12 必修1 第二单元 第11讲 光合作用的原理-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习课件（人教版）

第11讲　光合作用的原理 必修1　分子与细胞 第二单元　细胞代谢 课标要求 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。 第11讲　光合作用的原理 考点1　光合作用原理的探究 一、探索光合作用原理的部分实验 1．19世纪末，科学界普遍认为，C与H2O结合成______。 2．1928年，科学家发现，甲醛不能通过光合作用转化成___。 3．1937年，英国希尔发现，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生______。该反应称作____________。 甲醛 糖 氧气 希尔反应 第11讲　光合作用的原理 3 4．1941年，美国鲁宾和卡门用_______________的方法，研究了光合作用中______的来源(如图所示)，该实验证明了光合作用产生的氧气全部来自________，而不是来自CO2。 该实验中两组试管互为对照，自变量为18O的标记物，因变量为小球藻释放的O2的标记情况，光照、温度、小球藻的数量和生活状况等无关变量均需要保持相同且适宜。 同位素示踪 氧气 H2O 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 5．1954年，美国阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成_________；1957年，他发现这一过程总是与____________相伴随。 6．20世纪40年代，美国卡尔文利用________________________法，用经过14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪_________ ____________，最终探明了CO2中的碳转化为有机物的途径。 ATP 水的光解 放射性同位素标记 放射性 14C的去向 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 (必修1 P102“思考·讨论”)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 二、光合作用的概念和反应式 1．光合作用的概念 光合作用主要是指绿色植物通过_________，利用______，将__________________转化成储存着能量的_________，并且释放出______的过程。 2．光合作用的化学反应式 ___________________________________________________。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 1．离体叶绿体在有铁盐或其他氧化剂的水溶液中，经光照可产生氧气。(　 　) 2．鲁宾和卡门实验和卡尔文实验都采用了放射性同位素标记法。(　 　) 提示：鲁宾和卡门实验中所用的18O是稳定性同位素，不是放射性同位素。 3．叶绿体中合成ATP和水光解是独立进行的。(　 　) 提示：叶绿体中合成ATP和水光解是密切联系的。 4．光合作用一定在叶绿体中进行。(　 　) 提示：蓝细菌的光合作用不在叶绿体中进行。 √ × × × 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，实验思路是___________ ___________________________________________________________ _______________________________________________________。 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 有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 1．植物学家希尔发现，离体的叶绿体中加入“氢接受者”，比如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后依然能够释放氧气，蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程，在密闭条件下进行如下实验： 探究光合作用原理的实验 溶液种类 A试管 B试管 C试管 D试管 叶绿体悬浮液 1 mL — 1 mL — DCPIP 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mol/L蔗糖溶液 4 mL 5 mL 4 mL 5 mL 光照条件 光照 光照 黑暗 黑暗 上层液体颜色 无色 蓝色 蓝色 蓝色 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 下列实验分析不合理的是 (　　) A．实验结束后A组试管中叶绿体有(CH2O)的产生 B．实验过程中A试管还能观察到有气泡产生 C．A与C的比较可以说明光是氢产生的条件 D．B和D试管作为对照实验，说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色 √ 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 A　[蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2，无NADPH还原C3，实验结束后A组试管中叶绿体无(CH2O)的产生，A不合理；离体叶绿体中加入二氯酚吲哚酚(DCPIP)光照后依然能够释放氧气，所以能观察到A试管中有气泡产生，B合理；A(有光照)与C(无光照)比较(其他条件均相同)可以说明光是氢产生的条件，C合理；设置B和D试管是为了说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色，D合理。 ] 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 2．卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如下图。下列相关分析不正确的是(　　) A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 √ 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 D　[细胞中原有的CO2不含14C，用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰，A正确；热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用进行的程度，B正确；放射性最先在3-磷酸甘油酸中出现，推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸，C正确；该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。] 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 第11讲　光合作用的原理 考点2　光合作用的原理 一、光合作用的过程 1．图解光合作用的过程 第11讲　光合作用的原理 15 2．比较光反应与暗反应阶段 项目 光反应 暗反应也称为_________ 场所 类囊体的薄膜 叶绿体基质 条件 ____________、酶、H2O、ADP、Pi、NADP＋ 酶、CO2、C5、_________、_______________等 碳反应 光、色素 ATP NADPH 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 ATP NADPH ATP NADPH NADPH ATP NADP＋、ADP和Pi 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 二、光合作用的意义 1．光合作用产生的有机物除供植物体自身利用外，还为____________生物提供食物。 2．光能通过驱动光合作用而驱动____________的运转。 所有异养 生命世界 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 1．(必修1 P103“相关信息”)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去2个电子，电子经传递后，可用于____________与___结合形成_______________。 2．(必修1 P104“相关信息”)______是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，______是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。 3．(必修1 P104“相关信息”)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。 NADP＋ H＋ NADPH C3 C5 淀粉 筛管 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 4．(必修1 P106“小字部分”)光合作用和化能合成作用的比较 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 产物 ______等有机物 能量来源 光能     生物种类 绿色植物、蓝细菌等 ____________、硫细菌等 糖类 某些无机物氧化时所释放的能量 硝化细菌 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 连续光照和间隔光照下的有机物合成量 (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、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 1．植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。(　 　) 提示：没有光反应提供的NADPH和ATP，暗反应不能进行。 2．只提供光照，不提供CO2，植物可独立进行光反应。(　 　) 提示：在暗反应不能进行时，因缺少ADP、Pi和NADP＋，光反应也会停止。 3．光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体的薄膜。 (　 　) 提示：ATP在类囊体的薄膜上产生，移动方向是从类囊体的薄膜到叶绿体基质。 × × × 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 4．光合作用过程中产生的ATP可以为细胞内的各项生命活动提供能量。(　 　) 提示：光合作用过程中产生的ATP只用于暗反应。 5．14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。(　 　) 提示：转移途径为： 6．NADPH只作为还原剂，用于C3还原。(　 　) 提示：NADPH既作为还原剂，又可提供能量。 × × × 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 1．研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究，A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2＋的完全培养液中，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，检测并比较两组菠菜幼苗的干物质的量，B组明显少于A组，原因是 Mg2＋是合成叶绿素的原料，缺少Mg2＋不利于叶绿素的合成，光反应产生的NADPH和ATP不足，C3的还原减少，形成的(CH2O)减少。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 2．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。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况如图所示(A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同)。结果是A组光合作用产物的相对含量为50%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 (1)各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件适宜且相同，这样处理的目的是_______________________________________________ _______。 (2)可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，判断依据是_____________________ __________________________________________________________， 对这一实验结果的解释是____________________________________ ___________________________________________________________ ____________________。 排除无关变量对实验结果的干扰(或保证自变量的唯 一性) B组和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70%和94% 因为随着光照和黑暗交替频率的增加，使 光下产生的ATP和NADPH能够及时利用与再生，从而提高了光合 作用中CO2的同化量 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 1．下图是某植物细胞进行光合作用的过程，下列有关叙述正确的是(　　) 1 光合作用的过程 √ 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 C　[光合作用产物Ⅱ为光反应阶段水光解产生的O2，其中的O全部来自水，A错误；物质Ⅰ为NADPH，可以在暗反应中充当还原剂，也能为暗反应供能，B错误；若外界中物质Ⅲ(CO2)浓度升高，C3合成增多，C3转化成有机物时会消耗更多的物质Ⅰ(NADPH)，而光反应强度暂时不变，因此物质Ⅰ的含量会暂时下降，C正确；18O 属于稳定同位素，18O2不具有放射性，D错误。] 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 2．下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关叙述错误的是 (　　) √ A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为NADPH C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到18O D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 3．右图是水生植物黑藻在光照强度等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(　　) 2 环境骤变对光合作用物质含量的影响 √ A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素 吸收光能增加，叶绿体基质中水光 解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是光反应速率不变、暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原速率降低 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 D　[水的光解、O2的释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A错误；t2→t3，光照充足，限制光合速率的因素为CO2浓度，若t2时刻增加光照，光合速率不会提高，B错误；t3→t4，CO2浓度增加，暗反应增强，一定程度上促进了光反应的进行，C错误；突然停止光照，光反应不再继续进行，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，C3还原速率降低，D正确。] 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 　“过程法”分析各物质变化 下图中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： 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 4．叶绿体进行能量转换依靠光系统(指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，包括PSⅠ和PSⅡ)将光能转换为电能。光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递促使NADPH的形成，同时驱动膜内的质子泵在膜两侧建立H＋梯度，进而驱动ATP的合成。 3 光系统及电子传递链 注：类囊体膜上主要有光系统Ⅰ(PSⅠ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞色素b6f蛋白复合体和ATP酶复合体四类蛋白复合体，参与光能吸收、传递和转化，电子传递，H＋输送及ATP合成等过程。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 据图回答下列问题： (1)光反应过程中，ATP的形成与光系统________ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)发挥作用产生的H＋浓度梯度有关。 (2)叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体(供给电子的物质)是____________。 通过光合电子传递链，光能最终转化为_____________________中的化学能。 (3)图中ATP合成酶的作用是_________________________________;线粒体中存在类似于ATP合成酶的膜是________________________。据图分析，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有___________________________________________________________ __________________________________________________(共3点)。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 (4)除草剂二溴百里香醌(DBMIB)是质体醌(PQ)的类似物，可充当PQ的电子受体。DBMIB能够和细胞色素b6f特异性结合，阻止光合电子传递到细胞色素b6f。若用该除草剂处理无内外膜的叶绿体，会导致ATP含量显著下降，其原因可能是________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 解析：光合作用的光反应是一个非常复杂的物质与能量转变过程，它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与才能将光能转变成电能，进而转变电势能和化学能。PSⅠ和PSⅡ指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，叶绿素a(P680和P700)与蛋白质结合构成PSⅠ和PSⅡ。转化时处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下，可以得失电子，从而将光能转换成电能。叶绿素a被激发而失去电子(e－)，最终传递给NADP＋。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子(H＋)，叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。(1)光反应过程中，PSⅡ发生H2O的光解，使B侧H＋浓度增加，产生的e－通过电子传递体，再通过PSⅠ传到A侧，最终将电能变为NADPH中的活跃化学能。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 (2)叶绿素a接受光的照射后被激发，在PSⅡ发生H2O的光解，释放势能高的e－，e－的最终供体是H2O，最终受体是ATP和NADPH，因此，通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能。(3)图中ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，协助H＋跨膜运输。线粒体中存在类似于ATP合成酶的膜是线粒体内膜。据图分析，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有：水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从A侧运输到B侧、合成NADPH消耗H＋。(4)除草剂二溴百里香醌(DBMIB)是质体醌(PQ)的类似物，可充当PQ的电子受体。DBMIB能够和细胞色素b6f特异性结合，阻止光合电子传递到细胞色素b6f。则DBMIB会抑制水光解产生H＋，使膜内外H＋的浓度差减小甚至消失，故若用该除草剂处理无内外膜的叶绿体，会导致ATP含量显著下降。 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 答案：(1)Ⅱ　(2)水　ATP和NADPH(答完整才可)　(3)催化ATP的合成，协助H＋跨膜运输　线粒体内膜　水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从A侧运输到B侧、合成NADPH消耗H＋　(4)二溴百里香醌(DBMIB)阻断电子传递，会抑制水光解产生H＋，使膜内外H＋的浓度差减小甚至消失 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 考点2 考点1 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 真题感悟　明确考向 1．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ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(　　) 第11讲　光合作用的原理 42 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 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LHCⅡ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 √ 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 C　[叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。] 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 2．(2021·重庆卷)下图为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 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 A　[O2在叶绿体类囊体的薄膜产生，在线粒体内膜被利用，故叶绿体产生的O2被线粒体利用至少需要穿过叶绿体的3层膜(包括类囊体膜1层膜和叶绿体的内、外膜)和线粒体的2层膜，共5层生物膜，A错误；据图分析，NADP＋与e－和H＋结合形成NADPH，B正确；根据图中的信息，光反应产生的ATP可用于暗反应、色素合成和核酸代谢等一些消耗能量的反应，C正确；电子传递释放的能量用于H＋的逆浓度梯度运输，使类囊体腔内维持高浓度的H＋，H＋由类囊体腔顺浓度梯度运输至叶绿体基质，驱动ATP的合成，电子有序传递保证了ATP和NADPH的合成，是完成光能转换的重要环节，D正确。] 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 3．(2024·安徽卷)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： 品种 净光合速率/(μmol·m－2·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 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 (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)。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 (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： 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 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________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 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)题图和题表中信息显示：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。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 答案：(1)ATP和NADPH　核酮糖-1,5-二磷酸(C5)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 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 4．(2023·重庆卷)水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。 (1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率成正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略)，结果如下表。 品种 光反应 暗反应 光能转 化效率 类囊体薄膜电子传递速率 RuBP羧化 酶含量 Vmax 野生型 0.49 180.1 4.6 129.5 突变体 0.66 199.5 7.5 164.5 注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶；Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 ①类囊体薄膜电子传递的最终产物是__________________________。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和_____________________。 ②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 (2)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略)，结果如下表。 品种 田间光照产量 田间遮阴产量 野生型 6.93 6.20 突变体 7.35 3.68 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 ①在田间遮阴条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是_________________________________，外因是_________________________________________________________。 ②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和_______________，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花结实期主要运往籽粒。 ③根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度)，突变体水稻较野生型____________(填“高”“低”或“相等”)。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 解析：(1)①根据分析可知，光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上进行。这个阶段电子传递的最终产物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根据分析可知这个阶段是暗反应阶段(CO2的固定)，在这个反应中 CO2在CO2固定酶的作用下与C5(一种五碳化合物)结合，所以RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②根据分析可知，表中的类囊体薄膜电子传递速率代表了光反应速率，电子传递速率越高，则光反应速率越快；RuBP羧化酶含量高低与暗反应速率有关，RuBP羧化酶含量越高，暗反应速率越快，因此突变体的光反应和暗反应速率都比野生型快，所以突变型水稻的光合速率高于野生型。(2)①根据光合作用的分析可知，只要影响到原料、能量的供 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 应都是影响光合作用的因素，比如CO2的浓度、叶片气孔的开闭情况，光照强度等；叶绿体是光合作用的场所，叶绿体的结构、叶绿体中光合色素的含量也会影响光合作用。根据题干可知在遮阴情况下突变体水稻产量明显低于野生型，因此推测这种结果的内因是突变体自身叶绿素含量太低，外因则是光照强度太低。②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和蔗糖，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花结实期主要运往籽粒。③根据以上结果可知，在同等光合速率下突变体水稻所需要的光照更强，因此突变体水稻的光补偿点较野生型高。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 答案：(1)①NADPH　C5(或核酮糖-1,5-二磷酸或RuBP)　②突变体的光反应与暗反应速率都比野生型快　(2)①突变体叶绿素含量太低　光照强度太低　②蔗糖　③高 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 课时分层作业 第11讲　光合作用的原理 $$