【备战2023高考】生物考点全复习——第14讲《光合作用的原理》复习课件（新教材新高考）

这是一份【备战2023高考】生物考点全复习——第14讲《光合作用的原理》复习课件（新教材新高考），共36页。PPT课件主要包含了C6H12O6葡萄糖，CH2O甲醛，CO2二氧化碳，光合作用过程，光合作用总反应式，有氧呼吸总反应式等内容，欢迎下载使用。
第14讲 光合作用的原理
1.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。2.说明光合作用的基本过程。
考点一 探索光合作用原理的部分实验　
考点二 光合作用的过程　
主要考点 必备知识
探索光合作用原理的部分实验
19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
（CH2O）碳水化合物
1937年，英国植物学家希尔发现，在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。像这样，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作希尔反应。
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他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。（P103）
含 DCPIP 的等渗溶液（氧化态蓝色，还原态无色）
DCPIP 被还原，检测到氧气生成
同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。用同位素标记的化合物，化学性质不变，也可以参与生物体内的生化反应。
稳定性同位素标记法 原子核稳定，不发出射线。科学家也可通过测量分子质量或离心技术来区别同位素 。
放射性同位素标记法 原子核不稳定，能发出射线，科学家通过特殊的放射性显影仪器追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的过程。
1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen)用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素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：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2,第二组释放的都是18O2。
光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。（P103）
1954年阿尔农(美国):在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随.
20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用经过14C标记的14CO2 ，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终证明了CO2是如何转化为有机物中的碳的。（教材P104）
卡尔文循环：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径.
光合产物中有机物的碳来自CO2
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
根据是否需要光能，将光合作用分为光反应和暗反应（也称碳反应）两个阶段。
光能转变为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中
光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。
ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
注意： 光反应产生的ATP和[H]只能用于暗反应，暗反应所需要的ATP和[H]也只能来源于光反应。 暗反应中C3接受光反应产生的ATP和NADPH中能量，被NADPH还原。 呼吸作用中产生的[H]是指NADH，用于还原丙酮酸或者和O2结合生成水；呼吸作用产生的ATP用于除暗反应以外的各种生命活动。 　光合作用在叶绿体中进行，但叶绿体不是进行光合作用的必备结构，比如：蓝细菌（蓝藻）也能进行光合作用。 　　捕获光能的色素位于类囊体薄膜上。具体的说氧气是在类囊体腔中产生的，氧气跨膜运输时需要穿过类囊体薄膜。
拓展：海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关。　 不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以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深的地方。　 哈密地区位于我国的高纬度地区（夏季的白天长），阳光充足，而且光照强烈，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。
(1)概念：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用
(2)举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
(3)土壤中的硝化细菌的化能合成作用
能把CO2和H2O制造成有机物的生物
不能把CO2和H2O制造成有机物，只能利用现成的有机物
水绵、蓝藻、黑藻都属于自养型生物。
例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
（光合作用 如：植物）
（化能合成作用 如：硝化细菌）
（有氧呼吸 如：绝大多数动植物微生物）
（无氧呼吸 如：乳酸菌、破伤风杆菌）
（有氧呼吸和无氧呼吸 如：酵母菌）
考向　光合作用过程的综合考查1.下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。下列叙述错误的是
A.自然界中能发生光合作用的生物，　不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统B.光反应过程将吸收的光能转换为活　跃的化学能全部储存在ATP中C.在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP　和Pi合成ATPD.PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给　PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPH
解析：分析图示可知，光反应过程将吸收的一部分光能转换为活跃的化学能储存在ATP中，还有一部分储存在NADPH中，B错误。
2.下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足时，TPT活性降低。下列有关叙述错误的是( )A.Pi输入叶绿体减少时，磷酸丙糖　从叶绿体输出减少B.暗反应中磷酸丙糖的合成需要　消耗光反应产生的ATPC.叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的D.农业生产上可通过增加CO2浓度来提高作物中蔗糖的含量
解析：据图示信息，磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体，因此Pi输入叶绿体减少，说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻，即输出减少，A正确；
光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程，由图示可知，该过程能合成磷酸丙糖，B正确；由图示可知，叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖，然后以蔗糖形式运出细胞，C正确；根据题意可知，CO2充足时，TPT活性降低，则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响，作物中淀粉含量会上升，而蔗糖含量下降，D错误。
考向　不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析1.(2022·天津河东高三模拟)正常生长的小球藻，照光培养一段时间后，改为在绿光下继续培养，此后小球藻细胞的叶绿体内会发生的变化是A.H2O在光下分解速率不变B.卡尔文循环增强C.ADP/ATP比值上升D.C3/C5比值下降
解析：改为在绿光下继续培养，导致光反应减弱，H2O在光下分解速率下降，A错误；光反应减弱，产生的NADPH和ATP减少，导致卡尔文循环减弱，ADP/ATP比值上升，B错误、C正确；C3还原成C5的量减少，但C5的消耗量暂时不变，所以C5含量减少，C3/C5比值上升，D错误。
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
1.植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应(　　)2.光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜(　　)3.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(　　)4.14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(　　)
1.源于必修1 P103“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。
2.请根据光合作用的基本过程，填充下图：
3.源于必修1 P103“相关信息”：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？
可作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。
4.源于必修1 P104“相关信息”：C3是指三碳化合物——_______________，C5是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。
5.源于必修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。
6.反应式①产物为(CH2O)： 。②产物为C6H12O6： 。③元素的转移途径