第3章 第16课时 光合作用的原理(课件PPT)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第三章　细胞的能量供应和利用 　第16课时　光合作用的原理 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 目录 contents Part 01 考点一 Part 02 考点二 Part 03 教材查漏补缺 Part 04 课时提分集训（十六） 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 考点一 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 叶绿体 光能 二氧化 碳和水 有机物 氧气 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 类囊体薄膜 基质 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 ATP和NADPH中活跃 的化学能 有机物中稳定的化学能 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 糖类 光能 某些无机物氧化时释放的能量 硝化细菌 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 × 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 × 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 × 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 氧和H＋ NADP＋ NADPH和ATP 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 水的光解产生H＋； PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋ 运输H＋和催化ATP的合成 类囊体膜两侧的H＋浓度差 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1 反向交换进行转运 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 非还原糖较稳定 C5、NADPH ADP、C3 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 大于 充分利用光合作用光反应产生的NADPH和ATP 更快 等于 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 考点二 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 C6H12O6 H2O NADPH [H] 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 NADPH ATP 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 × 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 √ 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 × 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 教材查漏补缺 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 阶段的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用 可作为暗反应 淀粉 筛管 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 O2 ATP NADPH NADP＋ 2C3 C3 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 自身呼吸消耗或建造植物体结构 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 课时提 分集训 （十六） 点击进入word 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 谢谢观看 第三章　细胞的能量供应和利用 高考总复习 生物 返回目录 高考目标定位 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。 考点一　光合作用的原理 1．光合作用的概念：绿色植物通过 ，利用 ，将 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。 2．光合作用的反应式：CO2＋H2O eq \o(―――→,\s\up15(光能),\s\do15(叶绿体))(CH2O)＋O2。 3．光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程 模型 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在光下进行 有光、没有光都能进行 场所 在叶绿体内的 上进行 在叶绿体 中进行 项目 光反应 暗反应 物质 转化 ①水的光解： H2O eq \o(―――→,\s\up15(光),\s\do15(色素))2H＋＋ eq \f(1,2)O2＋2e－ ②NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－ eq \o(―――→,\s\up15(酶))NADPH ③ATP的合成： ADP＋Pi＋能量 eq \o(―――→,\s\up15(酶))ATP ①CO2的固定： CO2＋C5 eq \o(―――→,\s\up15(酶))2C3 ②C3的还原： 2C3 eq \o(―――――→,\s\up15(酶),\s\do15(ATP、NADPH))C5＋(CH2O) ③ATP的水解： ATP eq \o(―――→,\s\up15(酶))ADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解： NADPH eq \o(―――→,\s\up15(酶))NADP＋＋H＋＋2e－ 项目 光反应 暗反应 能量 转化 光能→ ATP和NADPH中活跃的化学能→ 关系 4.化能合成作用与光合作用的对比 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 生物 种类 绿色植物、蓝细菌等 、硫细菌等 【归纳总结】　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 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量变化 判断正误 　(1)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中(　 　) 提示　光反应将光能转化为储存在ATP和NADPH中活跃的化学能。 (2)暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原(　 　) 提示　暗反应中，CO2不能直接被NADPH还原，必须经过CO2的固定形成C3，再在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。 (3)暗反应中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(　 　) 提示　在暗反应阶段中14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。 光合作用涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳—氧平衡具有重要意义，请结合以下信息深度认知光合作用相关原理。 1．如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则： (1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为 ；电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给 (电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在 中。 (2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有 。 (3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有 。合成ATP依赖于 形成的电化学势能。 2．如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。 (1)其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，由此推测磷酸丙糖转运器维持叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量不变的原因是 。 (3)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。 (4)如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体(NADPH、ADP、C3或C5)中某两种化合物的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是 。若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是 。 (5)科研人员利用“间隙光”来测定番茄的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如图3所示。据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时相比，“间隙光”处理的光合作用效率 (填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合作用效率，原因是“间隙光”处理时能 。图3中曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率 (填“更快”或“更慢”)。图3中两条曲线所围成的面积S1 (填“大于”“等于”或“小于”)S2。 考向一　光合作用的原理 【例1】　(2023·天津高考)下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是(　　 ) A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO eq \o\al(－,3)进入细胞质基质 B．HCO eq \o\al(－,3)利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的H＋提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 【答案】　B 【解析】　A、光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成，因此物质X可通过提高有氧呼吸水平促进HCO eq \o\al(－,3)进入细胞质基质。A正确； B、HCO eq \o\al(－,3)进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误； C、据图可知，光反应中水光解产生的H＋促进HCO eq \o\al(－,3)进入类囊体，并与HCO eq \o\al(－,3)在类囊体腔内反应产生CO2，因此能提高类囊体腔CO2水平，C正确； D、据图可知，光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO eq \o\al(－,3)进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 故选B。 【例2】　(2024·安徽高考)为探究基因OsNAC对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。 净光合速率 (umol·m2·s-1) 叶绿素含量 (mg·g-1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖­1，5­二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3­磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3­磷酸甘油酸接受_________________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为____________________。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的__________、___________(填科学方法)。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率_______。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①__________________________________；②___________________________________________。 【答案】　(1)ATP 和 NADPH　核酮糖­1，5­二磷酸和淀粉等 (2)减法原理　加法原理 (3)增大　与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用　与WT组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率 【解析】　(1)在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3­磷酸甘油酸(C3)分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖­1，5­二磷酸(C5)和淀粉等。 (2)与某品种水稻的野生型(WT)相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 (3)题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速 率增大，究其原因有：①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与WT组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 考点二　光合作用与细胞呼吸的关系 (1)物质方面 (2)能量方面 判断正误 　(1)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程(　 　) 提示　线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿体的活性。 (2)用H eq \o\al(18,2)O浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O(　　) 提示　用H eq \o\al(18,2)O浇灌植物，植物通过蒸腾作用使H eq \o\al(18,2)O出现在周围空气中，经过光合作用光反应阶段，H eq \o\al(18,2)O中的18O进入氧气中，经过细胞呼吸，H eq \o\al(18,2)O进入CO2中。 (3)植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)(　 　) 提示　只有能进行光合作用的植物细胞才能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。 考向二　光合作用与细胞呼吸的关系 【例3】　(2023·湖北高考)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　 ) A．呼吸作用变强，消耗大量养分 B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 【答案】　D 【解析】　A、高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确； B、高温往往使植物叶片变黄、变褐，使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确； C、高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确； D、高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。 故选D。 【例4】　(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是_______________。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是________________。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是______________________________。(答出一点即可) (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在______________________最大时的温度。 【答案】　(1)不相等　温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低(或温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低) (4)光合速率和呼吸速率差值 【解析】　(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 (2)在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用，如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 (3)温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 (4)为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 1．(必修1 P103)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是 。 2．(必修1 P104)光合作用的产物有一部分是 ，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入 ，再通过韧皮部运输到植株各处。 3．(必修1 P106)请根据光合作用的基本过程，填充下图： 4．请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)： 。 5．(2022·全国甲，29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是 (答出一点即可)。 6CO2＋12H2O eq \o(―――→,\s\up15(光能),\s\do15(叶绿体)) C6H12O6＋6O2＋6H2O $$