第二单元 第5课时 光合作用原理及应用-【金版教程】2026年高考生物一轮复习解决方案全书word（经典版 多选版）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 第⑤ 课时 光合作用原理及应用 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绿叶中色素的提取和分离。 知识自主梳理 捕获光能的色素和结构 1.实验：绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理 试剂 原理 提取 supl(O1)无水乙醇 绿叶中的色素溶于supl(O2)有机溶剂无水乙醇 各种色素在supl(04)层析液中的supl(O5)溶解度不同， 分离 supl(O3)层析液 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得supl(O6)快，反之则 慢 (2)实验步骤 ①称取绿叶、剪碎 二氧化硅：增大摩擦，使 研磨更加充分 提 ②研培加 碳酸钙：☑防止色素被破坏 骤 无水乙醇：溶解色素 ③过滤一用网单层尼龙布过滤 ④收集滤液一及时用棉塞将试管口塞严 ⑤制备一端剪去两角：目的是网使护 滤纸条 散均匀，防止出现弧形色素带 嗜加色素啊着量、 步 6画滤 离 骤 液细线 细、直，匀（风干后重复一两次） 滤纸条插人层析液中，层析液 ⑦色素 一回不能触及滤液细线：目的是 分离 回防止色索溶解在层析液中 (3)实验结果分析 1 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 色素种类 颜色 四胡萝卜素 类胡萝卜 橙黄色 索（含量 叶黄素 约占14) ☒黄色 ☑叶绿素a 叶绿素 蓝绿色 (含量约 叶绿素h 占34) 固黄绿色 结果分析： ①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有supl(I6)四种色素。 ②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量supl(I7)越多。色素带最宽 的是supl(18)叶绿素a,最窄的是supl(19)胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。 ③色素带扩散速度与s\upl(20)溶解度有关，扩散速度越快说明supl(21)溶解度越高。 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 吸收光能的百分比(%) 100 类胡萝卜素 50 叶绿素 叶绿素a 0400450500550600650700波长mm 吸收 可见光的波长范围大约是☑400-760nm 范围 一般叶绿体中的色素只吸收☒可见光， 对红外光和紫外光不吸收 色素 叶绿素主要吸收团红光和蓝紫光 功能 类胡萝卜素主要吸收图蓝紫光 知识拓展 1.色素的功能 (①)吸收、传递光能：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。 (②)转换光能：只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转换为电能。 2.影响叶绿素合成的因素 ()光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中生长的叶呈黄色。 (2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。 (③)必需元素：叶绿素由N、Mg等元素枸成，缺乏N、Mg等必需元素将导致叶绿素无法合成 2 亨学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 ,叶片变黄。 (④)水：缺水不但影响叶绿素生成，还会促进叶绿素分解。 3.叶绿体的结构和功能 反射 绿光 吸收 可见光 类囊体 其上可进行此处可进行 固光反应 团暗反应 外表因外膜、内膜 结构 四基质：含有与30暗反应有关的酶 内部 相 基粒：由团类囊体堆叠而成.分布 有网色素和与网光反应有关的酶 功能 进行☒光合作用的场所 极细 需氧细菌只分布 水绵 「光束 在图叶绿体被光 证据 黑暗 束照射到的部位 无空气 恩格 需氧 完全 需氧细菌分布在 尔曼 细菌 实验 噪光 →团叶绿体所有受 光的部位 用透过三棱镜的光照射水绵：大量的 需氧细菌聚集在网红光和监紫光区域 二探索光合作用原理的部分实验 时间及科学 实验过程 发现或实验结论 家 普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C 19世纪末 和O被分开，O2被释放，C与HO结合 成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 发现sup1(O1)甲醛对植物有毒害作用，而 1928年 且甲醛不能通过sup1(02)光合作用转化 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 成糖 1937年希尔 离体叶绿体的悬浮液十铁盐或其 离体叶绿体在适当条件下发生水的光 (英国) 光照 他氧化剂O2 解，产生O2 用同位素示踪法研究光合作用中 氧气的来源。 1941年鲁宾、 提供H1820、C02→释放 光合作用释放的O2来自supl(05)HQ 卡门（美国） stupl(03)18O2: 提供H2O、 C18O2→释放 sup1(04)O2 1954年、 光照下，叶绿体可合成supl(O6ATP,这 1957年阿尔 过程总与supl(O7)水的光解相伴随 农（美国 利用supl(O8)同位素标记法。用 20世纪40年 经过14C标记的4CO2,供小球藻 探明了CO2中的碳在光合作用中转化成 代卡尔文等 进行光合作用，然后追踪放射性 有机物中碳的途径 (美国) 14C的去向 三 光合作用的原理 1.光合作用的概念：绿色植物通过supl(OI)叶绿体，利用supl(O2)光能，将supl(O3)二氧 化碳和水转化成储存着能量的supl(O4)有机物，并且释放出supl(O5)氢气的过程。 2.反应式：supl(06CO2+HQ 一一→光能叶候体(CHO)十Q2 3.光合作用的过程 比较项目 光反应 暗反应 甲 2 过程模型 XADP 反 信厦白底修 色素、酶、水、ADP、NADP+、Pi, 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5,有 条件 必须有光 无光均可 场所 在叶绿体内的supl(O7类囊体薄膜 在supl(08)叶绿体基质中进行 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 上进行 光 ①水的光解：sup1(092HO4H+ ①CO2的固定： +O: 酸 \stup1(11)CO2+C2C3 ②ATP的合成： ②C的还原： 物质转化 酸 supl(1O)ADP+Pi+能量ATP; 2G,XaDp.度(CHO-C \s\upl(12 ATP ③NADPH的合成： (注：NADPH为C还原提供还原剂和 NADP+H+酶 NADPH 能量。) supl(I3)光能→ATP和NADPH中活 supl(I4)ATP和NADPH中活跃的化 能量转化 跃的化学能 学能·有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供NADPH和ATP;暗反应为光反应提供NADP+、ADP 关系 和P。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化和物质变化密不可分 4根据光合作用过程分析，条件骤变时C,和C,含量的变化 C3(三碳化合物 C(五碳化合物 光照强→弱，CO2供应不变 supl(15)升高 supl(16下隆 光照弱→强，CO2供应不变 stupl(I7)下隆 s1upl(18)升高 光照不变，减少CO2供应 sup1(19)下隆 supl(20上升 光照不变，增加CO2供应 supl21)上升 sup1(22)下隆 5.光合作用过程中元素的转移途径 H20暗反应 光反应 (C3H20) C:14C02---c02的定14C3--C3的还原(14CH20) O182182xHO光反应x1802C18O2co2的周定x(CC3的还原)x(CHO)和C 6.化能合成作用与光合作用的比较 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 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 产物 supl(23)糖类等有机物 sup1(25)某些无机物氧化时释放的能 能量来源 supl(24)光能 量 生物种类 绿色植物、蓝细菌等 supl(26硝化细菌、疏细菌等 易错判断 1.恩格尔曼用水绵和好氧菌证明了叶绿体在光照条件下可以产生氧气，并且主要吸收蓝紫光。 (×) 2.提取和分离绿叶中色素原理都是利用不同色素在同一溶剂中溶解度不同。(×) 3.色素提取液在光照条件下能够产生ATP、NADPH和O2,不能产生糖类。(X) 4.蓝细菌虽不含叶绿体，但具有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用：硝化细菌不能进行光合 作用，但属于自养生物。（√） 5.科学家用4C标记参加光合作用的CO2,14C的转移途径是CO2→三碳化合物→糖类。（√ ) 6.光合作用的光反应在叶绿体内膜上进行，暗反应在叶绿体基质进行。(×) 7.光合作用产生的氧气中氧元素来源于原料中的二氧化碳。(×) 8.叶绿体内部堆叠大量基粒—集中分布着的酶系催化光反应和碳（暗）反应进行。(×) 9.光合色素分布在类囊体薄膜上，可以利用水做溶剂进行提取。(×) 10.叶绿素a主要吸收红光，叶绿素b主要吸收蓝紫光。(×) 11.水在叶绿体中分解，二氧化碳固定生成C都需要消耗ATP。(×) 12.细胞中在线粒体内膜、线粒体基质、叶绿体内膜和叶绿体基质中都能生成ATP。(×) 13.菠菜叶肉细胞产生ATP的场所是细胞溶胶、线粒体以及叶绿体。（√） 14.瞬时切断光照，暗反应中C3的含量会下降。(×) 15.降低二氧化碳浓度，暗反应中C含量会瞬时上升。（√） 16.光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。(×) 17.影响光反应的因素不会影响暗反应，影响暗反应的因素也不会影响光反应。(×) 经典考题训练 考向一结合绿叶中色素的提取和分离实验，考查科学探究能力 [例1]如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合 6 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果（」、Ⅱ、Ⅲ、V为色素条带）。下列相关叙述正 确的是() 点样线 正常光照 强光照 A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深 B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好 C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离 D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄 答案：D 解析：实验研磨操作中若加入的二氧化硅（研磨充分）或碳酸钙（保护叶绿素）过少，都会导致色 素条带颜色变浅，A错误：实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上， 导致实验失败，B错误：色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液 中，看不到四条色素带，C错误：由结果推知，与正常光照下相比，该植物强光照下类胡萝 卜素的含量偏高，叶绿素的含量减少，叶片会发黄，D正确。 [例2](2024贵州，3)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下， 其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束 单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。 下列叙述错误的是() A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 答案：D 解析：叶绿素和类胡萝卜素均能吸收蓝紫光，故测定叶绿素的含量时不可使用蓝紫光波段， D错误。 题后归纳 学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析 (I)滤纸条上色素带颜色均较浅：①未加二氧化硅，研磨不充分：②加入无水乙醇的量过多， 正确做法分次少量加入无水乙醇：③称取绿叶较少。 (②)滤纸条上最下面两条色素带较浅：①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②实验材 料（如泛黄的叶片）中叶绿素的含量较少。 (3)滤纸条上色素带重叠：①滤液细线不直；②滤液细线过粗。 (4)滤纸条上看不见色素带：①忘记画滤液细线：②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析 液中：③误用蒸馏水作提取液和层析液。 考向二围绕光合色素的种类和功能，考查结构与功能观 [例3)(2023·全国乙卷，2)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿 体中色素的叙述，错误的是() A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢 答案：D 解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素（叶绿素和类胡 萝卜素)分布在类囊体薄膜上，B正确：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类 胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确：叶绿体中的色素在层析液中的溶 解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，D错误。 考向三围绕光合作用的过程，考查科学思维能力 [例4)(2023湖北，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSI和PSⅡ光复合体，PSIⅡ 光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖 LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( 强光 HC 衍光 A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHCIⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 答案：C 解析：据图可知，在强光下，PSⅡ与LHCⅡ分离，减弱PSⅡ光复合体对光能的捕获：在弱 光下，PSIⅡ与LHCIⅡ结合，增强PSⅡ光复合体对光能的捕获。LHCⅡ和PSIⅡ的分离依赖LHC 蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体上PSⅡ光复合体与 LHCⅡ结合增多，从而使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确：镁是合成叶绿素的原料， 叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2+含量减少，PSⅡ光复合体含有的光合色素含量降 低，导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱，B正确；弱光下PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合， 有利于对光能的捕获，C错误；类囊体膜上的PSⅡ光复合体含有光合色素，在光反应中，其 能吸收光能并分解水产生H+、电子和O2,D正确。 [例5]（多选）下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述错误的是() 叶均细胞 D-CO. 淀粉 细胞质基质 卡尔文 箭环 ADP-葡萄糖·O ADP-葡萄糖 丙糖磷酸(C,刀 果新、 ©转运蛋白 1D- 内糖砖酸一+己糖砖酸→蔗糖 0 根、器 A.过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH B.光合作用的暗反应发生在叶绿体基粒中 C.在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程 D.④受阻时，②③的进行能缓解C,积累对暗反应的抑制 答案：AB 解析：过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和NADPH,三碳化合物的还原 消耗光反应提供的ATP和NADPH,A错误；在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的 过程，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖， 9 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXxk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 C正确；图中④蔗糖输出受阻时，细胞质基质中蔗糖积累，丙糖磷酸生成蔗糖减少，磷酸丙 糖大量积累，会抑制暗反应的进行，过多的磷酸丙糖用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解 C3积累对暗反应的抑制，D正确。 [例6]（多选）光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段，如下图所示。下列 有关说法正确的是() 碳进人 循环开始 RuBP CO. ADP 我化 再生 卡尔文循环 7八© 的3个阶段 3-磷酸甘油酸G,A) 市 应 3磷酸甘油醛 还原 NADPH 磷酸丙钠 ADPP+NADP 碳产生 蓝糖，淀粉 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，短时间内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 答案：ABC 解析：在羧化阶段，RBP与CO2结合，面光合作用过程中二氧化碳与五碳化合物结合生成 三碳化合物，故RuBP为一种五碳化合物，A正确：在羧化阶段，RuBP与CO2结合，表示 CO2的固定过程，B正确：当CO2浓度突然降低，二氧化碳的固定过程受阻，还原、再生过 程不受影响，则短时问内RuBP的量会增加，PGA的量会减少，故PGA/RuBP的值减小，C 正确：光反应产生NADPH和ATP应用于暗反应，即卡尔文循环中的还原和再生2个阶段直 接受光反应的影响，而羧化不直接受光反应的影响，D错误。 课时作业 题号 2 3 4 6 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 绿叶中 绿叶中 光合色 恩格尔 光合作 光反应 暗反应 温度对 对点 色素的 色素的 素的吸 曼实验 用过程 过程 过程 暗反应 10