的频率，速度、波长和普朗克常数)。1摩尔光子称为1爱因斯坦，1爱因斯坦的能 E=Nhc/λ(N是阿伏伽德罗常数)。 可见，光子的能量与光的频率成正比，与光的波长成反比。在可见光中，是长波光，而蓝紫光是短波光,因此,红光光子的能量比蓝紫光光子的能量要 2相同光照强度下光子数量的多少 光照强度指的是单位面积上所接受的可见光的能量,光照强度的大小反映光照能量的多少。在光照强度相同时，各种可见光具有相同的能量。由于每个红光光子的能量比蓝紫光光子要少，因此,同样光照强度下红光光子的数量要多蓝紫光。白光是复合光，这样，在白光中光合作用可以利用的有效光照(红，蓝紫光)的能量之和要少于同能量下单纯的红光和蓝紫光。同能量下的红蓝紫光和白光比较,显然红光中光子的数量最多，而在白光中红光和蓝紫光白子数都要分别少于同能量下的红光光子数和蓝紫光光子数。 拓展：光合作用中红光的能量转化率最高 光照强度相同的红光和蓝光 红光的光子多 红光传递过程中能量散失少 蓝光的光子少 蓝光传递过程中能量散失多 红光 蓝光 合成有机物多 合成有机物少 光照能量相同 储存的能量多 储存的能量少 光合作用中红光的能量转化效率高 拓展：光合作用中红光的能量转化率最高 光合作用中红光的能量转化效率高 蓝光有利于植物蛋白的合成 红光有利于植物糖类的合成 在人工提供光源进行光合作用时(如:太空培育植物、植物工厂等)，主要是提供90%的红光+10%的蓝光 90% 10% 红光 蓝光 仅从能量角度考虑，单独使用红光最好，但实际上不同植物、不同生长阶段需要不同比例的光照，这样植物才能长的更好。90%的红光和10%的蓝光配方也只是比较常见的一组光配方。 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 40 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 41 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 1.探索光合作用原理的部分实验 19世纪末 普遍认为，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，然后甲醛分子缩合成糖 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 1928年 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。 考点二 光合作用的原理 42 如何证明光合作用产生的氧气中氧元素的来源？ 不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体 希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 19世纪末 普遍认为，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，然后甲醛分子缩合成糖 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 1928年 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。 1937年 英国植物学家希尔 发现希尔反应，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 加入铁盐或其他氧化剂 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 希尔反应中加入的人工氧化剂(A)称为Hill 试剂，其中一种是2，6-二氯酚靛酚，当被氧化时为蓝色,而还原后就变成无色了。 当加有这种染料的叶片提取物受光照时,染料从_____色转变为_____色,并且有02产生。 蓝 无 希尔反应是指叶绿体借助光能使电子受体还原并放出氧的反应。当希尔（ R． Hill， 1939）用光照射加有草酸高铁的叶绿素悬浊液时，发现 Fe3＋ 还原成 Fe2＋ 并放 O2 （ 1939）。希尔反应一般可用下式表示： 　　（ Hill reagent）或称希尔氧化剂（ Hilloxidant）。虽然在光合成中，生理学上的希尔氧化剂是 NADP＋ ，但用草酸高铁、铁氰化钾和苯醌等化合物也能观察到希尔反应。另外，虽然 O2 仍可作为氧化剂，但在这种情况可见有 O2 － （超氧阴离子）和 H2 O2 的形成，而 H2 O2 是由不均化反应造成的。希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体。如何证明光合作用产生的氧气中氧元素的来源？ 43 水的光解与糖类的合成是分开的 19世纪末 普遍认为，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，然后甲醛分子缩合成糖 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 1928年 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。 1937年 英国植物学家希尔 发现希尔反应，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O 同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。用同位素标记的化合物，化学性质不变，也可以参与生物体内的生化反应。 12C、14C 1H、 3H 31P、32P 32S、35S 14N、15N 16O、18O (稳定性)同位素标记法 原子核稳定，不发出射线。科学家也可通过测量分子质量或离心技术来区别同位素 。 (放射性)同位素标记法 原子核不稳定，能发出射线，科学家通过特殊的放射性显影仪器追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的过程。 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 希尔反应中加入的人工氧化剂(A)称为Hill 试剂，其中一种是2，6-二氯酚靛酚，当被氧化时为蓝色,而还原后就变成无色了。当加有这种染料的叶片提取物受光照时,染料从蓝色转变为无色,并且有02产生。 希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体。如何证明光合作用产生的氧气中氧元素的来源？ 44 19世纪末 普遍认为，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，然后甲醛分子缩合成糖 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 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。 1937年 英国植物学家希尔 发现希尔反应，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O 1954年 美国科学家阿尔农 发现在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现该过程总是与水的光解相伴随。 1928年 20世纪40年代 美国科学家卡尔文 探明了CO2 中的碳是如何转化为有机物中的碳的 20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用经过14C标记的14CO2 ，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终证明了CO2是如何转化为有机物中的碳的。（教材P104） 14CO2 小球藻 有机物的14C 卡尔文循环：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径. 结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 45 19世纪末 普遍认为，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，然后甲醛分子缩合成糖 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。 1937年 英国植物学家希尔 发现希尔反应，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O 1954年 美国科学家阿尔农 发现在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现该过程总是与水的光解相伴随。 1928年 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 20世纪40年代 美国科学家卡尔文 探明了CO2 中的碳是如何转化为有机物中的碳的 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 46 1. 叶绿体中的电子受体的发现 H2O O2 NADPH + H+ 2 2 + 光照 2 + NADP+ 叶绿体 水是最终的电子供体，NADP+是最终的电子受体 20世纪50年代中期，科学家发现叶绿体中具有天然的电子受体 NADP+，在光照下NADP+得到电子和H+，生成NADPH。 1.探索光合作用原理的部分实验（补充） 考点二 光合作用的原理 1966年，美国科学家雅根多夫在黑暗条件下将叶绿体置于pH为4的缓冲液中15 s后，再将叶绿体转移至含有ADP和Pi、pH为8的缓冲液中，此时类囊体膜内侧pH为4，外侧pH为8，随后类囊体膜两侧这一 pH 梯度逐渐减小，同时还伴随有 ATP 的生成。 2. 叶绿体产生ATP的机制 pH=4 pH=7 pH=4 pH=4 pH=8 pH=8 pH=7 pH=7 pH=4 黑暗 15s 移至新 缓冲液中 1.探索光合作用原理的部分实验（补充） 考点二 光合作用的原理 1966年，美国科学家雅根多夫在黑暗条件下将叶绿体置于pH为4的缓冲液中15 s后，再将叶绿体转移至含有ADP和Pi、pH为8的缓冲液中，此时类囊体膜内侧pH为4，外侧pH为8，随后类囊体膜两侧这一 pH 梯度逐渐减小，同时还伴随有 ATP 的生成。 2. 叶绿体产生ATP的机制 pH=8 pH=8 pH=4 pH=4 pH=4 pH=4 pH=4 pH=4 pH=8 pH=4 H+ ADP+Pi ATP 说明：叶绿体中ATP生成的直接驱动力是______________ H+浓度梯度 这与有氧呼吸中_____________ ATP的生成机制相似。 线粒体内膜上 1.探索光合作用原理的部分实验（补充） 考点二 光合作用的原理 1941年，美国科学家鲁宾和卡门制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐。在适宜光照条件下，他们将3组小球藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例。实验结果如下图： ①碳酸氢盐的作用是什么？ 为小球藻提供二氧化碳 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 50 1941年，美国科学家鲁宾和卡门制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐。在适宜光照条件下，他们将3组小球藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例。实验结果如下图： ②鲁宾和卡门对小球藻进行的实验处理是什么？ 给3组小球藻提供含有不同比率18O的水和碳酸氢盐 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 51 1941年，美国科学家鲁宾和卡门制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐。在适宜光照条件下，他们将3组小球藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例。实验结果如下图： ③该实验结果证明光合作用释放的氧气来自水，而不是二氧化碳的依据是什么？ 三组释放的O2中18O所占比例均与本组供给的水中18O所占比例基本相同，而与本组供给的碳酸氢盐中18O所占比例不同 1.探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理 52 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 53 指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 合成有机物，储存能量 （将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能） （1）定义 (2)实质 (3)光合作用过程图解 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 55 光合作用的过程 2.光合作用的过程 类囊体 基粒 叶绿体基质 色素 H2O O2 H+ 光解 光能 2e- NADP+ 氧化型辅酶Ⅱ 酶 NADPH 还原型辅酶Ⅱ ADP ＋Pi 酶 ATP CO2 光反应 绿叶通过气孔从外界吸收 C5 一种五碳化合物 C3 三 碳 化 合 物 多种酶 参加催化 （CH2O） 暗反应 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 概念 反应式 实质 考点二 光合作用的原理 （4）过程 蔗糖 筛管运输 植物各处 （三碳糖） 2H2O O2 4H+ e- e- e- e- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ NADPH + NADP+ e- ATP ADP+Pi 类囊体膜 类囊体腔 光 光 光系统Ⅰ 光系统Ⅱ ATP合酶 ①光反应阶段 H+ 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 （4）过程 植物光合作用的光反应大多是在光系统内进行的。光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)。 光系统二吸收光能之后，水就变成氧气，产生氢离子和电子，这个电子是高能量状态的电子。那么就可以由高能量向低能量状态传递，这个红色的箭头的指向就是指的电子的传递过程。由光系统二传给一个这个就表示一种类物质。称为质体醌，这个物质呢是一种脂溶性的小分子可移动的载体。然后呢就带着电子传给ctb6f表示细胞色素b6f复合体，是细胞色素的b6和f的复合体，这是一个蛋白质。因为他是一个复合体，传给他了之后呢，此时电子就从高能量状态传到低能量状态，那么就会把能量放出来，放出来的时候呢就可以逆浓度的把氢离子从叶绿体基质一侧泵到类囊体腔中，保证了类囊体腔里面有高浓度的氢离子。然后这个电子继续传，由细胞色素b6复合体传给了另外一个可移动的电子载体。叫PC，就是叫质体蓝素，这个呢是一个用的水溶性的一个载体，然后呢把这个电子呢一直传到这个光系统一。那这个时候呢从这边光激发产生从水中激发的电子，最终呢传给了p1了，这个时候这个电子的能量呢已经比较低了。但是呢由于光系统一它也能吸收光能，因为它里面也含有光合色素。将吸收的能量然后呢把这个电子呢原来容量比较低，现在给它相当于用光能激发了，电子的又往上走了，就是又变成了高能量的电子，那么这个电子最终是和谁结合的？就和氧化型的辅酶2 ndp正结合，同时呢ndp正结合这一侧的氢离子啊就变成了还原型的辅酶二，因此还原型的辅酶二是得到了或者含有了高能电子的，因此还原型辅酶二是有高能量的，不仅具有还原性。还是一种比较活跃的化学能，有着高能量啊。然后这个电池呢也就是说从水中油光激发之后最终传给氧化型的辅酶二就变成还原学的腹面了，那么电子传递就传递完了，那么传递的过程中会造成内囊体腔这一侧积累了高浓度的氢离子。那么这个氢离子从其他地方都是不能顺浓度出去的。他有出去的趋势，因为它是浓度高嘛，但是他就是出不去。只有一个地方可以出去，就这个地方啊叫做atp合酶，就是能合成atp的一种酶。那么在这一个跨这个磷脂双分子成这一段叫零，如果是叶绿体的话加个c表示叶绿体的这一个跨膜段cf0，那么头部的这一段儿的面向基质，这个是面向叶绿体基质的，叫做cf1部分。总归呢这个氢离子是能通过这个酶的，这里面没有一个通道啊，那么氢离子呢就顺着浓度出去了，那么它顺浓度出去之后呢，释放的这个浓度差的势能啊就推动了这一个atp合酶利用adp和l磷酸合成atp，这个过程我们就把它讲完了。是一种合成atp的机制，称为光合磷酸化。为什么说光叫做光合磷酸化呢？首先看磷酸化就是atp实际上是dp磷酸化之后形成的，因此叫做磷酸化。那么为什么叫光合磷酸化呢？因为它是光合作用过程中利用光能的能量让这个atp，激发水中的电子之后呢，从而使得这个电子传递传递。有一个电子传递传递呢浓度差也差氢离子浓度差，也就高能量的那个电子传递的过程中。到达低能量的电子的时候，就可以把氢离子从这里逆浓度的蹦进来，从而实现了一个类嚷体腔里面氢离子浓度比较高，叶绿体基质氢离子浓度比较低的一个氢离子浓度差n d p h光系统二，系统一呀，光系统一呢它呢激发了这个。使这里边光系统二传过来，低能量的电池呢是由光系统二在激发成高能量之后传给了【H]的，因此【H]中得到的是这个高能量的电子,因此还原氢是具有高能量的啊，大概是这样的，也就是说最后我们再啰嗦一下，也就是说atp中的能量是来自于氢离子浓度差的。 2H2O O2 4H+ e- e- e- e- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ NADPH + NADP+ e- ATP ADP+Pi 类囊体膜 类囊体腔 光 光 光系统Ⅰ 光系统Ⅱ ATP合酶 ①光反应阶段 H+ 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 （4）过程 (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、H＋和自由电子(e－)， 光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。 (2)电子(e－)经过电子传递链：质体醌→细胞色素b6f复合体→质体蓝素→光系统Ⅰ→铁氧化还原蛋白→NADPH。 2H2O O2 4H+ e- e- e- e- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ NADPH + NADP+ e- ATP ADP+Pi 类囊体膜 类囊体腔 光 光 光系统Ⅰ 光系统Ⅱ ATP合酶 ①光反应阶段 H+ 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 （4）过程 (3)电子传递过程是高电势到低电势(光系统Ⅱ和Ⅰ中的电子传递由于光能的作用，从而逆电势传递，这是一个吸能的过程)，因此，电子传递过程中释放能量，质体醌利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度从类囊体的基质侧泵入囊腔侧，从而建立了质子浓度(电化学)梯度。 2H2O O2 4H+ e- e- e- e- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ NADPH + NADP+ e- ATP ADP+Pi 类囊体膜 类囊体腔 光 光 光系统Ⅰ 光系统Ⅱ ATP合酶 ①光反应阶段 H+ 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 （4）过程 当然，光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H＋)以及在类囊体的基质侧H＋和NADP＋形成NADPH的过程，为建立质子浓度(电化学)梯度也有所贡献。 当然，光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H＋)以及在类囊体的基质侧H＋和NADP＋形成NADPH的过程，为建立质子浓度(电化学)梯度也有所贡献。 2H2O O2 4H+ e- e- e- e- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ NADPH + NADP+ e- ATP ADP+Pi 类囊体膜 类囊体腔 光 光 光系统Ⅰ 光系统Ⅱ ATP合酶 ①光反应阶段 H+ 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 （4）过程 (4)类囊体膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度梯度流出的能量来合成ATP 拓展：光系统及电子传递链 电子(e－)经过电子传递链： 质体醌 细胞色素b6f复合体 质体蓝素 光系统Ⅰ 铁氧还蛋白 NADPH C3植物、C4植物和CAM植物 光呼吸 光合作用拓展 光合作用拓展 C3植物 C4植物 CAM植物 各种途径的大致过程及特点，尝试画出简图 概念 原因 过程 危害 意义 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。 光合色素吸收光能 H2O O2 + + NADP+ NADPH 作为还原剂 储存能量 ADP + Pi ATP 储存能量 第二阶段：暗反应 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 ①光反应阶段 （4）过程 （2021.重庆卷）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NADPH C.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 PQ PQH2 H2O O2 + H+ e- H+ H+ e- H+ H+ H+ H+ e- NADP+ NADPH H+ ADP+Pi ATP H+ 暗反应 色素合成 核酸代谢 …… 叶绿体基质(低H+) 类囊体腔(高H+) 光 光 A 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 14CO2 14C5 214C3 (14CH2O) NADPH ATP CO2的固定 C3的还原 3-磷酸甘油酸 核酮糖-1,5-二磷酸 (RuBP) 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 ②暗反应阶段（卡尔文循环） （4）过程 CO2 C5 2C3 (CH2O) 拓展：卡尔文循环 NADPH ATP CO2的固定 C3的还原 3-磷酸甘油酸 核酮糖-1,5-二磷酸 (RuBP) 磷酸 丙糖 C5的再生 ATP 另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。 接受能量并被还原的C3 一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类。 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 ②暗反应阶段（卡尔文循环） （4）过程 66 说明：多次实验，将反应时间缩短到0.5s时，14C标记物首先出现在3－磷酸甘油酸（PGA） 即C3上，当反应进行到5s时，14C出现在核酮糖－1,5－二磷酸（RuBP）即 C5和一种六碳糖（C6）中。根据被14C标记的化合物出现时间的先后，推测生化过程。 美国加州大学放射化学实验室的卡尔文和本森等人采用了两项新技术： ①14C同位素标记与测定技术；②双向纸层析技术（能把光合产物分开）。 1.饲喂14CO2与定时取样。向正在进行光合作用的藻液中注入14CO2使藻类与14CO2接触，每隔一定时间取样， 并立即杀死。 2.浓缩样品与层析。用甲醇将标记化合物提取出来，将样品浓缩后点样于层析纸上，进行双向纸层析，使光合产物分开。 3.鉴定分离物。照光30秒，发现放射性出现在3－磷酸甘油酸（PGA）、核酮糖－1,5－二磷酸（RuBP）、葡萄糖（C6H12O6）等多种化合物上。 思考：想要探究二氧化碳转化成的第一个产物，可能的实验思路是什么？ 不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只出现一种放射性代谢产物，该物质即为二氧化碳转换成的第一个产物。 源自P104拓展：卡尔文循环真实发现历程 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 接受能量并被还原的C3 一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类。 另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。 磷酸丙糖 ②暗反应阶段 （拓展：卡尔文循环） （4）过程 2、ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H+浓度差，图中使膜两侧H+浓度差增加的过程有_？ PQ将基质侧的H+转移到内腔； 水分子的光解产生H+； NADPH形成消耗H+ 1、氧气进入同一细胞的线粒体被 利用，需要穿过几层膜？ 5 3、H+的运输方式？ PQ主动运输H+、ATP合酶协助扩散运输H+ 4、ATP的形成机理？ 在传递电子的同时，通过主动运输建立膜两侧的H+浓度梯度，H+由ATP合酶顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成 考点二 光合作用的原理 69 例.(2022武汉模拟)卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照,研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料,提出了一些推论,下列推论不合理的是(　　) 资料 推论 (1)将光照时间逐渐缩短至几分之一秒,发现90%的放射性物质是一种C3 ① (2)经过5s光照后,检测到含有放射性的C5和葡萄糖 ② (3)在适宜光照和CO2充足的条件下,C3和C5的含量很快达到稳定状态,含有放射性的糖类不断增加 ③ (4)当停止光照时,C3明显增加,C5明显下降 ④ A.推论①:C3是CO2被还原的第一个产物 B.推论②:C3进一步反应生成C5和葡萄糖 C.推论③:C3是暗反应的中间产物,糖类是终产物 D.推论④:C3转化为C5需要依赖光反应的产物 A 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 20XX 20XX 20XX 20XX 20XX 20XX 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 输入标题 请点击此处输入您的文字内容，或者通过复制您的文本后，再此框中选择粘贴。 3CO2 3C5 6C3 5(磷酸丙糖) 拓展：还原产物——三碳糖的去向 NADPH ATP CO2的固定 C3的还原 C5的再生 ATP 磷酸丙糖 葡萄糖 淀粉 (暂时储存) 磷酸丙糖 Pi Pi 蔗糖 Pi Pi 植物各处 筛管运输 去向1 去向2 去向3 磷酸 转运器 6(磷酸丙糖) 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 71 植物叶肉细胞光合作用的碳反应、糖与淀粉合成代谢途径如图所示。 图中叶绿体内膜上的磷酸转运转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)请据图回答: (1) 淀粉和蔗糖的合成场所分别是_______________、_______________。 卡尔文循环 三碳糖磷酸 磷酸 转运器 Pi 三碳糖磷酸 Pi 蔗糖 Pi 细胞外 细胞质基质 淀粉 Pi CO2 叶绿体内膜 叶绿体基质 细胞质基质 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 (2)若磷酸转运器功能正常，________合成或输出受阻， 则进入叶绿体的 数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于_____________中，也导致了光反应中合成_______数量下降，卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于_____________。此时过多的三碳糖磷酸将用于合成___________，以维持卡尔文循环运行。 卡尔文循环 三碳糖磷酸 磷酸 转运器 Pi 三碳糖磷酸 Pi 蔗糖 Pi 细胞外 细胞质基质 淀粉 Pi CO2 叶绿体内膜 蔗糖 叶绿体基质 ATP 负反馈调节 淀粉合成 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 Pi 73 项目 光反应 暗反应 过程模型   实质 时间 ，以微秒计 较_____ 短促 缓慢 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 （5）光反应与暗反应的区别与联系 条件 场所 在叶绿体内的 上进行 在叶绿体 中进行 物质转化 ①水的光解：__________________； ②ATP的合成：_________________； ③NADPH的合成： ①CO2的固定：_______ ； ②C3的还原： 注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。 类囊体薄膜 基质 ADP＋Pi＋能量 光 2H2O→4H++O2+ 4e- 色素 → ATP 酶 NADP++ H++ 2e-→ NADPH 酶 酶 CO2+C5 → 2C3 色素、光、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 （5）光反应与暗反应的区别与联系 能量转化 光能→___________________________ ATP和NADPH中活跃的化学能→_____________________ 关系 在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体薄膜上的色素捕获后，将水分解为________等，形成 ，于是光能转化成________________________；______________驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分 ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的 化学能 O2和H＋ ATP和NADPH ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 概念 反应式 实质 考点二 光合作用的原理 2.光合作用的过程 （5）光反应与暗反应的区别与联系 NADPH与ATP是联系光反应和暗反应的纽带 10 6 2 0 10 6 2 0 20 40 60 80 光斑开始 光斑移开 O2 CO2 O2释放速率 (μmol/m2·S) CO2吸收速率 (μmol/m2·S) 时间(s) 树林中，阳光穿过枝叶的空隙，会在地上投下光斑，它们随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动，下图显示在实验时人工光斑照射某植物叶片前后，测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况，请据图分析回答 (1)描述光斑开始照射后的5 秒内，O2释放速率和CO2吸收速率的变化：_____________ A B C D O2释放速率快速增加， CO2吸收速率缓慢上升 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 10 6 2 0 10 6 2 0 20 40 60 80 光斑开始 光斑移开 O2 CO2 O2释放速率 (μmol/m2·S) CO2吸收速率 (μmol/m2·S) 时间(s) 树林中，阳光穿过枝叶的空隙，会在地上投下光斑，它们随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动，下图显示在实验时人工光斑照射某植物叶片前后，测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况，请据图分析回答 (2)CD段O2释放速率迅速恢复原水平的原因是________________________________________，CO2吸收速率延续了一段时后才下降，原因是 _____________________________________________________________________________。 A B C D 有光斑期间积累了大量的ATP和NADPH，可使暗反应持续一段时间 随着光斑的移开，光照强度降低到原来水平 (3)光斑实验研究表明，制约O2释放速率的因素是______________。 光照速率 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 10 6 2 0 10 6 2 0 20 40 60 80 光斑开始 光斑移开 O2 CO2 O2释放速率 (μmol/m2·S) CO2吸收速率 (μmol/m2·S) 时间(s) Ⅰ Ⅱ 树林中，阳光穿过枝叶的空隙，会在地上投下光斑，它们随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动，下图显示在实验时人工光斑照射某植物叶片前后，测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况。 10 6 2 0 10 6 2 0 20 40 60 80 光斑开始 光斑移开 O2 CO2 O2释放速率 (μmol/m2·S) CO2吸收速率 (μmol/m2·S) 时间(s) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图中阴影部分Ⅰ和Ⅱ的面积相等理由是：______________。 因为Ⅰ+Ⅲ的面积(代表O2释放量)=Ⅱ+Ⅲ的面积(代表CO2吸收量)， 所以Ⅰ的面积等于Ⅱ的面积 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50% B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： 1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_____(填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是________________ 高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 1)C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______，这些反应发生的部位是叶绿体的________。 基质 光照 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50% B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 2)A、B、C三组处理相比，随着___________________________________的增加，使光下产生的___________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 ATP和NADPH 光照和黑暗交替频率 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50% B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： 2.光合作用的过程 考点二 光合作用的原理 1.暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，不进行光合作用。 83 例1.阳光穿过上层植物的空隙形成光斑，它会随太阳的运动而移动。下图为红薯叶在光斑照射前后吸收CO2和释放O2的情况。下列分析正确的是（ ） A．ab段变化的原因是光斑移动造成的，与叶绿体中ADP和NADP+的浓度无关 B．叶肉细胞间隙的氧气浓度，图中b点比a点高 C．光斑开始，光合作用开始，光斑移开，光合作用停止 D．Ⅰ、Ⅱ所指示的阴影面积不一定相等 B 84 说明： ①光反应产生的ATP主要用于暗反应 ②光合作用中（光反应产生）是NADPH，呼吸作用产生的[H]（有氧呼吸第一、第二阶段产生）是NADH，所以它们不是同一种物质。P一93,103 ③呼吸作用产生的ATP用于各项生命活动(包括可用于光合作用的暗反应） （3）叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子 的合成。 核酸、蛋白质 例2.2016年江苏高考第32题第3小题 （4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括 （填序号）。①C3的还原 ②内外物质的运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成 下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH指【H】）,请回答下列问题： ①②④ 例3.2018年江苏高考第29题第4小题 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 光合作用过程延伸知识点 87 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 (1)元素的转移途径 NADPH (C3H2O) 14C3 (14CH2O) 18O2 C3 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 3.光合作用过程延伸知识点 考点二 光合作用的原理 6CO2 +12H2O C6H12O6+6H2O+6O2 光能 叶绿体 88 （2）化能合成作用 必修1 P106“小字部分” 能够利用体外环境中的 来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 CO2+H2O （CH2O）+ O2 能量 酶 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 光合作用： 3.光合作用过程延伸知识点 考点二 光合作用的原理 能量来源 某些无机物氧化时所释放的能量 （3）环境改变时光合作用各物质含量的变化 ①“来源—去路”法 光反应 CO2的固定 C3的还原 3.光合作用过程延伸知识点 考点二 光合作用的原理 ④图4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 。 ②图2中曲线甲表示 ， 曲线乙表示 。 ①图1中曲线甲表示 ， 曲线乙表示 。 ②“模型法” C3 C5、NADPH、ATP C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C3 C5、NADPH、ATP （3）环境改变时光合作用各物质含量的变化 3.光合作用过程延伸知识点 考点二 光合作用的原理 （4）连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 ①光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 ②在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。 其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照——黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。 ③应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 3.光合作用过程延伸知识点 考点二 光合作用的原理 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 光合作用过程延伸知识点 元素的转移途径 C、H、O 光合作用与化能合成作用区别 环境改变时光合作用各物质含量的变化 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 93 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 色素的提取和分离实验 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 实验原理 实验步骤 实验结果 异常分析 提取 分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 叶绿体功能相关实验 资料1 资料2 结论 恩格尔曼水绵实验 三棱镜实验 探索光合作用原理的部分实验 光合作用的过程 光合作用的概念及反应式 光合作用的过程 概念 反应式 实质 过程模型 实质 时间 条件 场所 物质转化 能量转化 关系 光合作用过程延伸知识点 元素的转移途径 C、H、O 光合作用与化能合成作用区别 环境改变时光合作用各物质含量的变化 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 94 易错诊断 1．光合作用产生的O2来自CO2和H2O中的O。( ) 2．绿色植物光合作用的反应物是CO2和H2O，产物是有机物和O2。( ) 3．绿色植物进行光合作用的能量来源于光能。( ) 4．光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上。( ) 5．暗反应必须在无光的条件下进行。( ) 6．在离体的叶绿体基质中添加NADPH、ATP和CO2后，可以完成暗反应。( ) × √ √ √ × × 95 典例解析 1．卡尔文为了探明暗反应中碳原子的转移途径，给植物提供14CO2，当反应进行至第5 s时，14C出现在一种 C5和一种C6中，当缩短时间到0.5 s时，14C出现在一种C3中，下列相关叙述错误的是(　　) A．用14C标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子 B．卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径 C．若适当延长反应时间，则会检测到更多种含l4C的化合物 D．该实验研究暗反应，因此应该在黑暗环境中进行该实验 D 典例解析 2．光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段，如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．RuBP是一种五碳化合物 B．图中羧化表示CO2的固定过程 C．CO2浓度突然降低，PGA/RuBP的值减小 D．卡尔文循环的3个阶段均直接受光反应影响 D 3．(2023·福建宁德模拟)在光合作用中NADP＋与NADPH可相互转化(如图1)。为探究外界因素对植物绿叶中NADP＋含量的影响，取某双子叶植物圆形小叶片等量分为3组，进行以下实验，各组均在黑暗处理5 min后开始测定NADP＋含量，结果如图2所示。 甲组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 乙组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照 丙组：42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 典例解析 甲组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 乙组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照 丙组：42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 典例解析 回答下列问题。 (1)NADP＋在叶绿体中的移动方向为____________________________，NADPH的作用为________________________________________。 由叶绿体基质移向类囊体薄膜 作为还原C3的还原剂并提供能量 (2)图2中________(填“a与d”“d与e”或“c与f”)NADP＋含量的差异，反映出高温(42 ℃)抑制该植物的暗反应。 a与d 甲组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 乙组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照 丙组：42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 典例解析 回答下列问题。 (3)ab段NADP＋含量下降的原因是_______________________________ _____________________________________________________________ _____________________________。 黑暗处理初期，暗反应中NADPH转 为NADP＋，积累了NADP＋，重新光照时，光反应消耗的NADP＋量多于暗反应生成的NADP＋量 甲组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 乙组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照 丙组：42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照 典例解析 回答下列问题。 (4)资料显示：抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致NADP＋含量减少。请在上述实验的基础上，补充实验加以验证_____________________________________________________________________________________(简要写出实验思路即可)。 增设1组实验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定NADP＋含量，与甲组进行比较 4．(2023·河南郑州模拟)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列相关说法正确的是(　　) A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小 B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增加 C．突然将红光改为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D．突然将绿光改为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 B 典例解析 (CH eq \o\al(\s\up1( 18),\s\do1(2)) O) $$