2024届高考生物一轮复习学案第三单元细胞的能量供应和利用第4课时探索光合作用及其过程苏教版

这是一份2024届高考生物一轮复习学案第三单元细胞的能量供应和利用第4课时探索光合作用及其过程苏教版，共8页。学案主要包含了易错辨析，填空默写等内容，欢迎下载使用。


1．探索光合作用原理的部分实验
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
a．H：3H2Oeq \(――→,\s\up7(光反应))__________eq \(――→,\s\up7(暗反应))_________________________________________________。
b．C：14CO2eq \(――――→,\s\up7(CO2的固定))________eq \(――――→,\s\up7(C3的还原))______。
c．O：H218Oeq \(――→,\s\up7(光反应))__________；C18O2eq \(――――→,\s\up7(CO2的固定))________eq \(――――→,\s\up7(C3的还原))________。
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
(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________________________。
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ATP
D．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
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ATP
C．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___________________________________。
方法技巧 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。
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ATP
D．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____________。
(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。
(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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(2020·山东，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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___________________________________________。
(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。
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)。请完成下表。
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( )
4．14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)( )
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)：
________________________________________________________________________。时间/发现者
内容
1627～1632
年海尔蒙特
光合作用需要水
1779年
英格豪斯
光合作用产生O2
1864年
萨克斯
光合作用产生淀粉
1937年
希尔
在离体叶绿体的悬液中加入草酸铁，在光照下__________________
1941年
鲁宾、卡门
用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源：H218O＋CO2―→植物―→18O2，H2O＋C18O2―→植物―→O2，得出光合作用释放的氧全部来自________
19世纪80年
代恩格尔曼
光合作用的场所在叶绿体中，叶绿体中含有吸收红光和蓝光的物质，并在光下产生O2
项目
光反应
暗反应
场所
叶绿体____________
条件
________、色素、酶
酶、____________等
物质变化
①2H2Oeq \(――→,\s\up7(光能),\s\d5(酶))__________
②NADP＋＋H＋＋2e－eq \(――→,\s\up7(酶))NADPH
③ADP＋Pieq \(――→,\s\up7(光能),\s\d5(色素、酶))ATP
①CO2＋C5eq \(――→,\s\up7(酶))____
②2C3eq \(――→,\s\up7(ATP、NADPH),\s\d5(酶))(CH2O)＋C5
能量变化
联系
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。
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
实验步骤的目的
简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液
寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组
①__________________________________
②_______________________________
对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定
用氧电极测定叶片放氧
③_______________________________
称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定