2026届高三一轮复习生物：光合作用与能量转化课件

高考一轮复习 《光合作用》 4 2 1 3 绿叶中色素的提取和分离 光合作用的过程及探索 影响细胞呼吸的因素及其应用 考点梳理 影响光合作用的因素及应用 5 探究光照强度对光合作用强度的影响 6 光合作用和呼吸作用 考点一 绿叶中色素的提取和分离 1、实验原理 提取 分离 色 素 原理：叶绿体中的色素不溶于水，但溶于有机溶剂； 方法：用无水乙醇或丙酮提取 相似相溶原理 可用95%的乙醇 + 适量的无水碳酸钠 原理：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。 方法：纸层析法 （层析液是由20份石油醚、1份苯、2份丙酮(体积比例)配制而成的混合有机溶剂） 知识梳理 （1）色素的提取 取材： ↓ 研磨： ↓ 过滤： ↓ 收集： 研磨迅速充分，防止溶剂挥发 2、实验过程 叶片要绿、要新鲜：色素含量多 研磨充分 防止色素被破坏 可用丙酮或92#汽油代替 防止溶剂挥发 称取5 g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中 漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 用试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧 知识梳理 提示：植物体内的酶最适pH大多为4.6～6.5 （2）色素的分离 制备滤纸条： ↓ 画滤液细线 ↓ 纸层析法： ↓ 观察结果：滤纸条上有四条色素带 2、实验过程 防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快 防止色素溶解到层析液中 ① 取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液 ② 画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线 ③ 重复画线：待滤液干后，再重画一到两次 将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口，注意滤纸条上的滤液细线不能触及层析液 知识梳理   色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 _____ _____ _____ 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 _____ 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 _____ _____ 最少 最高 最快 最多 最低 最慢 3、实验结果与分析 ① 色素在层析液中溶解度的高低为：胡萝卜素 > 叶黄素 > 叶绿素a > 叶绿素b ② 各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a > 叶绿素b > 叶黄素 > 胡萝卜素 类胡萝卜素 （1/4） 叶绿素 （3/4） 知识梳理 ① 未加二氧化硅(石英砂)或研磨不充分，色素未充分提取出来。 ② 使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。 ③ 一次加入大量的无水乙醇，导致提取液中的色素浓度太低。 ④ 没经过干燥处理。 ⑤ 碳酸钙加入的量过少，叶绿素分子部分被破坏。 ⑥ 忘记画滤液细线。 ⑦ 忘记加碳酸钙导致叶绿素完全被破坏。 ⑧ 滤液细线不能达到细、直、齐的要求，使色素扩散不一致。 ⑨ 滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 ⑩ 所用叶片为“黄叶” （1）收集到的滤液绿色过浅： （2）滤纸条上色素带重叠： （3）滤纸条上看不到色素带： （4）滤纸条上只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带： ① ⑧ ⑨ ⑩ 4.“绿叶中色素的提取和分离”实验异常现象分析 ③ ⑤ ② ④ ⑥ ⑦ 知识梳理 课堂练习 绿色通道 P89 判断题1、2 选择题1、2 课时作业 P428 选择题1、2、5 考点二 叶绿体的结构与功能 5、叶绿体的结构及其中的色素 外膜 内膜 基粒 基质 将叶绿体内部与细胞质基质分隔开，保证光合作用高效有序地进行 叶绿体是进行光合作用的场所 ：由一系列囊状结构堆叠而成，扩大了膜面积， 有利于光合色素和与光反应相关的酶的附着； （1）光合作用的结构——叶绿体 并非光合作用的唯一场所，蓝细菌 也能进行光合作用，但没有叶绿体。 ：分布着大量与暗反应相关的酶 叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。 知识梳理 ① 色素的功能：叶绿素主要吸收 ______________；类胡萝卜素主要吸收 ________。 ② 色素吸收光的范围：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。（可见光的波长范围大约是400～760 nm） 红光和蓝紫光 蓝紫光 5、叶绿体的结构及其中的色素 （2）色素的吸收光谱 知识梳理 ① 植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少， 绿光被反射出来。 ② 植物的液泡中含有的色素（花青素）不参与光合作用。 ③ 植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。 5、叶绿体的结构及其中的色素 注意事项： 知识梳理 课堂练习 绿色通道 P89 判断题3、4、5 选择题3、5 P95 高考真题1 、3、4 课时作业 P428 3、4 考点三 光合作用的过程及探索 ① 德国科学家恩格尔曼 ② 实验过程及现象 需氧细菌只集中分布 在叶绿体被光束照射 水绵到的部位 需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位 在黑暗中用极细 光束照射水绵 完全曝光 无空气 水绵+ 需氧细菌 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 （3）叶绿体功能的实验验证 知识梳理 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。 白光 水绵细胞叶绿体上的光合色素 主要吸收红光和蓝紫光。 知识梳理 1. 光合作用原理的实验探索 19世纪末 在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放， C和H2O结合称甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928 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 希尔 发现离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、释放氧气。 1941 鲁宾和卡门 H20+C18O2→植物→O2 H2180+CO2→植物→18O2 希尔 反应 用同位素示踪的方法，是对比实验 结论：光合作用中O2来源于水 光照下，叶绿体可合成ATP。并总是与水的光解相伴随。 用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用， 追踪检测其放射性：14CO2→14C3→（14CH2O） 光合作用中 的碳来自CO2 1954—1957阿尔农 20世纪40年代卡尔文 卡尔文循环 知识梳理 （1）概念 光合作用是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。 （2）反应式 CO2+ H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 2. 光合作用的原理 知识梳理 2、光合作用的原理 （3）过程 知识梳理 叶绿体 中的色素 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 酶2 吸收 光解 光反应（必须有光） NADP+ NADPH 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 酶1 NADPH:还原型辅酶Ⅱ NADP+ :氧化型辅酶Ⅱ 1、场所：在叶绿体的类囊体薄膜上 ① 水的光解： ② NADPH的合成： ③ ATP的合成： 2、物质变化： 3、能量变化 2、光合作用的原理 （3）过程 知识梳理 叶绿体 中的色素 C5 2C3 ADP+Pi ATP 多种酶 酶 (CH2O) CO2 固定 还原 暗反应（有光无光都能进行） NADP+ NADPH 酶 1、场所：叶绿体基质 2、物质变化 ① CO2的固定： ② C3的还原： 3、能量变化： ATP和NADPH中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 项目 光反应 暗反应 条件 场所 物质变化 能量变化 联系 类囊体薄膜 叶绿体基质 水的光解、ATP的合成 CO2的固定、C3的还原 （4）光反应和暗反应的比较 光、色素、水、酶 ATP、NADPH、CO2、多种酶 光能转化为活跃的化学能 活跃的化学能转化为稳定的化学能 光反应为暗反应提供 NADPH和ATP， 暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。 没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成 知识梳理 光合作用中元素的去向 (1)反应式 (2)同位素标记元素转移途径 ① 水的光解： ② NADPH的合成： ③ ATP的合成： ① CO2的固定： ② C3的还原： 光反应 暗反应 课堂练习 绿色通道 P94 判断题1、2、3、4、5 选择题2 课时作业 P429 8 P430 15 环境改变时光合作用各物质含量的变化 环境改变：光照强度 物质改变：CO2 分析光合作用过程中的重点物质含量变化： ATP、NADPH、C3、C5 环境改变时光合作用各物质含量的变化 影响光反应阶段的产物 影响暗反应阶段的物质 环境改变：光照强度 光反应↓ NADPH↓ ATP↓ C5↓ C3↑ 反应最快 环境改变时光合作用各物质含量的变化 环境改变： CO2 CO2↓ NADPH↑ ATP↑ C3↓ C5↑ 反应最快 课堂练习 绿色通道 P94 选择题5 课时作业 P429 10 考点四 影响光合作用的因素 1、光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 知识梳理 (2)表示方法 ①单位时间内光合作用制造的有机物的量。 ②单位时间内光合作用利用CO2的量。 ③单位时间内光合作用产生O2的量。 光照、温度、CO2的浓度等。 温度 pH 光照强度 光照时间 光质 Mg2+等多种无机物 CO2浓度 湿度 结合下图，你认为有哪些环境因素会影响光合作用的进行？ 影响光合作用强度的因素 (1)影响光合作用强度的内部因素：植物自身的遗传特性、色素的含量、酶的含量和活性、叶龄等。 (2)影响光合作用强度的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度、水等。 只要影响到原料（CO2、水）、能量的供应（动力—光能），都可能是影响光合作用强度的因素。 2、影响光合作用的内部因素 （1）植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例 在强光环境中生长发育健壮， 在隐蔽和弱光条件下生长发育不良的植物 在较弱的光照条件下生长良好的植物 光补偿点： 光饱和点： A’<A B’<B 应用：间作套种 知识梳理 植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 有机物积累量、 CO2吸收量、 O2的释放量 合成有机物的量、 固定或消耗CO2量、 产生O2的量 黑暗中 消耗有机物的量、 CO2的释放量、 O2的吸收量 常表示为： 常表示为： 常表示为： 有光就可以进行 每时每刻都在进行 >0，植物才积累生长 光照强度 0 CO2吸 收 CO2 释 放 A B C 植物 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 净光合作用 总光合作用 B：光合作用=呼吸作用 D：光合速率开始达到最大时外界的光照强度 达到光饱和点，光照强度继续加强也不影响光合速率 D AB：光合作用<呼吸作用 BC：光合作用>呼吸作用 A:只进行呼吸作用 C点之前限制光合作用因素是光照强度 呼吸作用 A:只进行呼吸作用 B：光合作用=呼吸作用 细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用 BC：光合作用>呼吸作用 AB：光合作用<呼吸作用 2、影响光合作用的内部因素 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 OA： A点之后： 随叶龄增大，叶面积增大，色素含量增多， 酶的含量和活性增大，光合速率加快; 随叶龄增大，色素、酶的含量减少， 酶活性减弱，光合速率减慢; 应用： 农作物果树管理后期，适时摘除老叶 知识梳理 ① 原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。 光照强度增强，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多， 使暗反应中C3的还原过程加快，从而使光合作用产物增加。 ② 应用： a. 温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。 b. 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物， 可合理利用光能。 2、影响光合作用的外部因素 （1）光照强度 知识梳理 1、实验原理 叶片中含有空气，放入水中会上浮，抽调气体后叶片下沉。 光合作用过程中会产生氧气，O2充满细胞间隙，叶片上浮。 2、实验流程 （1）取生长旺盛的绿叶，用直径0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片， 打孔时避开大叶脉。 因为大叶脉部分含有的叶绿体少。 该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的， 打孔时要取叶片的相同部位。 知识梳理 探究光照强度对光合作用强度的影响 2、实验流程 （2）将圆形小叶置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的 空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶 片内的空气逸出。重复2—3次。处理后的叶片因为细胞间隙充满了水， 所以全部沉到水底。 （3）将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 （4）取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水 （可采用吹气法补充CO2，也可以用质量分数为1%-2%的NaHCO3溶液） （5）分别向3只烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后置于强中弱三种光照下。 利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。 （6）观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量 防止光照 干扰实验结果 光合作用的原料 知识梳理 3、实验结论 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 为光饱和点 ① A点： ② AB段： ③ B点： ④ BC段： ⑤ D点： 随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强， CO2释放量逐渐减少。 2. 影响光合作用的外部因素 （1）光照强度 光照强度为0，只进行细胞呼吸。 为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用， 即光合作用强度等于细胞呼吸强度。 表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强。 知识梳理 2、影响光合作用的外部因素 （2） CO2浓度 原理： CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。 曲线分析： 图中A′点表示 B′点表示 应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。 进行光合作用所需CO2的最低浓度。 CO2饱和点。 知识梳理 原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。 曲线： 应用： 2、影响光合作用的外部因素 （3） 温度 温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率； 晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 在相关酶最适温度时，光合速率最大。 低于或高于光合作用相关酶的最适温度，光合速率都将下降。 知识梳理 2、影响光合作用的外部因素 （4）水分和矿质元素 原理：① 水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质， 如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。 另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。 ② 矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成， 对光合作用产生直接或间接的影响。 如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。 应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。 知识梳理 课堂练习 绿色通道 P100 判断题 选择题1、4、6 课时作业 P433 9 考点五 光合作用与细胞呼吸综合 细胞呼吸的过程（3阶段） 光合作用的过程（2阶段） 默写结构图 细胞呼吸与光合作用过程图解 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 场所 生理 过程 光反应 暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 第三阶段 叶绿体 类囊体薄膜 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 2. 光 合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路 光反应水光解 还原C3 [H] 知识梳理 $$