苏教版2024届高考生物一轮复习探索光合作用及其过程课件

这是一份苏教版2024届高考生物一轮复习探索光合作用及其过程课件，共60页。PPT课件主要包含了可以释，放出氧气，类囊体膜，叶绿体基质，ATP，O2＋4H＋＋4e－，水的裂解，电子传递，NADPH，C3H2O等内容，欢迎下载使用。
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。
1.探索光合作用原理的部分实验
归纳 夯实必备知识
2.光合作用过程(1)光合作用过程图解
源于必修1 P88正文：①叶绿体中的各种光合色素都能吸收光能，但只有某些基态叶绿素分子可以将光能转化为_____。②光反应过程包括_________、__________、ATP生成和NADP＋还原，能量转换是把光能转换为电能再转换为活跃的化学能。暗反应是将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖的复杂生化反应，在能量转换方面把活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在______中。
(2)反应式①产物为(CH2O)：___________________________。②产物为C6H12O6：______________________________________。③元素的转移途径
源于必修1 P89“小字部分”：光合作用和化能合成作用的比较
3.环境改变时光合作用各物质含量的变化(1)“来源－去路”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____。
C5、NADPH、ATP
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__________________。
考向一　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
突破 强化关键能力
2.(多选)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 不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
考向二　不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析3.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
4.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_____(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是____________________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______。(2)比较A、B、C三组处理可以推知，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的_____________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中______________。
C组只用了D组一半的光
照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析
(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、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。
重温高考 真题演练
1.(2021·广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc，下列叙述正确的是A.Rubisc存在于细胞质基质中B.激活Rubisc需要黑暗条件C.Rubisc催化CO2固定需要ATPD.Rubisc催化C5和CO2结合
2.(2020·江苏，27节选)大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：(1)在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和____。
(2)上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3－磷酸甘油酸(PGA)的酶在____________中，PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于____________。
CO2的固定发生在暗反应过程中，所以催化固定CO2形成PGA的酶应存在于暗反应的场所——叶绿体基质中。PGA还原成TP运出叶绿体后合成蔗糖，所以催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中。
(3)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自______；根瘤中合成ATP的能量主要来自______的分解。
叶绿体中光反应合成ATP的能量来自光能。根瘤中合成ATP的能量主要来自呼吸作用中糖类的分解。
(4)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是_________________________________________________________。
(或蔗糖分子为二糖，对渗
与葡萄糖相比，蔗糖为二糖，对渗透压的影响相对较小，而且为非还原糖，性质较稳定，所以蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物。
3.(2020·山东，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_______________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_____(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是___________________________________________。
模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是______________________________________________________________。
用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)
(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_________________________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
放程度降低，CO2的吸收量减少
4.(2021·江苏，20)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图表示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题：(1)叶绿体在__________上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是____________________。
(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳化合物，继而还原成三碳糖(C3)，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生_____；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了____个CO2分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的__________中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为_____中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定并计算光合放氧速率(单位为μmlO2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素)。
在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮
一、易错辨析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(　 　)
二、填空默写1.请根据光合作用的基本过程，填充下图：
2.请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：________________________________________。
一、单项选择题1.下列关于光合作用探究历程的叙述，错误的是A.希尔的实验说明水的光解产生氧气，且氧气中的氧元素完全来自水B.在恩格尔曼的实验中，受到均匀光照，好氧细菌分布在水绵带状叶绿 体所有受光照部位C.鲁宾和卡门的实验中，改变水中H218O的所占比例，植物释放的18O2的 所占比例也随之改变D.供给小球藻14CO2，叶绿体内的三碳化合物首先出现14C
2.(2023·泰州高三质检)科学家在我国腾冲热泉中分离得到硫细菌，这些细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物。下列关于硫细菌的叙述，错误的是A.硫细菌和硝化细菌的同化作用类型均为自养型B.硫细菌能利用化学能将CO2和水合成糖类C.硫细菌拟核中含有环状DNAD.硫细菌的生物膜系统实现细胞的区室化和功能专一化
3.(2023·江苏海安高级中学高三练习)卡尔文将 标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是A.用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰B.热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行C.推测暗反应的初产物可能是3－磷酸甘油酸D.可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程
4.为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，下列有关分析正确的是A.黑暗的目的是为了与光照作对照B.pH＝4的缓冲液模拟的是叶绿体 基质的环境C.ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内D.类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成 ATP的动力
5.如图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是A.过程①需要消耗光反应提供的 ATP和NADPHB.叶肉细胞中的卡尔文循环发生 在叶绿体基质C.在叶肉细胞中会发生由单糖合 成二糖或多糖的过程D.④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
6.如图为植物的叶肉细胞中叶绿体部分结构示意图，其中PSⅡ和PSⅠ都是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用。下列相关叙述正确的是A.图中表示了分布在叶绿体内膜上 的PSⅡ、PSⅠ和ATP合酶系统B.自然界中能发生光合作用的生物， 不一定都具有图中所示的结构C.ATP合酶可将H＋逆浓度梯度跨膜转运从而促进ADP和Pi合成ATPD.图示结构上发生的能量转换是光能→活跃的化学能→稳定的化学能
D.在上午某一时刻，突然降低外界的CO2浓度，叶肉细胞中C3的含量短时间内不变
7.景天酸代谢(CAM)途径属于某些植物特有的CO2固定方式：夜晚气孔开放，通过一系列反应将CO2固定于苹果酸，并储存在液泡中(甲)；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出CO2，供叶绿体的暗反应(乙)利用。下列关于这类植物的叙述错误的是A.在夜晚，叶肉细胞能产生ATP的 细胞器有线粒体和叶绿体B.景天酸代谢途径的出现，可能与 植物适应干旱条件有关
8.(2023·江苏镇江高三检测)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ATPB.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
二、多项选择题9.光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应。如图为某高等植物细胞光合作用过程示意图，a、b、c、d、e、f分别表示光合作用不同阶段中的物质。下列相关叙述正确的是A.图中的膜结构为叶绿体的内膜，膜上分布有吸收 光能的四种色素B.物质b顺浓度梯度跨膜运输，并供给ADP和Pi反应 合成ATP所需的能量C.d→f为暗反应中C3的还原过程，物质c为该过程的 进行提供的物质是氢D.若将图中的光照撤离，则短时间内d、e的含量将增加，f的含量将降低
10.(2023·江苏扬州高三检测)淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物，其合成过程如图所示。细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性储藏，该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输。下列说法不正确的是A.参与蔗糖生物合成的酶位于叶绿体基质中B.呼吸抑制剂不会抑制蔗糖进入液泡的过程C.细胞质基质中Pi不会影响叶绿体中的淀粉 的合成量D.磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生，使暗反应速率下降
11.阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明A.“光斑”照射前，光合作用已经进行B.“光斑”照射开始后，光反应和暗反 应迅速同步增加C.“光斑”照射后，O2释放速率的变化 说明暗反应对光反应有抑制作用D.CO2曲线ab段的变化说明进行暗反应与光照无关
三、非选择题12.(2023·江苏连云港高三模拟)下图为光反应示意图，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，PQ、Cytbf、PC是相关蛋白质，其中PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H＋顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成。据图回答下列问题：
(1)上图说明生物膜具有______________________________功能。与植物细胞质膜上的蛋白质相比，类囊体膜上的蛋白质具有的独特功能是________________________________。
控制物质进出、能量转化、催化
电子，在光能转换中发挥作用
(2)O2是水光解的产物，其中需要的光能是通过_______(填“PSⅠ”或“PSⅡ”)吸收利用的。在光系统Ⅰ中发生的物质变化是_______________________。NADPH和ATP中都有化学能，NADPH中的化学能来自____________(填光系统名称)吸收和转换的光能。
(3)类囊体膜上的ATP合成酶是一种可逆性复合酶，既能利用__________________________________(能量)合成ATP，又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙。线粒体和细菌中的ATP合成酶分布的场所分别是_______________________。
电化学势能(质子动力势)
(4)某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率，若用该农药处理破坏内外膜的叶绿体，会导致ATP的含量_________(填“显著上升”“显著下降”或“不变”)。
13.甲醛是家装的主要污染物，对动植物细胞均有毒害作用。科研人员为提高室内观赏植物天竺葵吸收甲醛的能力，将酵母菌的DAS蛋白基因和DAK蛋白基因导入天竺葵的叶绿体中，转基因后甲醛同化途径如图所示。请回答下列问题：(1)图中物质①是_________________。
ADP、Pi、NADP＋
(2)转基因天竺葵同化甲醛的两条途径：①甲醛→______________→淀粉；②甲醛→________________________→淀粉。(3)据图分析，DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用________过程产生直接影响。
二羟丙酮→磷酸二羟丙酮
(4)为了进一步测定转基因天竺葵同化甲醛的能力，研究人员取生长良好、株龄和长势一致的天竺葵，置于含相同浓度甲醛的玻璃容器中胁迫处理24 h，同时以未放入天竺葵的空容器和容器外的天竺葵为对照，测定容器内的甲醛浓度和叶片的气孔导度，结果如下图。
①实验结果表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵____，其主要原因是________________基因成功表达，增加了甲醛的同化途径。
②转基因天竺葵在18：00至次日8：00时段内吸收甲醛的能力明显降低，结合甲醛转化途径，分析其原因可能是________________________________________________。
此时段天竺葵光合作用弱，产生
③实验结果表明天竺葵在有甲醛环境中气孔导度会发生明显变化，其意义是__________________________________________。
减少甲醛的吸收，降低甲醛对植物细胞的毒害