高考生物一轮复习（新人教新高考） 第3单元 第6课时　光合作用的原理.docx

第6课时　光合作用的原理
课标要求　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
时间/发现者
内容
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
1937年希尔
(英国)
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
1941年鲁宾、卡门(美国)
用同位素示踪的方法，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水
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
2.光合作用过程
(1)光合作用过程图解
项目
光反应
暗反应
场所
叶绿体类囊体的薄膜
叶绿体基质
条件
光、色素、酶
酶、NADPH、ATP等
物质变化
(1)H2OO2＋H＋
(2)NADP＋＋H＋―→NADPH
(1)CO2＋C52C3
(2)2C3(CH2O)＋C5　　　
(3)ADP＋PiATP
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。
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。
提示　如图所示
②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？
提示　可作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。
③源于必修1 P104“相关信息”：C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核***糖－1,5－二磷酸(RuBP)。
(2)反应式
①产物为(CH2O)：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
②产物为C6H12O6：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。
③元素的转移途径
a．H：3H2ONADPH(C3H2O)。
b．C：14CO214C3(14CH2O)。
c．O：HO18O2；C18O2C3(CH218O)。
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。
②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
光能
无机物氧化释放的能量
代表生物
绿色植物
硝化细菌
相同点
都能将CO2和H2O等无机物合成有机物
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C3，曲线乙表示C5、NADPH、ATP。
②图2中曲线甲表示C5、NADPH、ATP，曲线乙表示C3。
③图3中曲线甲表示C5、NADPH、ATP，曲线乙表示C3。
④图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、NADPH、ATP。
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
答案　B
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
答案　D