2027届高三生物一轮复习课件 光合作用

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用与能量转化”专题，依据高考评价体系梳理了光合作用过程、影响因素、能量转化机制及与细胞呼吸综合应用等核心考点，通过近五年新课标卷等真题统计，明确“过程分析”“曲线解读”“综合计算”等高频考点分布，构建完整知识网络与答题体系。 课件亮点在于“实验探究+真题变式+素养导向”策略，如以色素提取分离实验为例，分析原理与误差（如未加SiO₂导致滤液颜色变浅），培养科学思维与探究实践素养。针对“光照骤变物质含量变化”题型，总结“条件-物质”逻辑模型，结合2024新课标卷31题实例指导动态分析，助力学生掌握技巧，教师可精准教学实现高效备考。

第11、12讲　光合作用与能量转化 第四届花生 问题导读（P97—101）：8分钟 1.捕获光能的色素和结构： （1）绿叶中色素的提取、分离原理、实验结果图、注意事项？ （2）4种光合素的区别、液泡中的色素？ （3）叶绿体的结构、为什么适合光合作用？ （4）恩格尔曼实验的巧妙及其结论？ 第四届花生 光合作用过程：（P77） 多种酶 ________阶段 （____________) ________阶段 （___________) NADP+ ADP、Pi ATP C3 C5 (CH2O) 光反应 暗反应 类囊体薄膜 叶绿体基质 H+、e- CO2固定 C3还原 光能 光合色素 多种酶 H2O O2 NADPH CO2 ①还原剂；②提供能量 ATP、NADPH ADP、Pi 第四届花生 光反应是暗反应的物质和能量准备阶段；暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。 1.捕获光能的色素和结构： 白化植株 Q2.光合色素的提取、分离原理、结果？ 菠菜 提取剂：无水乙醇，（体积分数为95%的乙醇+无水碳酸钠）； 分 离：层析液，（方法：纸层析法）。 石油醚+丙酮+苯 Q1.色白化苗为什么会死、影响光合色素的因素？ （1）绿叶中色素的提取和分离实验： 叶片不含绿色色素→不能进行光合作用→待种子中储存的养分耗尽就会死去。 光照、酶、矿质元素等。 第四届花生 光合作用需要色素；植物捕获光能要依靠特定的物质和结构；辨析：液泡中的花青素为水溶性。 （1）绿叶中色素的提取和分离实验： Q2.提取步骤、哪些因素会导致滤液颜色变浅？ 试剂：SiO2、CaCO3、无水乙醇； 剪碎 研磨 过滤 加试剂 收集 过滤：单层尼龙布； 溶解有色素的滤液。 叶子不新鲜、未加SiO2、CaCO3、无水乙醇加得过多。 第四届花生 在破碎植物细胞时，细胞液泡中的大量酸性物质，如柠檬酸、苹果酸等有机酸以及氨基酸等会被释放出来。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子容易被氢离子取代，生成黄褐色的脱镁叶绿素，从而使叶绿素被破坏。 （1）绿叶中色素的提取和分离实验： Q3.分离步骤、注意事项、结果？ 提取色素 制备滤纸条 画滤液细线 分离色素 干燥；细直齐、干后重复1～2次； 层析液不能触及滤液细线。 毛细吸管 第四届花生 （1）绿叶中色素的提取和分离实验： Q3.结果、结论？ 培养皿盖 层析液 干燥定性滤纸 滤液细线 叶绿素b（黄绿色） 叶绿素a（蓝绿色） 胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素（黄色） 低(__) 高(__) 慢 快 胡黄ab向前走，橙黄蓝黄颜色留。 光合色素色素有4种、含量不同、吸收不同波长（颜色）的光。 类胡萝卜素 叶绿素 （3/4） （1/4） 蓝紫光、红光 蓝紫光 Q4.正常情况下叶子为什么呈现绿色？ 叶绿素含量较多，吸收绿光较少被反射出来。 第四届花生 ①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。 ②色素带的宽窄(颜色深浅)与含量有关，色素带越宽(颜色越深)说明这种色素含量越多。 ③色素带扩散速度与溶解度有关，在滤纸条上分布越高，说明扩散速度越快，溶解度越大。 选材不当：，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少，色素含量少。 某同学推测,适当遮光可能导致叶绿素含量增加,以适应弱光环境。请设计一个简单的实验验证该同学的推测是否正确,简单的写出实验思路:提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓叶片中的色素,观察并比较叶绿素色素带（最下边两条色素带）的宽度和颜色的深浅　。那为什么秋天植物有的叶片是红色的？ 液泡中含有大量的的花青素，又因叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色。 （1）绿叶中色素的提取和分离实验： Q5.如何用坐标图表示结果？ 由内到外依次为：______________________________。 叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素 Q6.某同学改进实验如图，则滤液应滴在a还是b，实验结果？ 色素相对含量 O 与滤液的距离（溶解度） 层析液 第四届花生 （2）光合色素吸收光谱的分析： 光谱：阳光(白光)在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带。 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同，一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。 Q1.光合色素主要吸收哪种波长的光、如何证明？ 第四届花生 （2）光合色素吸收光谱的分析： Q1.光合色素主要吸收哪种波长的光、如何证明？ 色光带变暗、蓝紫光和红光大部分被吸收→光合色素主要吸收蓝紫光、红光。 色素提取液吸收了蓝紫光和红光→水绵不同部位的光合作用强度差别不大,产生的氧气量均匀。 如何让细菌均匀分布？ 恩格尔曼实验P101 第四届花生 分别让不同颜色的光照射色素溶液，（被吸收的光区变暗）就可以得到色素溶液的吸收光谱。 （2）光合色素吸收光谱的分析： ①叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 ②叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同。 Q2.结论？ a宽b高、类无红 Q3.阴天如何提高大棚光合作用强度？ 无色的大棚塑料薄膜； 适当补充蓝紫光、红光。 光敏色素（主要吸收红光和远红光）、感受蓝光的受体。（选1P106） 第四届花生 因日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高； 练习与应用（P101） 绿藻：反射绿光，吸收红、蓝紫光；褐藻：反射黄光，吸收蓝紫光、绿光；红藻：反射红光，吸收蓝紫光较多。 水对红、橙光的吸收多于蓝、绿光。 第四届花生 水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水中较深的地方。 （3）叶绿体的结构和功能： 叶绿体基质： 含有______有关的酶。 外膜 内膜 双层膜 基粒：由______堆叠而成，含有________和______相关的酶。 暗反应 类囊体 光合色素 光反应 核糖体 DNA 光合色素、酶 Q.植物细胞都有叶绿体？无叶绿体的生物就不能进行光合作用？ 藻蓝素、叶绿素以及光合作用所需的酶。 叶绿体类囊体薄膜 第四届花生 （4）叶绿体功能的证明（恩格尔曼实验）： Q.选材、对照设计、结果、结论？ 光合作用需要光、光合作用产生O2、光合作用的场所是叶绿体。 第四届花生 步骤2能否直接证明光合作用的场所是叶绿体？（不能，自变量是光） 对比实验 （步骤）光照条件下的实验只能是对黑暗条件下的补充,以进一步确定叶绿体就是光合作用放氧部位 问题导读（P102—104、106）：10分钟 2.光合作用的原理： （1）光合作用的总反应式及其概念、实质？ （2）探索历程的希尔反应、鲁宾与卡门、阿尔农、卡尔文实验？ （3）光反应、暗反应相应过程及其反应式、联系？ （4）和化能合成作用的比较？ ♡♡拓展：1.回顾不同的生物的代谢类型。 2.光合作用中光系统及电子传递链P81、93. 第四届花生 2.光合作用的原理： Q1.光合作用总反应式、概念及其实质？ 指绿色植物通过______，利用____，把___和___转化成储存着能量的______，并且释放___的过程。 光能 叶绿体 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 叶绿体 光能 有机物 O2 CO2 H2O Q2.光合作用C、O去路？ 第四届花生 光合作用需要色素；植物捕获光能要依靠特定的物质和结构；辨析：液泡中的花青素为水溶性。 （1）探索历程分析： 资料1.19世纪末： CO2 O2 C + H2O 甲醛 （CH2O） 糖类 ✘ 毒害 资料2.希尔反应： 离体的叶绿体 悬浮液 水的光解与糖的合成不是同一个化学反应。 O2 H+ Q.O2全部来自于水、与暗反应关系？ 第四届花生 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 ；能不能证明氧气只来自于水？如何证明？ （1）探索历程分析： 资料3.鲁宾、卡门实验： 同位素标记法、对比实验 资料4.阿尔农实验：离体的叶绿体中加入ADP、Pi和NADP+等物质，发现有ATP、NADPH生成且这一过程总是与水的光解相伴随。 H2O→½O2 ＋2H+＋ 光 ADP＋Pi＋能量→ATP NADP＋＋H+＋2e-→NADPH 2e- NADP+ 第四届花生 通过检测相对分子质量判断：O2（32）、18O2（36）；水光解过程中还有什么产生？尝试利用原子守恒定律和氧化还原等化学知识，写出该实验涉及到的物质变化 （1）探索历程分析： 资料5.卡尔文循环： 0 （14CH2O） 14CO2 214C3 C5 0 同位素标记法、放射性自显影技术；小球藻 Q.如何探究CO2转化生成的第一个产物？ 给小球藻悬浮液通入14CO2，不断缩短光照时间后杀死小球藻，提取产物并分析，直至只有1种放射性产物为止。 NADP+ NADPH ADP、Pi ATP 第四届花生 光照下卡尔文。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。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么， （2）光合作用过程： 多种酶 ________阶段 （____________) ________阶段 （___________) NADP+ ADP、Pi ATP C3 C5 (CH2O) 光反应 暗反应 类囊体薄膜 叶绿体基质 H+、e- CO2固定 C3还原 光能 光合色素 多种酶 H2O O2 NADPH CO2 ①还原剂；②提供能量 ATP、NADPH ADP、Pi 第四届花生 光反应是暗反应的物质和能量准备阶段；暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。 反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 物质变化 原料 产物 能量变化 联系 实质 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素、酶 酶 CO2的固定: C3的还原: 光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 H2O、 ADP 、Pi 、NADP+ ADP 、 Pi 、 NADP+ 、（CH2O ） 合成有机物，贮存能量 O2、 ATP 、NADPH CO2、 ATP 、NADPH 水的光解： ATP的合成： NADPH的合成： H2O H+ + O2 光能 叶绿体 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADP+ + H+ NADPH 酶 NADPH ATP、酶 2C3 （CH2O）+C5 ②光反应停止后，暗反应很快也会停止。 光反应与暗反应的比较 ①光反应为暗反应提供 ；暗反应为光反应提供 ； NADPH、ATP NADP+、ADP、Pi C5 + CO2 → 2C3 酶 吸收、传递、转化光能 第四届花生 相关思考： Q1.14CO2、18O2去路？ 14CO2→14C3→(14CH2O) 18O2→H218O→C18O2→C3→(CH218O) Q2.若突然停止光照或CO2，其他条件不变的情况下物质的量会如何变化？ 光照↑→ATP、NADPH↑→促进C3还原→C3下降、C5↑ 第四届花生 （3）光合作用与化能合成作用的比较： Q1.化能合成作用的实例、实质、与光合作用的共同点？ 硝化细菌 铁细菌 硫细菌 都能将CO2、H20等无机物合成有机物储能能量。 Q2.硝化细菌、根瘤菌代谢类型？ 自养需氧型、异样需氧型 第四届花生 判断:硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量。 问题导读（P105）：5分钟 3.光合作用的影响因素及其应用： （1）根据光合作用的反应式理解光合作用强度及其影响因素？ （2）探究光照强度对其影响的实验思路、预期结果、结论？ （3）不同外界因素对其影响的曲线图及其原理、应用？ 第四届花生 光能 叶绿体 CO2 + H2O (CH2O)+O2 3.光合作用的影响因素及其应用： Q1.影响因素？ CO2浓度 水分 光 光质 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 温度 矿质元素 气孔开闭情况 ①酶的种类、数量，叶绿素含量 ③遗传特性（阴生、阳生植物） 叶绿素、酶的合成、细胞失水 环境中CO2浓度、叶片气孔导度 ②叶面积指数 ①光照（强度、光质） ⑤矿质元素 ④水分 ②CO2浓度 ③温度 内因 外因 第四届花生 N，P： ATP，[H] N、Mg2+：叶绿素光合速率又称“光合强度”，是光合作用强弱的一种表示法 3.光合作用的影响因素及其应用： Q2.光合作用强度、表示方法？ 光能 叶绿体 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 含义：单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 表示方法：CO2的固定量或O2的产生量。 O2 CO2 CO2 （吸收量） O2 （释放量） 净光合速率=光合速率-呼吸速率 第四届花生 根据前面讲的定义，可以测CO2的吸收量、氧气的释放量和有机物的生成量来代表光合作用强度。具体的CO2的吸收可以用★红外线CO2传感器测量，需要相关仪器，可以做到定量；O2释放可以用★小叶片浮起数量法，也就是由于叶片产氧使其浮力增加，能够让沉在水底的叶片浮起来，根据一定时间浮起的叶片数目来表示光合作用强度，只能做到定性，但相对简单。至于有机物的合成可以★通过测量叶片中的淀粉含量来进行，根据碘与淀粉变蓝，通过比色法来确定淀粉含量的多少，也只能做到粗略的定量。考虑到实验需要简便易行，在高中阶段选择小叶片浮起数量法比较合适。 （1）探究光照强度对光合作用强度的影响： Q1.实验原理？ 打孔 排气 沉水 实验 叶片含有空气上浮 抽气 叶片下沉 叶片上浮 光合作用产生O2 O2充满细胞间隙 Q2.一定光照下叶片未上浮是因为未进行光合作用？ 光合作用产生的O2大于呼吸作用消耗的O2，释放氧气→使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 由V净反应V光 第四届花生 打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。沉水在黑暗条件下，3支烧杯要富含CO2、灯的功率要一致；NaHCO3缓冲液的作用：为光合作用提供CO2溶液浓度会影响叶片细胞渗透压，进而影响光合作用。 （1）探究光照强度对光合作用强度的影响： Q2.变量分析、如何控制、预期结果、结论？ 叶片上浮时间 光照强度 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强。 CO2浓度的影响？ 83(2T) 第四届花生 吸收白炽灯产生的热量，避免温度的变化对实验结果的干扰 光照强度 O （2）影响光合作用的因素及其应用： 内因及其应用： CO2吸收量 CO2释放量 阳生 阴生 只进行呼吸作用 光补偿点 光饱和点 阴阳生植物间作、套种；适当摘除老叶、林冠下层叶；合理密植等。 光合色素、酶含量和活性 86 A B C D CO2浓度、T、酶、色素等 第四届花生 该条件下，达到最大光合速率时所需的最小光照强度值 光照强度 O CO2吸收量 CO2释放量 （2）影响光合作用的因素及其应用： 外因及其应用——光照强度： Q1.影响原理、植物正常生长的光照要求、应用？ A B C D 影响光反应→限制ATP、NADPH产生→C3的还原 ＞光补偿点→积累有机物； 补蓝紫光、红光，间作或套种，合理密植等； Q2.C点以后的限制因素、若增强相应因素BCD如何移？ CO2浓度、T、酶、色素等 Q3.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，ABCD点如何移动？ 因素导致V(光)↑→BCD变大；反之变小。 第四届花生 （2）影响光合作用的因素及其应用： 外因及其应用——CO2浓度： C02补偿点 光合所需最低CO2浓度 C02饱和点 C02饱和点 Q.限制原理、各点含义、应用？ 影响暗反应→限制C3的产生。 适当提高CO2浓度（施用农家肥、干冰，正其行、通其风）。 1.CO2浓度增加，暗反应增强，光合作用增强； 2.无机盐：可促进植物生长，枝叶增多， 增强光合作用；参与化合物形成，Mg2+、N、P； 3.产热：提高土壤温度（冬天保温）。 第四届花生 （2）影响光合作用的因素及其应用： 外因及其应用——温度、水分、矿质元素： 适当增大昼夜温差，合理灌溉、施肥； 温度过高→蒸腾作用过强，气孔大部分关闭→CO2进入细胞减少。 午休现象 第四届花生 水是光合作用的原料，缺水直接影响光合作用；水是体内各种化学反应的介质。N合成光合酶、NADPH、ATP、色素等；P：叶绿体膜、NADPH和ATP的重要组分；K促进光合产物向贮藏器官运输 施肥过多烧苗； CO2浓度 （2）影响光合作用的因素及其应用： 多因子考虑： 温度适宜时、适当提高光照强度、CO2浓度。 第四届花生 3.光合作用和细胞呼吸的综合分析： 第四届花生 3.光合作用和细胞呼吸的综合分析： Q1.默写光合作用、呼吸作用总反应式，完成表格？ 含光合色素的细胞 所有活细胞，主要场所是线粒体 光、光合作用有关的酶 与有氧呼吸有关的酶 CO2和H2O CO2和H2O 葡萄糖、H2O和O2 葡萄糖和O2 合成有机物，储存能量 分解有机物，释放能量 第四届花生 （1）二者联系： Q1.物质联系？ ①C：14CO2 ②H：3H2O ③O：18O2 (CH218O) 18O2 (14CH2O) 暗反应 14C3H4O3 有Ⅰ 14CO2 有Ⅱ NADPH 光反应 （C3H2O） 暗反应 NADH 有ⅠⅡ 3H2O 有Ⅲ H218O 有Ⅲ 18O2 光反应 H218O 有Ⅲ C18O2 有Ⅱ 暗反应 Q2.能量联系？ 有氧 呼吸 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 无氧 呼吸 释放大 量能量 释放少量能量 不彻底氧化产物中的化学能 热能散失 ATP中活跃的化学能 大 少 第四届花生 （1）二者联系： Q3.[H]、ATP、电子来源与去路？ 光合作用：NADPH来自于水的光解、用于C3的还原； 呼吸作用：NADH来自于有ⅠⅡ（葡萄糖、水）、用于有Ⅲ（O2）； ATP来自于光反应、用于C3的还原。 ATP来自于三个阶段、用于各项生命活动。 电子：H20→NADP+、H+生成NADPH 电子：NADH→O2生成H2O 第四届花生 3.光合作用和细胞呼吸的综合分析： （2）光合速率、净光合速率、呼吸速率： CO2 O2 CO2 总光合速率 呼吸速率 净光合速率 净光合速率 吸收m2 O2 释放n2 产生n3 消耗n1 产生m1 消耗m3 净光合速率=光合速率-呼吸速率 如何求某植物的光合速率？ 第四届花生 光合速率的测定方法：先将装置置于黑暗环境中测定呼吸速率（如O2的消耗量），再置于一定光照强度下测定净光合速率（如O2的释放量），最后将二者相加即为光合速率。 （3）自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较： Q1.曲线变化的原因？只进行呼吸、光合＜/＞/=呼吸的线段？ Q2.制造有机物、积累有机物的线段？有机物积累最多的点？ Q3.甲中一昼夜有机物积累量？乙中植物能否正常生长？ i j I J J 第四届花生 3.光合作用和细胞呼吸的综合分析： （3）光合速率的测定： 光合速率=呼吸速率+净光合速率 先将装置置于黑暗环境中测定呼吸速率（如O2的消耗量），再置于一定光照强度下测定净光合速率（如O2的释放量），最后将二者相加。 Q1.测定思路？ 液滴移动法 黑白瓶法 半叶法 Q2.测定方法及原理？ 第四届花生 NaOH溶液吸收容器中的CO2→黑暗条件下绿色植物仅进行细胞呼吸，产生的CO2被NaOH溶液吸收→消耗O2导致液滴左移单位时间内液滴左移距离可表示细胞呼吸消耗O2的速率，即呼吸速率 ；NaHCO3溶液维持CO2恒定→当光照下绿色植物光合作用大于细胞呼吸时，O2释放导致液滴右移→单位时间内液滴右移距离可表示O2的释放速率，即净光合速率。物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。注意：黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不作处理，并采用适当的 方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤）阻止物质转移。在适宜光照下照射 <m></m> 后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为 <m></m> 、 <m></m> 。 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.20.100 $