2011高考生物一轮复习课件--光合作用的基本过程.ppt

13 细胞的代谢 顺序与标注与新 课标考纲相同 （4）光合作用 的基本过程 1、概念：光合作用是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，并且释放氧气的过程。这个过程可用下 面的化学反应式来表达。 CO2 H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 2、实质：上述反应式只是概括光合作用的场所、条件、原料和产物，并没 有反映光合作用的具体过程，实际上光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的 能量转换和物质变化的过程。从总体上看，光合作用实质上是一个氧化 还原过程。在绿色植物体内，由于叶绿素吸收光能作为反应的推动力， 使一个很难被氧化的水分子去还原一个很难被还原的二氧化碳分子，使 一个基本不含能量的二氧化碳分子变成一个富含能量的有机物。 知识点梳理与深化 一、光合作用的概念和实质 对于光合作用过程中所释放的O2，究竟是来自的CO2 还是 H2O，直到20世纪40年代才弄清楚，当时用同位素18O标记H218O 和C18O2进行实验，结果发现，只有供给H218O时光合作用所释放 的才是18O2，因此证实了光合作用释放的氧气来自于水中的氧。所 以光合作用的总反应，若以葡萄糖为产物应该表示如下： 反应式中生成物中的氧气,来自反应物水中的氧。光合作用 生成物葡萄糖中的C和O来自反应物CO2中的C和O，生成物葡 萄糖中的氢来自反应物水中的H。 6CO212 H218OC6H12O6+6 H2O +618O2 光能 叶绿体 3、光合作用过程中元素的转移情况 对应例题：1、 在光合作用过程中，每产生一个C6H12O6分子必须分解 （ ） A、12H20分子 B、6H20分子 C、4H20分子 D、1H20分子 解析：20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门，用实验证明了光合作 用产生的氧全部来自水。因此光合作用的总反应式可如下表达： 6CO2+12H20C6H12O6+602+6H20 从光合作用总反应式可知每产生一个C6H12O6分子必须分解 12H20。 光能 叶绿体 A 对应例题：2、藻类和草履虫共同生活在光下同一溶液中。草履虫每周 消耗0.1mol葡萄糖,藻类每周消耗0.12mol葡萄糖,藻类每周产生的葡萄 糖总量0.25mol,此溶液每周净产生氧( ) A、0.03mol B、0.6mol C、 1.32mol D、0.18mol 解析：草履虫每周消耗0.1mol葡萄糖, 要同时消耗0.6mol氧气；藻 类每周消耗0.12mol葡萄糖，要同时消耗0.72mol氧气；藻类每周 产生的葡萄糖总量为0.25mol，在此同时能产生1.50mol氧气，因 此净产生的氧气量为： 1.50mol-0.6mol-0.72mol=0.18mol。 D 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿体色素 叶黄素 胡萝卜素 除少数处于特殊状态的叶绿素a能吸收和转换光能外，其它色素都 只能吸收和传递光能。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝 卜素主要吸收蓝紫光。 叶绿素a 叶绿素b 1、光反应阶段：光合作用第一阶段的反应，必须有光才能进行， 这个阶段叫做光反应阶段。这一阶段的反应在叶绿体类囊体的薄膜 上进行，因为吸收光能的叶绿体色素就分布在类囊体的薄膜上，共 有4种，可归纳为两类： （含量约占3/4 ） （含量约占1/4） 二、光合作用的基本过程 请同学观察滤纸条上四条色素带的分布 对应例题：3、把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜下观察。光 线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水 绵附近的细菌密度增加。如果在反光镜上方放置一个三梭镜,使七种不同 颜色的光束照射水绵的不同部位,这时看到细菌明显地聚集成两堆,如下图 所示。 （1）根据上述实验可以判断这类细菌异化作用的类型是 ， 作出这一判断的理由是 。 （2）放置三梭镜后，细菌聚集成两堆的原因是 需氧型 水绵光合作用放出氧气 叶绿体色素主要吸收红橙光和蓝紫光，叶绿体色素被红橙光和蓝紫 光照射的部位光合作用较强，放出的氧气多。好气性细菌就聚集到 氧气充足的地方。 （1）水的光解： 2H2O 4H+O2 光 （1）光反应阶段的物质和能量变化 （2）ATP的合成（又称光合磷酸化反应）： ADP+Pi+能量ATP 酶 光反应产物 H（也可表达为NADPH，即还原态辅酶 ） O2 ATP 用 于 暗 反 应 释放 对应例题：4、光合作用过程中，电能转换成活泼化学能的反应式之一： NADP+2e-+H+ NADPH，该反应式电子的根本来源是（ ） A、叶绿素a B、特殊状态的叶绿素a C、吸收和传递光能的色素分子 D、参与光反应的水分子 酶 D 解析：在光的照射下，具有吸收和传递光能的色素，将吸收的的光 能传递给少数处于特殊状态的叶绿素a,使这些叶绿素a被激发而失去 电子（e）。脱离叶绿素a的电子，经过一系列的传递，最后传递给 辅酶（NADP+）。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从 水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子，叶绿素a由 于获得电子而恢复原状，因此最初的电子供体是参与光反应的水分 子. 光合作用第二阶段中的化学反应,有没有光都能进行,因 此称为暗反应阶段，随着对光合作用研究的深入，发现 暗反应在暗中只能进行极短的时间，而在有光的情况下 能连续不断地进行，并且受到光的调节。因此在20世纪 90年代后有科学家提出了将暗反应阶段改称为碳反应阶 段。但不管怎么称谓，这阶段是指发生在叶绿体基质中 ，二氧化碳转变为糖的一系列反应称为卡尔文循环。 2、暗反应阶段（又称碳反应阶段） （1）暗反应阶段的物质和能量变化 二氧化碳的固定 CO2+C5（RuBP,即核酮糖二磷酸 ） 2C3 酶 C3 +H(或用NADPH表达 ) 三碳化合物的还原 CH2O（稳定的化学能） 酶 ATP（活泼的化学能） 另一些接受能量并被还原的C3C5 酶 光合作用过程图解 项项目光反应应暗反应应 反应应条件光、叶绿绿素、酶、水多种酶、ATP、H、CO2 反应场应场 所叶绿绿体的类类囊体薄膜上 叶绿绿体的基质质 物质变质变 化（）水的光解 2H2O4H+O2+4e (2) ADP+PiATP（光合磷酸 化,需酶催化） (1)CO2的固定:CO2+C52C3 (2)C3的还还原： C3+HC6H12O6+C5+H2O 还还原剂剂H，（或用NADPH表达 ） 能量ATP和NADPH 能量变变化光能电电能ATP中活跃跃的化 学能 ATP中活跃跃的化学能C6H12O6 中稳稳定的化学能 联联系（）光反应为应为 暗反应应提供NADPH和ATP；暗反应为应为 光反应应提供 ADP和Pi （2）没有光反应应，暗反应应无法进进行；没有暗反应应有 机物无法合成。总总之，光反应应是暗反应应的物质质和能量的准备阶备阶 段，暗反应应是光反应应的继续继续 ，是物质质和能量转转化的完成阶阶段。 二者是光合作用全过过程的两个阶阶段，既有区别别又紧紧密联联系，是 缺一不可的整体。 3、光反应与暗反应的比较 对应例题：5、根据下图回答： （）图中编号所代表的物质名称分别是A ，B ，C ，D 。 （）暗反应中需要光反应提供的物质是 。 （）三碳化合物在 和 作用下被NADPH还原。 （）光反应的场所在 上,暗反应的场所在 。 (5)色素吸收的 在光反应中部分转到 中, 再通过暗反应转变为 中的能。 光能 叶绿素分子 H CO2 ATP、 H 酶ATP 叶绿体基粒 叶绿体基质 光能ATP和H C6H12O6 对应例题：6、右图为光合作用过程示 意图，请据图回答： （1）此图应为 下观察到 的结构图。 （2）在A中发生的反应称 ，参 与此反应的特有物质有 。 电子显微镜 A 光反应 色素和酶 甲 （3）CO2进入叶绿体后，在基质中经 后形成甲物质。若突 然停止光照，C3 将会 ，原因是 ，用14C标记 CO2进行光合作用，可在叶绿体结构的 中测到放射性。光合作用产 生的甲物质遇 呈砖红色。 固定和还原 增加缺少H和ATP B B 斐林试剂 （4）能溶解于丙酮中的是存在于A结构的 ，其中决定叶片绿 色的是 。 色素 叶绿素 （5）下列最能体现光合效率的表达式是（ ） A、绿色植物吸收的光能 照到地球表面的光能 B、绿色植物的总面积 地球表面的总面积 C、光合面积光合时间 照到地球表面的光能 D、光合产物中所含的能量 光合作用吸收的光能 D 1、(2010重庆高考卷）图为光能在叶绿体中转换的示意图，U、V、W、X、Y 代表参与光能转换的物质，下列选项，错误的是( ) A、U在光合作用里的作用是吸收和传递光能 B、V吸收光能后被激发，使H2O分解，产生电子流 C、W为CO2的还原剂，其能量是稳定化学能来源之一 D、U至Y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行 D 近两年高考真题演练 解析：首先要识图弄清U、V、W、X、Y代 表参与光能转换的什么物质，从图示可知 U 是叶绿体色素能吸收和传递光能；吸收光能 后被激发，使H2O分解，产生电子流，W是 NADPH（或用H表达）为还原剂， 但 NADPH除作为还原剂外，也能如ATP一样 供给暗反应所需能量，因此是稳定化学能来 源之一，所以A、B、C的叙述都是正确的。 答案错，因为光能先转化为电能然后转换为活跃的化学能是在叶绿体囊状结 构薄膜上完成，活跃的化学能而后转化为稳定的化学能（）则是暗反应 过程在叶绿体的基质中完成。 2、（09安徽高考卷）叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关 于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（ ） A、 叶绿体中的色素 主要分布在类囊体腔内 B 、 H2O在光下分解