2027届高三生物人教版一轮复习课件第9讲 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理

第三单元 细胞的能量供应和应用 第9讲 捕获光能的色素和结构 一轮复习：必修1 分子与细胞 目录 实验6 绿叶中色素的提取和分离 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 第9讲 捕获光能的色素和结构 考点二 光合作用的基本过程 考情分析 ——明晰考向 对标素养，研判高考命题趋势 3 考情分析 ——明晰考向 对标素养，研判高考命题趋势 4 P97生命活动的最终能量来源为 。 是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径 光能（太阳能） 光合作用 第9讲 捕获光能的色素和结构 ——地球上最重要的化学反应 正常玉米能正常发育，白化玉米植株待种子中储存的养分耗尽就死去 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 5 第9讲 捕获光能的色素和结构 实验6 绿叶中色素的提取和分离 6 1.实验原理 方法 叶绿体中的色素不溶于水，溶于有机溶剂。 原理 原理 方法 提取 分离 用无水乙醇提取 不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同。 纸层析法 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得越快 实验6 绿叶中色素的提取和分离 7 2.实验步骤 防止色素被破坏　 研磨充分　 色素　 保证色素扩散均匀，否则会形成弧形带。 不可用滤纸或纱布过滤，滤纸或纱布会吸附色素 实验6 绿叶中色素的提取和分离 分离出的色素带平整不重叠　 清晰　 滤纸条 层析液 培养皿 实验6 绿叶中色素的提取和分离 3.实验结果及分析 (橙黄色) (黄色) (蓝绿色) (黄绿色) 类胡萝卜素 (含量约占1/4) 光合色素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶 黄 素 叶绿素 (含量约占3/4) (含N、Mg) 实验6 绿叶中色素的提取和分离 橙黄色 最少 最高 最快 黄色 较少 较高 较快 蓝绿色 最多 较低 较慢 黄绿色 较多 最低 最慢 实验6 绿叶中色素的提取和分离 3.实验结果及分析 橙黄色 色素种类 色素含量 溶解度 实验6 绿叶中色素的提取和分离 3.实验结果及分析 （1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析 a.未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 b.使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 c.一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低 d.未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 (正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。 未 加 碳 酸 钙 未 加 二 氧 化 硅 实验6 绿叶中色素的提取和分离 绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 13 （4）滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带： 没经干燥处理，滤液线不能达到细、直、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。 a.忘记画滤液细线。 忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 （2）滤纸条色素带重叠： （3）滤纸条看不到色素带 b.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。 实验6 绿叶中色素的提取和分离 绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 14 拓展：色素分离的改进——灯芯法 打孔圆形滤纸 色素提取液 笔帽 滤液细线 棉线 (灯芯) 蘸取 盖 穿过中间孔 盖 层析液 结果 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 避免了滤液细线触及层析液 1 2 3 4 6 5 层析 实验6 绿叶中色素的提取和分离 1.（2025·山东卷，T13）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是( )。 B A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的 乙醇替代 实验6 绿叶中色素的提取和分离 2.（2024·贵州卷，T3）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同 光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提 取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度 成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是( )。 D A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 实验6 绿叶中色素的提取和分离 3.（2024·广东卷，T3）银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是( )。 C A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D.用过的层析液直接倒入下水道 实验6 绿叶中色素的提取和分离 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 第9讲 捕获光能的色素和结构 19 1、光合色素的功能 吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能 这4种色素对光的吸收有什么差别呢？ 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 2、光合色素的吸收光谱分析 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，称为 。 光谱 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 光。 可见 光合色素主要吸收哪种波长的光？ 光合色素主要吸收哪种波长的光？ 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 2、光合色素的吸收光谱分析 分别让不同颜色的光照色素溶液，就可以得到色素的吸收光谱 A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同 C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 2、光合色素的吸收光谱分析 它们对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 1.(必修 旁栏思考)植物工厂不用发绿光的光源，原因是: ______________________________________________________________ ___________________。 发绿光的光源发出绿色的光，绿光被光合色素吸收的最少，不适合作为植物工厂的光源 2.植物叶片呈现绿色的原因是___________________________________ 含叶绿体且色素对绿光吸收最少，反射绿光 3.蔬菜大棚薄膜最好选用_________（填“无色”“红色”或“蓝色”）塑料薄膜， 原因是____________________________________________________________ __________。 无色 无色材料可透过各种波长的光，光合色素可捕获更多的光能用于 光合作用 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 4.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 应选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 教材深挖：新教材P一101，拓展应用1 海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻、红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？ 有关。不同颜色的藻类吸收不同的光。藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。 海洋中的藻类垂直分布是海洋群落垂直结构的体现，有效的避免的竞争，充分利用了光能。 26 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 3、影响叶绿素合成的因素 （1）光照 （2）温度 （3）矿质元素 ②离体叶绿素在强光下易分解。 ① 光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成；另外，低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。 叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。 1.银杏的叶秋季为什么变黄了？ 秋季，叶片的叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。 2.秋天枫叶变红色的原因是什么？ 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 植物色素 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 溶解性 代表种类 颜色 颜色变化 叶绿体 液泡 脂溶性 水溶性 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 橙黄、黄、黄绿、蓝绿 红、蓝、紫等 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 胡萝卜：炖汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。 光敏色素： 一种光受体，主要吸收红光和远红光，能感受和传导信号，影响和调节植物生长发育。 （2）叶绿体的结构（电镜下） （1）叶绿体的形态（光镜下） 一般呈扁平的椭球形或球形。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 4、叶绿体的结构适于进行光合作用 ①吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。 叶绿体由双层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质。 ②叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。 ③在叶绿体的基质中含有与光合作用有关的酶； 色素和酶是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 色素　 酶 （3）分布： 主要分布在绿色植物的叶肉细胞，幼茎皮层细胞、未成熟的果皮细胞中也有。 （4）功能： 光合作用 进行 的场所。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 4、叶绿体的结构适于进行光合作用 （1）实验者： （2）实验材料： 恩格尔曼 水绵、好氧细菌 ②好氧细菌为需氧菌，可以运动。易于观察，作为释放氧气的观察指标。 ①水绵的叶绿体呈螺旋带状分布， 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 5、叶绿体功能的实验验证 结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放O2 。 恩格尔曼实验一 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 5、叶绿体功能的实验验证 极细光束照射 黑暗 无空气 完全暴露在光下 需氧细菌 水绵 可排除氧气和极细光束以外的光线的干扰。 细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 细菌分布在叶绿体所有受光的部位 结论：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 5、叶绿体功能的实验验证 恩格尔曼实验二 思考：综合上述两个实验，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 实验分析——恩格尔曼实验设计的巧妙之处 1.实验材料的选择： 2.排除干扰的方法： 3.观察指标的设计： 4.实验对照的设计： 水绵具有细长的螺旋带状叶绿体，易于观察现象。 好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。 黑暗无空气的环境，排除了环境中氧气和光的干扰。 通过检测需氧细菌的分布，准确地判断出释放氧气的部位。 用极细的光束照射叶绿体，获得光照部位和无光照部位的对照实验； 进行黑暗条件下局部光照和完全暴露在光下的对照实验，明确实验结果是由光照引起的。 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 35 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 (1)胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光和蓝紫光(　　) (2)如果植物缺少镁，则只有蓝紫光的吸收会受到影响(　　) (3)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(　　) (4)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光(　　) (5)叶绿体具有双层膜结构，捕获光能的色素位于叶绿体内膜上(　　) (6)恩格尔曼实验中用水绵作实验材料是因为其叶绿体呈椭球形便于观察(　　) (7)恩格尔曼实验中实验材料先放在没有空气的黑暗环境中以排除氧气和光的干扰(　　) (8)恩格尔曼通过实验发现，光合作用时叶绿体主要吸收红光和蓝紫光(　　) × √ × × × × × 判断正误 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 √ 1.（2025·贵州·高考真题）牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题： (1)开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是___________，叶绿素分布在叶绿体的__________上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是 ______________________________________________________________。 (2)为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的___________________________________________。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是__________。 温度和光照 类囊体薄膜 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，绿光被反射出来 低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解 无水乙醇 实验6 绿叶中色素的提取和分离 (3)研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是_______________________________________________________________________________________。 （答出2点） PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达 实验6 绿叶中色素的提取和分离 考点二 光合作用的基本过程 第9讲 捕获光能的色素和结构 40 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 19世纪末 甲醛不能通过光合作用转化成糖，甲醛对植物有毒害作用。 1928年 初步判断： 氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 基本否定了光合作用中的O2来源于CO2的猜测。 考点二 光合作用的基本过程 1937年 希尔反应 向离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 铁盐的作用： 作为氧化剂，接收电子 O2 H+ H2O O2＋H+＋e- 光能 叶绿体 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的基本过程 1937年 希尔反应 (1)希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能。因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 (2)希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 不能，希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其它物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 考点二 光合作用的基本过程 用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： （1）本实验可得出什么结论？ （2）甲组和乙组实验形成一组什么实验？ 对比实验 光合作用释放的氧全部来自水，不来源于CO2 注意： 不能通过检测放射性判断，18O2是无放射性的同位素。 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 1941年鲁宾和卡门的实验 考点二 光合作用的基本过程 考点二 光合作用的基本过程 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 1954年阿尔农实验 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：向反应体系中加入ADP、Pi和NADP+等物质，发现有ATP、NADPH生成。 1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 (1)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP NADP＋＋H+ + e- →NADPH 1954年，美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验，在黑暗条件下，若给叶绿体提供CO2、ATP和NADPH，有糖类生成，同时ATP、NADPH和CO2含量急剧下降。若只提供CO2，不提供ATP和NADPH，则无糖类生成。 结论：叶绿体中的ATP和NADPH能将CO2转化成糖类 考点二 光合作用的基本过程 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 1954年阿尔农实验 30s 几十种化合物中 5s C5和(CH2O) C3 几分之1s 光照下卡尔文等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30s，的时间，放射性代谢物多达几十种，缩短时间到7s，发现放射性代谢物减少到12种。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是:______________________________________________________。 继续缩短光照时间后杀死小球藻，直至放射性产物只有一种 卡尔文实验 考点二 光合作用的基本过程 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 卡尔文及其同事通过改变实验条件发现，C5化合物呈现规律性变化：如果光照下突然中断CO2供应时，C3急剧减少而C5量增加；当恢复CO2供应时，C3的浓度急速升高，C5的浓度急速降低。 CO2与C5结合形成C3化合物，C3又可以转化形成C5，两者之间是相互循环的。 卡尔文实验 考点二 光合作用的基本过程 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 划分依据:反应过程是否需要光能 光反应 暗反应（碳反应） 两个阶段 暗反应 NADPH ATP 光反应 H2O O2 (CH2O) CO2 ADP+Pi NADP+ 考点二 光合作用的基本过程 1、【生物科学史】探索光合作用原理的部分实验 49 (1)希尔运用同位素标记法证明了叶绿体在光下可释放出氧气(　　) (2)希尔反应可以证明水的光解产生的O2全来自水(　　) (3)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(　　) (4)鲁宾和卡门通过实验证明了光合作用释放的氧气全部来自水( 　) (5)阿尔农发现叶绿体合成ATP 的过程总是伴随着水的光解(　　) (6)卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中(　　) (7)给小球藻提供18O2，可在在小球藻合成的有机物中检测到18O（ ） × × √ √ √ × 判断正误 考点二 光合作用的基本过程 √ 1．卡尔文将培养的小球藻置于密闭容器中，持续通入14C标记的CO2，短时间后，利用热乙醇杀死细胞，提取细胞内物质，并分析物质的组成。下列有关叙述正确的是（　　） A．首先被检测出含有14C的物质是一种五碳化合物 B．延长通气反应时间，可检测到具有放射性的物质种类增加 C．研究暗反应中碳原子转移途径的实验要在避光环境下进行 D．停止CO2供应后的短时间内，含C的C3和C5的比值增大 B 考点二 光合作用的基本过程 2.(2025·襄阳模拟)所示，将草酸铁(含F)加入含有离体叶绿体的溶液中，除去空气并给予适宜的光照后，溶液颜色发生变化并产生氧气。在相同条件下，不添加草酸铁时，则不产生氧气。下列有关论述正确的是(　　) A.可通过差速离心法提取叶绿体并置于蒸馏水中保存 B.相较于蓝紫光，绿光照射时叶绿体释放氧气量更多 C.颜色变化是由于F被还原，F相当于叶绿体基质内的NADH D.实验说明叶绿体中氧气的产生过程与糖类的合成过程相对独立 D 考点二 光合作用的基本过程 指绿色植物通过 ，利用光能，把二氧化碳和水转化成 ，并且释放出 的过程。 概念： 教材隐性知识：①源于必修1 P104“相关信息”： 光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 叶绿体 储存着能量的有机物 氧气 2、光合作用的过程 考点二 光合作用的基本过程 实质： 把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能储存起来。 （合成有机物，储存能量） 考点二 光合作用的基本过程 2、光合作用的过程 必须有光才能进行 有光无光都能进行 光、色素、酶 类囊体薄膜 水的光解： ATP的合成： ①场所： ②条件： ③物质变化 ④能量变化: NADPH的合成： （1）光反应 2H2O O2+ 4H+ + 4e- 光 色素 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADP+ + H+ + 2e- NADPH 酶 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 只能用于暗反应或叶绿体内其他反应 考点二 光合作用的基本过程 【相关信息】水分解为氧和H＋，被叶绿体夺去两个电子，电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。 （2）暗反应 ②条件： ①场所： ③物质变化： ④能量变化: 有光无光均可，暗反应有关的酶 叶绿体基质 CO2的固定： C3的还原： ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 考点二 光合作用的基本过程 暗反应形成了从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断的进行下去，称为碳循环，也叫卡尔文循环 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 →有机物中稳定的化学能 考点二 光合作用的基本过程 2、光合作用的过程 能量转化： 考点二 光合作用的基本过程 2、光合作用的过程 物质联系： 光反应为暗反应提供NADPH和ATP， 暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 光反应是暗反应所需物质和能量的准备阶段; 暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。 1.NADPH和ATP的移动途径是什么？ 从类囊体薄膜到叶绿体基质。 2.NADP+和ADP的移动途径呢？ 从叶绿体基质到类囊体薄膜。 3.水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？ ①活泼的还原剂； ②储存部分能量供暗反应阶段利用。 考点二 光合作用的基本过程 类囊体薄膜 叶绿体基质 较快 较缓慢 必须有光 光、光合色素、酶 多种酶 ATP中活跃的化学能、NADPH的能量 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 不直接依赖光 光反应生成的ATP和NADPH供暗反应C3的还原，而暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。 光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 【总结提升】光反应与暗反应的比较: 考点二 光合作用的基本过程 拓展1: 光合作用中ATP的合成机制 【资料1】1966年，美国科学家雅根多夫在黑暗条件下将叶绿体置于pH为4的缓冲液中15s后，再将叶绿体转移至含有ADP和Pi、pH为8的缓冲液中，此时类囊体膜内侧pH为4，外侧pH为8。随后类囊体膜两侧这一pH梯度逐渐减小，同时还伴随有ATP的生成。 类囊体薄膜内外存在H＋浓度差是类囊体合成ATP的直接动力 考点二 光合作用的基本过程 重在理解！！能看懂题目就行 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光系统I(PSI)和光系统II(PSII)。 叶绿体 拓展1: 光合作用中ATP的合成机制 考点二 光合作用的基本过程 1.光系统Ⅱ进行水的光解，产生O2、H＋和自由电子(e-)； 光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。 2.电子(e-)经过电子传递链：质体醌→细胞色素b6f复合体→质体蓝素→ 光系统Ⅰ→铁氧还蛋白→NADPH。 电子受体： 电子供体： H2O NADP+ 拓展1: 光合作用中ATP的合成机制 考点二 光合作用的基本过程 3.电子传递过程是从高电势到低电势，因此，电子传递过程中释放能量，质体醌利用这部分能量将H+逆浓度梯度从叶绿体基质泵入类囊体腔。此外，光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行水的光解产生H＋。最终建立了 H＋ 浓度(电化学)梯度。 4.类囊体膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合酶顺浓度梯度流出，而ATP合酶利用质子顺浓度梯度流出的能量来合成ATP 拓展1: 光合作用中ATP的合成机制 考点二 光合作用的基本过程 光能 ATP、NADPH中 活跃的化学能 电子传递过程中的势能 H+的电化学梯度能 考点二 光合作用的基本过程 拓展1: 光合作用中ATP的合成机制 根据以上情境素材中的信息，光合作用过程中水的光解发生在____________，其上发生的反应产物有____________。叶绿素a接受光的照射后被激发，释放高势能的电子，电子的最终供体是________，水的光解造成膜内外质子势能差，而高势能的电子沿电子传递链传递时又促进H＋的转运，进一步加大了质子势能差，导致质子势能差加大的另一个原因是____________________________________________________________， NADPH在暗反应中的作用是________________________________________________ 。 类囊体腔内 O2、H＋和e－ 水 氧化型辅酶Ⅱ与H＋、e－结合形成还原型辅酶Ⅱ时消耗叶绿体基质中的H＋ 既能为暗反应提供能量，又能为暗反应提供还原剂 考点二 光合作用的基本过程 66 1.植物体内光系统Ⅰ（ Ⅰ）、细胞色素复合体、光系统Ⅱ（ Ⅱ）等结构能形成如图所示的线性电子传递和环式电子传递两条途径。线性电子传递中，电子经Ⅱ、和Ⅰ最终产生和 。环式电子传递中，电子在Ⅰ和间循环，仅产生不产生 。高温胁迫会引发活性氧（如自由基、 等）的积累而造成光抑制。下列说法错误的是( )。 A.Ⅰ和 Ⅱ具有吸收利用光能，并进行电子传递的作用 B.膜两侧浓度梯度的形成与水的光解、 PQ蛋白的运输及的合成密切相关 C. 会催化光系统中的蛋白质水解造成 光抑制 D.与线性电子传递相比，环式电子传递能够提高 的值 C 考点二 光合作用的基本过程 2.(2025·成都月考)如图是叶绿体中进行的光反应示意图，类囊体薄膜上的光系统Ⅰ(PS Ⅰ)和光系统Ⅱ(PS Ⅱ)是色素和蛋白质复合体，可吸收光能进行电子传递，电子最终传递给NADP＋后与其反应生成NADPH。膜上的ATP合成酶在顺浓度梯度运输H＋的同时催化ATP的合成。下列叙述正确的是(　　) A.膜蛋白仅有催化及物质运输功能 B.若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中NADP＋减少，则图中电子传递速率会减慢 C.H＋由叶绿体基质进入类囊体腔的过程 属于协助扩散 D.据图分析，O2产生后扩散到细胞外共需 要穿过3层生物膜 B 考点二 光合作用的基本过程 1.(2025·山东卷，21)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。 植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是______________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的________，扩展了受光面积。 磷脂双分子层 基粒 考点二 光合作用的基本过程 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为___________________________________________________________。 H2O 丙酮酸、[H] O2、CO2 途径①以电能的方式耗散光能，途径②以热能的方式耗散光能 考点二 光合作用的基本过程 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源于________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、________。离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有________。 拓展2:光合产物及其运输 考点二 光合作用的基本过程 (1)磷酸丙糖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。 (2)光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体膜上的磷酸转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或临时储藏于液泡内，或从光合细胞中输出，经韧皮部装载长距离运输到其他部位。 例(2025·河南创新发展联盟联考)通常情况下，植物的光合产物以淀粉的形式储存，以蔗糖的形式向其他器官运输，淀粉和蔗糖合成的过程中会竞争磷酸丙糖。磷酸转运器能将磷酸丙糖运出叶绿体，同时将释放的Pi运回叶绿体，且以1∶1的比例进行交换，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了 图中的B来自A B．淀粉是生态系统重要的碳源，由G生成淀粉的 过程会消耗ATP C．NADPH仅为E到F的转化提供还原氢 D．若抑制磷酸丙糖运出叶绿体，则细胞内淀粉的 含量可能会升高 C 考点二 光合作用的基本过程 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 （1）若有机物为(CH2O)： (1) 3H的转移： (2) 14C的转移： (3) 18O的转移： 3H2O (C3H2O ) 光反应 NADPH 暗反应 （14CH2O） 14CO2 CO2的固定 14C3 C3的还原 （CH218O） 18O2 H218O 光反应 C18O2 C3 CO2的固定 C3的还原 3、光合作用过程中元素的转移 考点二 光合作用的基本过程 板书绘图 考点二 光合作用的基本过程 3、光合作用过程中元素的转移 （2）若有机物为C6H12O6： 6CO2 + 12H2O 光能 叶绿体 C6H12O6+ 6O2+6H2O 3、光合作用过程中元素的转移 考点二 光合作用的基本过程 1．研究人员利用同位素标记技术探究光合作用与呼吸作用的物质联系。以小球藻为材料，设置四组不同处理方式，6小时后分别进行同位素检测。下列对实验结果的预测错误的是（　　） C 考点二 光合作用的基本过程 4、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 （1）“来源－去路”法 从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 增加 考点二 光合作用的基本过程 光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） CO2浓度减少 CO2浓度增加 增加 增加 增加 增加 减少 减少 减少 减少 4、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 （1）“来源－去路”法 考点二 光合作用的基本过程 （2）模型法 ①图1中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ②图2中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ③图3中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ④图4中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C3 C5、NADPH、ATP 记：C3和C5的变化相反，C3跟着CO2走 ，C5跟着光照走。 4、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 考点二 光合作用的基本过程 考点二 光合作用的基本过程 光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________； 不足，暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是 ____________________________________________________________________________________________________。 暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH ，停止光照会导致光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH ，能使暗反应持续进行一段时间，但这段时间后，暗反应会因缺少 ATP和NADPH 而无法进行 光反应需要暗反应提供ADP、Pi和NADP+，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行 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 理有机物积累量要 ，原因： 。 A、B、C组依次加大光照一黑暗的交替频率，D组全程光照，每组处理的总时间均相同。 应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的 情况下，可大量节省能源成本。 单位光照时间内光合作用产物的相对含量： C＞B＞A=D 【思维延伸】连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 多 NADPH和ATP能够及时的利用和再生 考点二 光合作用的基本过程 例(2025·宿迁一中月考)如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　) A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP B．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C．图中Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D．图中Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低 D 考点二 光合作用的基本过程 考点二 光合作用的基本过程 5、化能合成作用 自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 能量 硝化细菌 能量来源： 反应物： 产物： 将氨氧化成硝酸释放的能量 水和二氧化碳 糖类 △注意区分硝化细菌和固氮型微生物 1.硝化细菌：NH3→HNO2→HNO3，并利用该过程释放的能量合成有机物， 属于生产者（自养型） 2.固氮菌：将N2转化为植物可利用的氮肥，提高土壤肥力（大多数为异养型） 考点二 光合作用的基本过程 例如：根瘤菌 糖类 光能 硝化细菌 比较光合作用与呼吸作用 考点二 光合作用的基本过程 $