2027届高三生物人教版一轮复习课件第13讲 光合作用的原理

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用的原理”核心考点，依据高考评价体系梳理了光反应与暗反应的物质变化、能量转换及影响因素等考查要求，通过近五年真题分析明确C₃/C₅含量变化、NADPH作用等高频考点权重，归纳过程分析、实验探究等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于高考真题深度整合与核心素养培育，如结合2023湖北卷NADPH易错点，用科学思维建立“条件改变-物质动态变化”分析模型，通过卡尔文循环¹⁴C转移途径等典型题培养探究实践能力。设“易错警示库”和“答题模板”，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准把握学情，提升复习效率。

第13讲 光合作用的原理 1 光合作用的概念与反应式 (1)概念：指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。 (2)反应式： 。 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 场 所 条 件 产 物 原 料 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 3.实质：合成有机物，储存能量 光合作用的原理 条件： 场所： 3. 物质变化： 4. 能量变化： 光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能 一、光合作用的原理 光反应阶段 光 ADP＋Pi ＋能量 →ATP 酶 NADP＋＋H+＋2e→NADPH 酶 光、色素、酶等 类囊体薄膜 划分依据:反应过程是否需要光能 场所：叶绿体基质（提供酶、原料等） 物质变化 能量变化 CO2的固定： C3的还原： CO2＋C5→2C3 酶 ATP和NADPH中的活跃化学能转变为糖类等稳定化合物中的化学能 暗反应阶段 C5 2C3 还原的C3 CO2 （CH2O） 多种酶 暗反应/碳反应/卡尔文循环 NADPH的功能： 1.还原剂 2.提供能量 叶绿体中的 色素分子 可见光 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 能 固定 还原 酶 光反应 暗反应 光合作用的过程 （在类囊体的薄膜上进行） （在叶绿体的基质中进行） 光能 CO2+H2O 叶绿体 （CH2O）+O2 NADP+ NADPH 源于必修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 区别 能量来源 _____ _____________________ 代表生物 绿色植物 _________ 相同点 都能将 等无机物合成有机物 光能 无机物氧化释放的能量 硝化细菌 CO2和H2O (1)植物细胞产生的O2只能来自光合作用(2021·山东，16) 提示　光合作用通过H2O的光解可以产生O2，另外，植物细胞中具有过氧化氢酶，可以催化H2O2水解为H2O和O2。 × (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，11) × 提示　光反应中生成NADPH。 (3)在暗反应阶段，CO2不能直接被还原(2021·湖南，7) √ (4)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 (2021·湖南，7)(5)光合作用的解析促进花期控制技术的成熟(2024·广东，4) √ × 光反应 暗反应 卡尔文循环 氧气——水——二氧化碳-糖类等有机物 光照不变 暗反应 C3 C5 （CH2O） CO2浓度减少 CO2浓度增加 若CO2浓度下降，短时间内，叶绿体内的C5、C3、NADPH和ATP的含量如何变化？ CO2浓度不变 光反应 NADPH ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 若光照强度减弱，短时间内，叶绿体内的C5、C3、NADPH和ATP的含量如何变化？ 知识拓展1：物质变化的机制 提升·关键能力 1.如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体 腔中，图中实线为电子的传递过 程，虚线为H＋的运输过程，ATP 合成酶由CF0和CF1两部分组成，则： 提升·关键能力 (1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在 光能激发下失去高能e－，失去e－的叶 绿素分子，能够从水分子中夺取e－， 使水分解为 ；电子(e－)由水释 放出来后，经过一系列的传递体形成 电子流，最终传递给 (电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和 PSⅡ吸收的光能储存在 中。 氧和H＋ NADP＋ NADPH和ATP 提升·关键能力 (2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有_______________ _______________________________。 (3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有________________________。合成ATP依赖于________________________形成的电化学势能。 PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋ 水的光解产生H＋； 运输H＋和催化ATP的合成 类囊体膜两侧的H＋浓度差 1.(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。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 评迁移应用 √ 一、光合作用的原理 知识拓展2：还原产物——三碳糖的去向 去向1 去向2 去向3 3-磷酸甘油酸 核酮糖-1,5-二磷酸 2.如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖转化和运输情况。 (1)磷酸丙糖转运器能够协同进行磷酸的运入和磷酸丙糖的运出，这种转运严格遵循比例为1∶1的反向转运原则，即每运入1分子磷酸，就会有1分子磷酸丙糖被运出叶绿体。因此，磷酸丙糖的运出与否取决于细胞质基质和叶绿体中Pi的浓度，细胞质基质Pi浓度 ，促进磷酸丙糖的 ，利于 的合成，细胞质基质Pi浓度 ，磷酸丙糖滞留在叶绿体，利于 的合成。 高 输出 蔗糖 低 淀粉 (2)和葡萄糖、淀粉相比，蔗糖具有高稳定性和高水溶性的特点，成了光合产物长距离 的主要形式。蔗糖分子从叶肉细胞进入到叶脉维管束后，经 运输至其他部位或利用或贮存。 运输 筛管 3.如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体中某两种化合物(NADPH、ADP、C3或C5)的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是 。若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是 。 C5、NADPH ADP、C3 一、光合作用的原理 知识拓展3：“间隙光“处理的优势 科研人员利用“间隙光”来测定番茄的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如图3所示。 一、光合作用的原理 据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时相比，“间隙光”处理的光合作用效率 (填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合作用 效率，原因是“间隙光”处理时能_____________________________________ _____。图3中曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率_____ (填“更快”或“更慢”)。图3中两条曲线所围成的面积S1 (填“大于”“等于”或“小于”)S2。 大于 充分利用光合作用光反应产生的NADPH和 ATP 更快 等于 知识拓展4：“间隙光“处理的优势 2.(2022·重庆，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是________________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持_____(填“低温”或“常温”)。 保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H＋浓度差，原因是_________________________________________________________ ________________________________。 实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H＋浓度差 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是_______________________________________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是_____。 类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 ____________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有______________________________ (答两点)。 NADPH、ATP和CO2 增加CO2浓度和适当提高环境温度 考向二　光合作用中光反应和暗反应的关系 3.(2023·天津，9)如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是 C.水光解产生的H＋提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D.光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 √ 4.(2025·青岛二模)绿色硫细菌(厌氧菌)因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图1所示。在绝大部分生物体内，三羧酸循环(TCA循环)是能量代谢的主要途径，糖类等物质分解生成的丙酮酸在一系列酶的作用下生成乙酰辅酶A，进入TCA循环，但在绿色硫细菌体内这一过程可以反向进行，即逆向TCA循环，如图2所示。下列叙述错误的是 A.绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B.ATP合成酶利用H＋浓度差合成ATP，H＋浓度差的形成是因为高能电子提供能量进 行H＋的跨膜运输 C.绿硫细菌的光合作用可为逆向TCA循环提供能量 D.绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得 生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 √ $