第4单元 第12课时 探究光合作用的经典实验及光合作用的原理(课件PPT)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学高考复习课件聚焦“探究光合作用的经典实验及光合作用的原理”专题，依据新课标要求覆盖光合作用原理、经典实验分析及碳中和作用三大核心考点，结合2025年山东、江苏等多省卷高频考题统计，明确光反应与暗反应过程、元素转移途径等高频考点，归纳实验设计分析、过程辨析等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题情境+素养融合+技巧突破”，如结合2025年江苏卷类囊体实验题，运用“过程法”分析光照强度改变时C3、C5含量变化，培养科学思维；通过鲁宾和卡门同位素标记实验等案例，强化探究实践能力。设易错点警示（如NADPH与NADH区别），帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此高效规划复习，助力学生高考冲刺。

第12课时　探究光合作用的经典实验及光合作用的原理 返回 ‹#› 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。 特别说明：在最新课标学业要求新增“解释光合作用在碳中和方面的重要作用”。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 光合作用的原理 2025·山东卷，16；2025·江苏卷，21；2025·黑吉辽内蒙古卷，21；2025·山东卷，21；2025·陕晋宁青卷，17；2025·广东卷，18；2024·湖南卷，17；2023·湖南卷，17 高频 返回 ‹#› 1 考点一 2 考点二 栏 目 导 引 3 真题演练/考教衔接 4 限时规范训练 返回 ‹#› 1.光合作用的概念及反应式 考点一 探究光合作用原理的经典实验分析 问题1 什么是光合作用？科学家是怎样设计实验探索光合作用原理的？ 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 返回 ‹#› 2．探索光合作用原理的部分实验 O2 返回 ‹#› H2O ATP CO2 返回 ‹#› 提醒：①希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，原因是水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与。②鲁宾和卡门的实验以及卡尔文的实验都用到了同位素标记法。③同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就没有放射性，不能检测其放射性；而14C有放射性，可被追踪检测。 返回 ‹#› 考向　光合作用原理的探索 1．(2026·广东珠海模拟)希尔反应是指离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气，同时将加入的氧化剂还原的过程。氧化剂2，6-二氯酚靛酚是一种蓝色染料，被还原后变为无色。下列说法正确的是(　　) A．获得离体的叶绿体可用密度梯度离心的方法 B．希尔反应发生的具体场所是叶绿体的基质 C．实验室模拟希尔反应需要在适宜的光照条件下进行 D．叶绿体悬浮液加入2，6-二氯酚靛酚反应后，溶液由蓝色变无色 C 返回 ‹#› 解析：C　获得离体的叶绿体可用差速离心法，A错误；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称为希尔反应，希尔反应发生的具体场所是叶绿体类囊体薄膜，B错误；在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气，因此实验室模拟希尔反应需要在适宜的光照条件下进行，C正确；叶绿体悬浮液在光照条件下，产生还原剂，再加入2，6-二氯酚靛酚反应后，溶液才能由蓝色变无色，D错误。 返回 ‹#› 2．(2026·湖南张家界模拟)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的来源，实验部分过程及结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．18O具有放射性，是不稳定的同位素，可用于 示踪物质运行和变化规律 B．另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O， CO2换成C18O2，其余不变 C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水 D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体 C 返回 ‹#› 解析：C　18O不具有放射性，是稳定的同位素，A错误；另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O，CO2换成C18O2，18O2换成O2，其余不变，B错误；小球藻是真核生物，不同于蓝细菌，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。 返回 ‹#› 1.光合作用过程图解 考点二 光合作用的原理 问题1 光合作用是怎样进行的？光反应和暗反应有怎样的区别和联系？ 返回 ‹#› [细节拾遗]　(1)(必修1 P103相关信息)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子。电子经传递，可用于____________________结合形成NADPH。NADPH的中文名称叫________________，其作用是______________________________，参与暗反应阶段的化学反应，同时也________________供暗反应阶段利用。 (2)(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＋与H＋ 还原型辅酶Ⅱ NADPH作为活泼的还原剂 储存部分能量 淀粉 筛管 返回 ‹#› 2．比较光反应与暗反应 类囊体薄膜 叶绿体基质 光 色素 ATP NADPH 返回 ‹#› (CH2O)＋C5 ATP和NADPH 有机物中 稳定的化学能 返回 ‹#› 返回 ‹#› 3．元素的转移途径 (1)H：3H2O______________ __________________。 (2)C：14CO2________________________________。 (3)O：H218O__________； C18O2____________________________。 NADPH (C3H2O) 14C3 (14CH2O) 18O C3 (CH218O) 返回 ‹#› 问题2 化能合成作用与光合作用有哪些异同点？ 光能 无机物氧化 硝化细菌 CO2 H2O 释放的能量 返回 ‹#› [诊断辨析] (1)鲁宾和卡门用同位素示踪法证明了光合作用的产物是淀粉。(必修1 P102思考·讨论)( ) 提示：鲁宾和卡门用同位素示踪法证明了光合作用的产物——氧气中的氧来自水。 (2)高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。(2023·湖北卷)( ) 提示：光反应中生成NADPH。 (3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，在合适的条件下可完成暗反应过程。(必修1 P103图5－14)( ) × × √ 返回 ‹#› (4)光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。(必修1 P104正文)( ) √ 返回 ‹#› 光反应的机理及暗反应的实验分析 1．类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，回答相关问题： 返回 ‹#› (1)在光能的驱动下产生的电子是怎样通过有序传递完成能量转换的？ 提示：先是由光能转化为电能，再由电能转化为NADPH和ATP中的化学能。 (2)光反应产生的ATP仅用于暗反应吗？ 提示：由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应。 返回 ‹#› (3)水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过几层膜？判断的依据是什么？ 提示：5层。水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜。 返回 ‹#› 2．某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后，在不同时间点取出一定量的小球藻，分析其所含放射性物质种类，结果如下表所示。 (1)小球藻合成C3的过程是否需要NADPH的参与？ 提示：小球藻合成C3的过程是二氧化碳的固定，该过程不需要NADPH的参与。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外，还有氨基酸等 返回 ‹#› (2)提高温度，可能10 s内会检测到多种放射性磷酸化糖类吗？说明理由。 提示：不可能。本实验在最适温度下进行，若提高温度，则检测到多种放射性磷酸化糖类的时间可能会大于15 s。 (3)提高CO2浓度，获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短吗？为什么？ 提示：可能。提高CO2浓度，暗反应加快，获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短。 (4)本实验的目的是__________________________________________。 探究暗反应阶段CO2中碳元素的转移途径 返回 ‹#› 考向1　光反应的机理及光合产物合成与运输机制原理 1．(2026·海南海口模拟)绿色植物进行光合作用的光反应过程如图所示，其中PSⅠ和PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，e－表示电子。下列叙述错误的是(　　) A．PSⅠ和PSⅡ可吸收、传递、转化 光能的原因是其中含有光合色素 B．图示过程发生在叶绿体中，可进 行光合作用的细胞都含有叶绿体 C．光反应产生的O2可以被自身细胞 或其他细胞在线粒体内膜上利用 D．图中ATP合酶具有催化和运输功能，产生的ATP可用于C3的还原 B 返回 ‹#› 解析：B　光合色素能吸收、传递和转化光能，PSⅠ和PSⅡ含有光合色素，所以具有这些作用，A正确；光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，但蓝细菌无叶绿体也能进行光合作用，B错误；光反应产生的O2可被自身或其他细胞线粒体利用(有氧呼吸第三阶段利用氧气，发生在线粒体内膜)，C正确；ATP合酶催化ATP合成，还运输H＋，光反应产生的ATP用于暗反应C3的还原，D正确。 返回 ‹#› 2．磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是(　　) A．a可表示的物质是ATP，它也可以在叶 绿体基质中合成 B．叶绿体基质中的CO2能直接被NADPH 还原 C．磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基 质中合成淀粉 D．若图中磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降 D 返回 ‹#› 解析：D　图中a是光反应，为暗反应提供的物质是NADPH和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，A错误；叶绿体基质中的CO2先与C5结合，形成C3，再被NADPH还原，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行的，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中 光合作用产生积累和缺少磷酸，导致光 合速率下降，D正确。 返回 ‹#› 考向2　光合作用中光反应和暗反应的关系 3．(2026·山东菏泽质检)科研人员对绿色植物光暗转换过程中的适应机制进行研究。测定绿色植物由黑暗到光照的过程中CO2吸收速率(μmol·m-2·s-1)和光反应相对速率(μmol·m-2·s-1)的变化，结果如图。下列叙述正确的是 (　　) A．黑暗时植物的CO2吸收速率为－0.1 μmol·m-2·s-1，与线粒体内膜产生CO2有关 B．由黑暗转变为光照条件后，叶肉细胞中NADPH和ATP的量会一直增加 C．光照0～0.5 min光反应相对速率下降，与 暗反应激活延迟造成NADPH和ATP积累有关 D．光照2 min后，光反应和暗反应速率均稳 定，暗反应速率大于光反应速率 C 返回 ‹#› 解析：C　黑暗时植株的CO2吸收速率为－0.1 μmol·m-2·s-1，说明植株的呼吸速率为0.1 μmol·m-2·s-1，与线粒体基质中产生CO2有关，A错误；光反应为暗反应提供NADPH和ATP，正常情况下如果0～0.5 min暗反应被激活，CO2吸收速率会增加，而图中0～0.5 min光反应相对速率下降，CO2吸收速率变化不显著，说明暗反应未被立即激活，出现该现象的原因是暗反应激活延迟，造成光反应产生的NADPH和ATP积累，导致光反应被抑制，后续暗反应被激活，光反应产生的NADPH和ATP会被消耗，故叶肉细胞中NADPH和ATP的量不会一直增加， B错误，C正确；光照2 min后，光反应和暗 反应速率均稳定，暗反应速率与光反应速率 基本相同，D错误。 返回 ‹#› 4．(2026·河北石家庄调研)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的值增大 C．突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D．突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 B 返回 ‹#› 解析：B　突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，同时C3的还原速率降低，ATP和NADPH消耗减少，进而使ATP和NADPH含量增多，所以暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，A错误，B正确；突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增加、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，叶绿体基质中ATP/ADP的值暂时增大，D错误。 返回 ‹#› [题后归纳]　“过程法”分析环境改变时光合作用各物质变化的方法 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： 返回 ‹#› 考向3　光合作用在碳中和中的作用 5．(2026·北京东城期末)我国科学家打破光合作用的壁垒，在无细胞系统中，利用二氧化碳和电解产生的氢气，直接人工合成淀粉，且合成速率远高于玉米淀粉合成速率，对实现碳中和意义重大。关于人工合成淀粉的过程，下列叙述错误的是(　　) A．在叶绿体中进行 B．需要二氧化碳作为原料 C．需额外输入能量 D．有助于缓解全球粮食危机 A 返回 ‹#› 解析：A　人工合成淀粉的过程在无细胞系统中进行，而叶绿体是植物细胞内的结构，题干明确指出该系统无细胞结构，因此该过程不可能在叶绿体中进行，A错误；由题意可知，是 “利用二氧化碳和电解产生的氢气，直接人工合成淀粉”，所以需要二氧化碳作为原料，B正确；电解氢气需要外部能量输入(如电能)，而自然光合作用通过光反应提供能量，人工系统需额外输入能量，C正确；人工合成淀粉的高效率可减少对农作物的依赖，对粮食危机有缓解作用，D正确。 返回 ‹#› 6．(2026·吉林长春模拟)充分利用植物的光合作用对尽早实现我国政府提出的碳中和目标具有重大意义。研究发现某些藻类细胞中无机碳含量高出胞外500倍以上，光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解获得CO2，而几乎不能被这些藻类细胞利用。关于不同pH(7.0～10.0) 对光合作用的影响，下列推测不正确的是(　　) A．藻类细胞可通过主动运输方式吸收 B．pH可改变CA的活性，进而对光合作用造成影响 C．pH可改变的供应量，进行影响暗反应速率 D．pH只影响藻类暗反应速率，不影响光反应速率 D 返回 ‹#› 解析：D　根据题干分析，藻类细胞中无机碳含量高出胞外500倍以上，则藻类细胞吸收 的供应量，进行影响暗反应速率，C正确；pH会影响酶的活性，藻类的光反应也需要酶的参与，pH也会影响光反应速率，D错误。 返回 ‹#› 角度1　考查光合作用光反应的过程 1．(2025·江苏卷，21)科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破____________膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入____________溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5 μL类囊体悬液溶于995 μL的____________溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3 μg/mL，则类囊体的浓度为____________μg/mL。 真题演练 /考教衔接 返回 ‹#› (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有____________________________。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度________(填“变强”“不变”或“变弱”)，说明类囊体膜具有的功能有______。 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有__________________。 返回 ‹#› 解析：(1)类囊体位于叶绿体中，故细胞破碎后，还需要在低渗溶液中涨破叶绿体膜，获得类囊体，为保持其活性，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。(2)根据叶绿素能溶于无水乙醇等有机溶剂的特点，可将5 μL类囊体悬液溶于995 μL的乙醇(或丙酮)溶液中。由于1 mL＝1000 μL，5 μL的类囊体悬液中含有叶绿素3 μg，则1 μL的 类囊体悬液中含有叶绿素3÷5＝0.6(μg)，类 囊体的浓度为0.6 μg/μL＝600(μg/mL)。 (3)类 囊体膜是光合作用中光反应的场所，类囊体 薄膜上可发生水的分解，产生氧气、合成 NADPH和ATP，其中NADPH、ATP可能对后续实验产生影响。 返回 ‹#› (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜上分布着光合色素(如叶绿素)，在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上分解水分子，产生氧气、质子(H＋)和电子，其中氧气释放到胞外，质子被运出类囊体腔，pH降低，荧光强度变弱。(5)在光反应研究的 基础上，利用人工细胞开展类似碳反应(即暗反应)生成糖类的实验研究，理论上还需要提供碳反应所需的多种酶以及C5、CO2。 返回 ‹#› 答案：(1)叶绿体　等渗　(2)乙醇(或丙酮)　600　(3)NADPH、ATP　(4)变弱　使水分子分解产生H＋；转运H＋　(5)碳反应相关的酶、C5、CO2 返回 ‹#› 角度2　考查光合作用暗反应的过程 2．[(2025·黑吉辽内蒙古卷，21)链接必修1 P104正文]Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题： 注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120%。 返回 ‹#› (1)Rubisco在叶绿体的____________中催化____________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是________________________。 返回 ‹#› (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于____________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是________________________________。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是______________________。 返回 ‹#› (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。 返回 ‹#› 解析：(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，因此Rubisco在叶绿体的基质中催化C5与CO2结合生成C3。暗反应过程中的能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能。 返回 ‹#› (2)当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合且趋于稳定，限制因素为光照强度。A点之前，胞间CO2浓度较低，即使补光，也不能使作物的光合速率提高，因此最主要限制因素是胞间CO2浓度。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时，曲线①与②不同的条件为光照强度，因此曲线①光合速率高的具体原因是与曲线②相比，曲线①条件下光照强度更强，光反应产生的ATP和NADPH更多，促进暗反应合成更多的有机物，因此曲线①的光合速率高于曲线②。(3)可通过检测 单位时间内14C3的放射性强度变化， 比较S植株和WT植株生成14C3的速率， 实验思路见答案。 返回 ‹#› 答案：(1)基质　C5　ATP和NADPH中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能　(2)光照强度　胞间CO2浓度　与曲线②相比，曲线①条件下光照强度更强，光反应产生的ATP和NADPH更多，促进暗反应合成更多的有机物，因此曲线①的光合速率高于曲线②　(3)分别给S植株和WT植株提供适宜浓度的14CO2，在饱和光照条件下培养，其他条件相同且适宜，相同时间后，分别检测14C3的放射性强度，比较S植株和WT植株生成14C3的速率。 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 1．(2026·重庆渝中模拟)科学发现的过程蕴含严谨的逻辑与方法。下列关于光合作用探索历程的叙述，正确的是(　　) A．希尔发现在含水和CO2的离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，光照下可释放O2 B．阿尔农发现光照下ATP合成总是与水的光解相伴随 C．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法，证明光合作用释放的O2来自水 D．恩格尔曼用水绵和乳酸菌进行实验，证明叶绿体释放O2 限时规范 训练(12)　探究光合作用的经典实验及光合作用的原理 (建议用时：25分钟　满分：45分) (选择题1～8题每题3分，共24分) B 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 解析：B　希尔反应使用的悬浮液中未加入CO2，A错误；阿尔农的研究发现，在光照条件下，叶绿体类囊体膜上既能发生水的光解，也能合成ATP，且ATP的合成总是与水的光解相伴随，这一发现揭示了光反应中能量转化与物质变化的关联，B正确；鲁宾和卡门的实验采用的是稳定同位素而非放射性同位素，他们通过实验证明了光合作用释放的O2来自水，比较的是O2和18O2的质量不同，C错误；恩格尔曼的实验选用的是水绵和好氧细菌，而非乳酸菌，水绵的叶绿体呈带状，便于观察，好氧细菌会聚集在O2释放的部位，从而证明叶绿体是光合作用释放O2的场所，D错误。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2．(2026·广西来宾模拟)20世纪40年代，卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间，然后用甲醇(可杀死小球藻)分别处理并取样，最后根据标记化合物出现情况，确定生成物质的先后次序。下列有关说法正确的是(　　) A．在卡尔文的实验过程中，不产生氧气，也不消耗氧气 B．该实验过程应该在无氧环境中进行，以排除干扰 C．若要确定第一个生成的物质，光照时间应延长 D．含有14C的物质，主要存在于叶绿体基质中 D 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：D　小球藻进行光合作用的过程中，可以通过水的光解产生氧气，线粒体进行有氧呼吸的过程也会消耗氧气，A错误；卡尔文探究的是暗反应的过程，氧气对该实验没有明显干扰，不需要设置无氧环境，B错误；若要确定第一个生成的物质，应不断缩短光照时间，直到产物不再发生改变，可确定该产物是第一个生成的物质，C错误；暗反应的场所在叶绿体基质，以14CO2为原料生成的含有14C的物质主要存在于叶绿体基质中，D正确。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 3．(2026·江苏苏州模拟)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2+和光照 B．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的 解析：D　叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，类胡萝卜素的形成不需要Mg2+，A错误；H2O在光下分解为H＋和O2的过程属于光反应，发生在类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定过程发生在叶绿体基质中，C错误；淀粉是光合作用暗反应的产物，是在叶绿体基质中合成的，D正确。 D 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 4．(2026·江苏苏州模拟)20世纪60年代，米切尔的化学渗透假说提出：光反应中ATP的合成是由叶绿体类囊体内外H＋浓度差引起的(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　) A．类囊体内侧的H＋经协助扩散运至类囊体外侧 B．类囊体腔中积累的H＋为ATP合成提供能量 C．植物在黑暗条件下能进行此过程合成(CH2O) D．ATP合酶同时具有催化功能和物质运输功能 C 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：C　类囊体中的H＋通过H＋通道运至类囊体外侧，借助离子通道从高浓度到低浓度的运输属于协助扩散，A正确；类囊体腔中积累的H＋形成的势能为ATP合成提供能量，B正确；图示过程需要光照才可以发生，因此植物不能在黑暗条件下进行此过程合成(CH2O)，C错误；由图可知，ATP合酶既能催化形成ATP，也能运输H＋，D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 5．(2025·河南信阳一模)Rubisco催化CO2的固定，其活性易受低CO2浓度的抑制。为了适应水中低CO2环境，地球上几乎所有水生藻类都进化出一种称为蛋白核的特殊结构，为Rubisco提供浓缩的CO2，而陆地农作物细胞中通常不含这种蛋白核，下列推断不合理的是(　　) A．低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而抑制光合速率 B．高等植物的Rubisco最可能主要分布在细胞的叶绿体基质中 C．光合作用过程中Rubisco催化CO2的固定需要ATP和NADPH D．导入蛋白核合成基因的农作物可能不存在光合“午休”现象 C 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 解析：C　Rubisco催化CO2的固定，低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而抑制光合速率，A正确；Rubisco催化CO2的固定，即暗反应的过程，故高等植物的Rubisco最可能主要分布在细胞的叶绿体基质中，B正确；光反应产生的ATP和NADPH参与暗反应过程C3的还原，光合作用过程中Rubisco催化CO2的固定不需要ATP和NADPH，C错误；光合“午休”现象是由于气孔关闭导致CO2不足造成的，导入蛋白核合成基因的农作物为Rubisco提供浓缩的CO2，可能不存在光合“午休”现象，D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 6．(2026·河南开封模拟)硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，有关叙述正确的是(　　) A．硝化细菌是原核生物，也是自养生物，所以细胞内有类似叶绿体的结构 B．硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用相同 C．该过程需要在具有NH3和O2存在的条件下才可以进行 D．与植物光合作用不同的是该过程是将NH3和O2直接转化成有机物 C 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 解析：C　硝化细菌是原核生物，能够进行化能合成作用，所以是自养生物，但细胞内不具有类似叶绿体的结构，A错误；光合作用能量来源于光能，化能合成过程不需要色素吸收光能，而是利用化学反应释放出的化学能，所以硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用不同，B错误；硝化细菌是需氧自养型细菌，其能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，可见该过程需要在具有NH3和O2存在条件下才可以进行，C正确；硝化细菌和光合作用一样，也是将CO2、H2O合成糖类，D错误。 返回 ‹#› 7 8 9 10 1 3 4 5 6 2 7．(2026·黑龙江哈尔滨检测)如图是黑农5号大豆叶肉细胞光合作用过程示意图(字母代表物质)，PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，从而抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对叶肉细胞造成损伤，下列相关说法错误的是(　　) A．H＋经过Z蛋白外流的同时，细胞利用C物质来合成B物质 B．叶绿素分子中被光激发的e－，经传递到达D结合H＋后生成NADPH C．提高Z蛋白的活性不利于PSBS发挥功能 D．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5的含量将升高 A 返回 ‹#› 7 8 9 10 1 3 4 5 6 2 解析：A　由图可知，C、E可用于C3的还原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP，当H＋顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A错误；叶绿素分子中被光激发的电子e－，经传递到达D(NADP＋)同时结合H＋合成NADPH，B正确；提高Z蛋白的活性会增加H＋向外运输，导致类囊体腔H＋浓度下降，PSBS能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，因此提高Z蛋白的活性不利于PSBS发挥功能，C正确；物质F是CO2， 浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率基本不变，故C5的含量将升高，D正确。 返回 ‹#› 8 9 10 1 3 4 5 6 7 2 8．(2025·辽宁大连一模)研究发现，植物细胞叶绿体内膜上的载体蛋白NTT负责将细胞质基质中的ATP转运进叶绿体，同时将叶绿体基质内的ADP等量交换至细胞质基质，以维持叶绿体内ATP/ADP的动态平衡。叶绿体内ATP/ADP的动态平衡对类囊体薄膜的完整性和功能至关重要。下列推测不合理的是(　　) A．载体蛋白NTT存在ATP和ADP的结合位点 B．NTT缺失型叶绿体的光合作用性能可能会降低 C．NTT的存在建立了叶绿体和线粒体中能量代谢的联系 D．黑暗条件下光反应受阻导致NTT无法正常工作 D 返回 ‹#› 8 9 10 1 3 4 5 6 7 2 解析：D　载体蛋白NTT负责将细胞质基质中的ATP转运至叶绿体基质，同时将叶绿体基质中等量的ADP转出到细胞质基质，说明载体蛋白NTT存在ATP和ADP的结合位点，A合理；NTT缺失型叶绿体中ATP/ADP的动态平衡被破坏，光合作用性能可能会降低，B合理；植物细胞叶绿体内膜上的载体蛋白NTT负责将细胞质基质中的ATP转运进叶绿体，同时将叶绿体基质内的ADP等量交换至细胞质基质，NTT的存在建立了叶绿体和线粒体中能量代谢的联系，C合理；黑暗条件下细胞中存在呼吸作用，细胞质中能产生ATP，NTT能正常工作，D不合理。 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 9．(11分)(2026·江西南昌统考)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(如下图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。分析回答下列问题： (1)PSⅡ光复合体将水分解为________________。光反应过程中，光能将转化为储存在__________________中的化学能。之后再经过____________循环，能量转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 (2)土壤中Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获能力____________，理由是______________________。 (3)若叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性升高，PSⅡ光复合体对光能捕获能力将____________。PSⅠ和PSⅡ光复合体所在的类囊体堆叠形成叶绿体的基粒，这样的结构___________________，从而有利于捕获更多的光能。 (4)弱光下，植物除了上述调节机制以外，还会通过改变叶绿体的分布来捕获更多的光能。同时，植物体会以叶绿体的____________(填“正面”或“侧面”)朝向光源。 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：(1)PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并将水分解为氧和H＋。光反应过程中，光能将转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH参与暗反应阶段合成有机物的化学反应，暗反应过程也称作卡尔文循环。(2)PSⅡ光复合体含有光合色素。Mg2+参与构成叶绿素，土壤中Mg2+含量减少，将导致叶绿素合成减少，从而使PSⅡ光复合体对光能捕获能力减弱。(3)LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。若叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性升高，则LHCⅡ与PSⅡ分离增多，PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱。PSⅠ和PSⅡ光复合体所在的类囊体堆叠形成叶绿体的基粒，这样的结构极大地扩展了受光面积，从而有利于捕获更多的光能。(4)弱光下，植物体会以叶绿体的正面朝向光源，使叶绿体能接受较多的光照，利于光合作用的进行。 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 答案：(1)氧和H＋　ATP和NADPH　卡尔文　(2)减弱　Mg2+参与构成叶绿素，土壤中Mg2+含量降低，将导致叶绿素合成减少，从而使PSⅡ光复合体对光能捕获能力减弱　(3)减弱　极大地扩展了受光面积　(4)正面 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．(10分)(2026·江苏淮安调研)植物光合产物产生器官称为“源”，光合产物卸出和储存部位称为“库”。下图为桃树光合产物合成及向“库”运输的过程示意图。A、B、C表示相关物质，Ⅰ、Ⅱ表示相关生理过程。请回答下列问题： (1)图中物质A是__________，过程Ⅰ的名称是__________________。 (2)过程Ⅱ需要光反应提供____________将物质C还原成磷酸丙糖。磷酸丙糖可在________________(填写场所)转变为蔗糖运出叶肉细胞。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (3)科研人员研究了去除部分桃树上的果实对其光合作用的影响，结果如下表。 叶绿体中淀粉积累会导致类囊体结构被破坏，据表中数据分析，去果后桃树净光合速率降低的原因：_________________。 组别 净光合速率 /(μmol· m-2·s-1) 气孔开放程度 /(mmol· m-2·s-1) 叶片淀粉 含量/(mg· g-1FW) 去果组 2.53 51.02 51.89 留果组 5.05 92.96 31.51 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：(1)分析题图可知，物质A是CO2，参与暗反应阶段，该阶段发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程，图中过程Ⅰ的名称是CO2的固定。(2)图中过程Ⅱ的名称是C3的还原，物质C表示C3，过程Ⅱ需要光反应提供NADPH和ATP，将物质C还原成磷酸丙糖。磷酸丙糖在叶绿体基质中生成，在细胞质基质中转化为蔗糖。(3)分析表中数据可知，去果组的叶片淀粉含量高于留果组，而气孔开放程度和净光合速率都低于留果组，推测去果后，叶片中淀粉含量增加，破坏了类囊体的结构，光反应速率降低，同时去果组气孔开放程度降低，进入叶片组织的CO2量减少，暗反应受到限制。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 答案：(1)CO2　CO2的固定　(2)NADPH和ATP　细胞质基质　(3)叶片中淀粉含量增加，破坏了类囊体的结构，光反应速率降低，同时去果组气孔开放程度降低，进入叶片组织的CO2量减少，暗反应受到限制 返回 ‹#› 第12课时　探究光合作用的经典实验及光合作用的原理 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› $