第10講光合作用（第一課時）

目錄

01考情透視-目標導航................................................2

02知識導圖?思維領航................................................3

03考點突破-考法探究................................................3

考點一捕獲光能的色素......................................................3

知識點1實驗：綠葉中色素的提取和分離................................................3

知識點2光合色素有關的知識（拓展延伸）..............................................7

考向1結合色素的提取與分離實驗，考查科學探究能力....................................9

考點二葉綠體的結構與功能.................................................10

知識點1葉綠體結構與功能相適應......................................................10

考向1圍繞葉綠體的結構及捕獲光能的色素，考查結構與功能觀..........................12

考點三光合作用的原理.....................................................13

知識點1光合作用的概念及反應式......................................................13

知識點2探索光合作用原理的部分實驗.................................................13

知識點3光合作用的過程.............................................................14

知識點4環境改變時光合作用各物質含量的變化（常考點）..............................17

知識點5化能合成作用................................................................19

考向1圍繞光合作用的過程，考查科學思維.............................................20

考向2圍繞光合作用過程中物質含量的變化分析，考查科學思維...........................21

04真題練習-命題洞見...............................................21

05長句分析,規范作答...............................................22

一、教材知識鏈接.........................................................................22

二、教材深挖拓展.........................................................................22

三、長句規范作答.........................................................................23

考情清視?目標導航

考點由高考知核心知識點預測

（2023?江蘇）色素的提取和分離實驗

題型：選擇題、解答題

考點一：捕獲光能的色素（2023?海南）色素的種類

內容：

（3年10考,全國卷3年2考）（2023?全國）色素的種類及分布

本專題為高頻考點，考

（2022?遼寧）色素的提取和分離實驗

查的知識點非常多，包

（2023?廣東、2023?湖北、2023?全

考點二：葉綠體的結構與功能括色素的種類與作用、

捕獲光能的色國）葉綠體的結構與功能適應觀

（3年6考，全國卷3年2考）葉綠體色素的提取與分

素和結構及光（2022?廣東、2022?山東）葉綠體的

離、光合作用的過程。

合作用的原理結構與功能適應觀

本專題高考試題多為非

（2023?天津）光合作用的過程

選擇題，多結合曲線分

（2023?山西）光合作用的過程

考點三：光合作用的原理析進行考查。

（2022?福建）光合作用的過程

（3年12考,全國卷3年4考）

（2022?全國）光合作用的過程

1.說明植物細包的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和ZK轉變為糖與氧氣的過程

中，轉換并儲存為糖分子中的4二學能。

課標要求

2.活動：提取和分離綠葉中的色素。

3.探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與噥【業生產及生活的聯系。

增：①差速離心法的原理和過程；②內質網種類；③同位素標記法的定義和應用。

改：①水分解為氧和H+,H+與NADP+結合形成NADPH；②C3還原過程中NADPH既提供能

新舊教材對比量又作還原劑。

冊h①葉片呈現綠色的原因；②普利斯特利實驗；③英格豪斯實驗；④梅耶實驗；⑤薩克斯實驗。

淡化：化能合成作用改為小字介紹。

通過綠葉中色素的提取和分離實

驗、探究環境因素對光合作用的影

分析光合作用過程中物質和能量響實驗，學會對實驗現象、結果進

的轉化，形成物質和能量觀行分析、評價

生命觀念科學探究

核

心

分析3、Cs等物質變化曲線和影素分析光合作用在生產、生活

響光合作用的因素曲線，學會構建養中的應用，嘗試解決現實生

模型解決問題活中與生物學相關的問題

科學思維社會責任

（詳細知識導圖見附件）

匚斯藤；—『第疝一’-------:善翦口百TlT而永表1—「三水支

L-―干'一一不一一'''一一彳'，.--

探究光合作用的部分經典實驗的科學家

;/綠底T名稱］發現：光照、多種酶；

歷程|zCWL______________________I

色素、酶、DNA、RNA建成分］/「蔽血潼就；

、［階段卜

ATP/ADP、NADPH/NADP+：----發生光合I基本:暗反應（基質）;

場所作用I過程

「謔鼠贏［醯［T結構］［產物卜：o2x（CH2O）：

^［11fI__________________I

影響：co,+HO

：綠葉中色素的T活動］［反應卜2

：提取和分離'一」4,因素1盜（CHQ+O?

內部因素［外部因素H探究環境因素對光吾作用的影響一

1/*:co:::：zK;:方晶元翥

■褊s::口福：「而而訊:2

L_______________，I__________!I____________II__________I________1I__________1I______II_________________

考點突破?考法探究

考點一捕獲光能的色素

----EHMTO-i,

知識JJ

知識點1實驗：綠葉中色素的提取和分離

1.實驗原理：

（1）提取原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。

（2）分離原理：綠葉中色素在層析液（汽油）中的溶解度不同。

提示：層析液由石油醒、丙酮、苯混合而成。

（3）分離方法：紙層析法

（4）提取試劑：無水乙醇

注意：如果實驗室沒有無水乙醇，也可以用體積分數為95%的乙醇，但需要加入適量的無水碳酸鈉。

結論：溶解度大，擴散速度快；溶解度小，擴散速度慢。

2.實驗步驟：

（1）提取色素：鮮嫩、顏色深綠的葉片（色素含量高）；稱取、剪碎；加入SiO2（幫助研磨充分）和CaCO3

（保護葉綠素）、10ml無水乙醇（溶解色素），迅速研磨并用單層尼龍布（防止濾紙吸附色素）過濾，過濾

后及時用棉塞將試管塞嚴

（2）制備濾紙條

口一干燥濾紙

鉛筆線

剪兩角原因？

提示：減少邊緣效應，造成兩邊色素擴散快，保證色素帶整齊。

（3）畫濾液細線

D*要求：細、直、齊；待濾液干后，重復1—2次（積累更多色素）

（4）分離綠葉中的色素：

色素分離

★要求：濾液線不能觸及層析液-防止色素溶解在層析液中，無法分離。

注意：小燒杯上蓋培養皿其目的是防止層析液揮發，因其易揮發且有毒。

3.實驗結果：

色素種類顏色

胡蘿卜素橙黃色

口一胡蘿卜素

類胡蘿卜素（含量約占1/4）

葉黃素黃色

山口一葉黃素

口—葉綠素a葉綠素a藍綠色

5—葉綠素b葉綠素（含量約占3/4）

黃綠色

V7葉綠素b

形象記憶：胡黃ab向前走

4.實驗結果分析：

綠葉中色素的種類

色素種類色素含量擴散速度溶解度

—胡蘿卜素

胡蘿卜素最少最快最大類胡蘿卜素

葉黃素較少較快較大（含量約占1/4）

葉綠素a最多較慢較小葉綠素

葉綠素b較多最慢最小（含量約占3/4）

色素的功能：吸收、傳遞、轉化光能。

5.色素的功能:

太陽光

三棱鏡

紫藍青綠黃橙紅

色素濾液

吸的，葉綠素b

收百

光分葉綠素a

能比類胡蘿卜素

（%此

040045()50()55()600650700波長(nm)

|暗帶|黃黃綠綠光光||暗暗帶帶|

430-470640-680

（1）吸收化光能

①葉綠素主要吸收紅光和藍紫光；②類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

結論：一般情況下，光合作用吸收的光是可見光。葉綠素主要吸收藍紫光和紅光；類胡蘿卜素主要吸收藍

紫光。

【教材隱性知識】

（1）從葉綠素吸收光譜圖可知：葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比

葉綠素b寬，葉綠素b在籃紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素aX（填“寬”或“窄”）。

（2）研究表明：在遮光條件下，以藍紫光為主的散光占比增加。請預測：在適當遮光的條件下葉片（比如同

一植物底層葉片）中葉綠素a/b降低,弱光下的吸光能力增強,有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環境

的一種適應。

（3）植物工廠里為什么不用發綠光的光源？

提示：這種波長的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有機物。

（2）傳遞、轉化光能

吸收（四種色素）、傳遞（四種色素）、轉化（只有少數特殊狀態的葉綠素a）光能。

問題1：請分析以下異常情況原因：收集的濾液綠色過淺、濾紙條色素帶重疊、濾紙條看不到色素帶等。

胡蘿卜素：C40H56

葉黃素：C40H56。2

葉綠素a:C55H72O5N4Mg

葉綠素b:C55H70O6N4Mg

6.實驗結果異常分析：

（1）收集的濾液綠色過淺的原因分析

①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。

②菠菜葉不新鮮，濾液色素（葉綠素）太少。

③一次加入大量的無水乙醇提取濃度太低

④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。

（2）濾紙條色素帶重疊

沒等干后再劃線、濾液線不能達到細、齊的要求，使色素擴散不一致造成的。

（3）濾紙條看不到色素帶

①忘記畫濾液細線。

②濾液細線接觸到層析液，色素溶解到層析液中。

忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉

問題2:除了用濾紙條分離色素外，還可以有其他的方法嗎？

色素分離的其他方法：

①在濾紙的中央滴一滴色素提取液

②再滴一滴層析液

胡蘿卜素

葉黃素

葉綠素a

葉綠素b

色素隨層析液擴散，會得到近似同心環的4個色素圈。

③由外向內依次是什么顏色？分別是什么色素？

胡蘿卜素一葉黃素一葉綠素a一葉綠素b

【歸納總結】實驗出現異常現象的原因分析

異常現象原因分析

①未加二氧化硅，研磨不充分；

收集到的濾②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少；

液綠色過淺③一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低（正確做法：分次加入少量無水乙醇）；

④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞

濾紙條色素①濾液細線不直；

帶重疊②濾液細線過粗

濾紙條無色①忘記畫濾液細線；

素帶②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中

知識點2光合色素有關的知識（拓展延伸）

1.光合色素：葉綠素（含量約3/4）

①組成元素：C、H、O、N、Mg

②影響葉綠素合成的三大因素：光照、溫度、必需元素。

例如：柑橘缺鎂，葉面黃化。

2.光合色素與細包液色素：

比較項目光合色素細包液色素

存在部位葉綠體液泡

溶解性脂溶性水溶性

代表種類類胡蘿卜素和葉綠素花青素

顏色橙黃、黃、綠紅、藍、紫

顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色

紅覽菜：炒菜菜湯出色，因為是水溶性的花青素。

胡蘿卜：炒菜菜湯不出色，因為是脂溶性的胡蘿卜素。

【拓展延伸】

1.一般植物的葉片在春夏季節為綠色，而在秋季呈現黃色。出現這一現象的原因是什么？

提示：春夏季節葉片中的葉綠素含量較多，葉綠素對綠光吸收較少，綠光大部分被反射出來，所以葉片會

呈現綠色。而到了秋季，葉片中主要是類胡蘿卜素，故而呈現黃色。

2.海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、

深。這種現象與光能的捕獲有關嗎？

提示這與光能的捕獲有關，不同顏色的藻類吸收不同波長的光，藻類本身的顏色是它們“反射”的光。

3.溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充什么顏色的光源？

提示最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜，因為它可以使各種顏色的光通過；補充光源可選擇紅光或藍

紫光，因為這種顏色的光植物光合作用吸收利用較多，更有利于植物進行光合作用。

【名師解讀】

①植物葉片呈現綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。

②植物幼嫩的莖和果實的細包以及氣孔保衛細包中也含有吸收光能的色素，而根、葉片表皮等

處的細包中觀察不到葉綠體，也不含吸收光能的色素。

③植物細包的液泡中的色素（花青素，為水溶性色素）不參與光合作用。

考向1結合色素的提取與分離實驗，考查科學探究能力

例L如圖是某同學用無水乙醇分別提取正常光照和強光照下某種植物等量葉片中的光合色素，然后用層析

液進行紙層析得到的結果（I、II、III、IV為色素條帶）。下列相關敘述正確的是（）

A.實驗研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸鈣過少，都會導致色素條帶顏色變深

B.實驗中對研磨液過濾時，采用濾紙過濾，實驗效果更好

C.色素分離過程中如果濾液細線觸及層析液，會縮短四條色素帶間的距離

D.與正常光照下相比，該植物強光照下葉片會發黃

【思維建模】綠葉中色素的提取與分離實驗異常現象分析

未加二氧化硅，研磨不充分

/使用放置數天的綠葉，濾液色素（葉

收集的，綠素）太少

色

素濾液各f

提嚏對蕓f一次加入大量的無水乙醇，提取液

取素口淺卜濃度太低（正確做法：分次加入少量

\無水乙醇提取色素）

未加碳酸鈣或加入過少，葉綠素分

子被破壞

濾紙條/沒經干燥處理

色重疊,濾液細線沒有達到細、齊、直的

素

要求，使色素擴散曲線重疊

分

離

濾紙條忘記畫濾液細線

看科/

色素帶\濾液細線接觸層析液且時間較長,

色素全部溶解到層析液中

【變式訓練】1.下列關于植物細包中光合色素的說法，正確的是（）

A.光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上

B.Mg是構成葉綠素所必需的微量元素

C.葉綠素對綠光吸收最多，所以葉片呈綠色

D.用紙層析法分離色素時，含量多的色素在濾紙上擴散快

【變式訓練】2.某同學在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作：①將5g新鮮菠菜葉

片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨；②將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm

處用鋼筆畫一條橫線；③為增強實驗效果，將濾液細線畫粗些；④將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕

輕插入層析液中，讓濾液細線浸入層析液中。該同學的操作有誤的是（）

A.①B.①②

C.①②③D.①②③④

【變式訓練】3.某實驗小組利用新鮮的綠葉為材料，進行綠葉中色素的提取與分離實驗，實驗結果如圖所示。

請回答下列問題：

III門口II

A畫線處BInmiv

（D分離綠葉中的色素常用紙層析法，該方法的原理是

A、B是濾紙條上的標記，根據實驗現象可知層析液最先所處的位置是（填“A”或"B”）處。

（2）在色素的提取與分離過程中，偶然發現某植株缺失第山條色素帶。缺失第山條色素帶的植株不能合成

，導致對光的吸收能力明顯減弱。

考點二葉綠體的結構與功能

葉綠體基質——'

【問題1］葉綠體適于進行光合作用的結構特點？

①葉綠體內含有大量的基粒和類囊體，極大地擴展了受光面積；

②在類囊體膜上分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和基質中含有進行光合作用所必需的酶。

（1）結構

外表：①外膜、②內膜。

內部：③葉綠體基質：含有與暗反應有關的酶；④基粒：由類囊體堆疊而成，分布有色素和與光反應有關的

酶。

（決定

（2）功能：進行光合作用的場所。

（光合作用一定發生在葉綠體內嗎？例如，光合細菌無葉綠體）

t證據

（3）恩格爾曼的實驗：

①極細光束照射水綿：需氧細菌只集中分布在葉綠體被光束照射到的部位。

②完全曝光：需氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位。

實驗一結論：葉綠體光合作用釋放氧氣。

③用透過三棱鏡的光照射水綿：大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域。

實驗二結論：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光。

資料1：恩格爾曼實驗

水綿、好氧細菌

暗

如

光

極

下

細

光

照

束

射

照

射

實驗結論1：葉綠體能吸收光能用于光合作用釋放。2

恩格爾曼實驗設計的巧妙之處：

（1）實驗材料用水綿和需氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布,便于觀察，用需氧細菌可確定釋放

氧氣的部位。

⑵沒有空氣的黑暗環境排除了氧氣和光的干擾。

⑶用極細的光束照射，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位,相當于一組對比實驗。

（4）臨時裝片局部曝光與完全暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。

綜合兩個實驗可以得出：葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出02?

資料2:在類囊體膜上和葉綠體基質中，含有多種進行光合作用所必需的酶。

實驗結論2：葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。

【易錯辨析】

⑴葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。（）

⑵葉綠素a和葉綠素b在紅光區的吸收峰值不同。（）

⑶秋天葉片變黃，是葉黃素含量增多導致的。（）

（4）光合作用需要的光合色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中。（）

⑸葉綠體內膜的面積遠遠大于外膜的面積。（）

【名師點撥】

1.資料2（必修1P101）：在葉綠體的類囊體膜上和基質中，含有多種進行光合作用所必需的酶。

該資料說明光合作用的有關生化反應在葉綠體中進行。

2.總結：在葉綠體內部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質中,

還有許多進行光合作用所必需的酶。色素和酶是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結構基礎。

考向洞察

考向1圍繞葉綠體的結構及捕獲光能的色素，考查結構與功能觀

例1.葉綠體是植物進行光合作用的場所，下列關于葉綠體結構與功能的敘述，正確的是（）

A.葉綠體中的色素的合成都需要Mg2+和光照

B.H2O在光下分解為NADPH和02的過程發生在葉綠體基質中

C.C02的固定過程發生在類囊體薄膜上

D.光合作用的產物一一淀粉是在葉綠體基質中合成的

【變式訓練】1.高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉

化，這種轉化稱為“葉綠素循環”。研究發現，在適當遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會降低，以適應

環境。下圖是①②兩種葉綠素的吸收光譜。下列關于葉綠素的敘述，正確的是（）

A.圖中①和②主要分布在葉綠體的內膜上

B.利用紙層析法分離色素時，②應位于濾紙條的最下端

C.植物葉片呈現綠色是由于①②主要吸收綠光

D.弱光下①的相對含量增高有利于植物對弱光的利用

【變式訓練】2.德國科學家恩格爾曼設計了一個實驗研究光合作用的吸收光譜。他將三棱鏡產生的散射光投

射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入需氧細菌，觀察細菌的聚集情況（如圖所示）。他由實驗結果得出光

合作用在紅光區和藍紫光區最強。這個實驗的思路是（）

w

A.細菌對不同的光反應不一，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強

B.需氧細菌聚集多的地方，Ch濃度高，水綿光合作用強

C.需氧細菌聚集多的地方，產生的有機物多，水綿光合作用強

D.需氧細菌大量消耗。2，使水綿的光合速率大幅度加快

【變式訓練】3.如圖為葉綠體亞顯微結構模式圖，下列關于其結構與功能的敘述，正確的是（）

①

②

③

④

A.葉綠體分布在植物體的所有細包中

B.葉綠素在高等植物體內主要有兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色

C.同線粒體一樣，葉綠體的內膜極大地擴展了受光面積

D.吸收光能的色素都分布在①外膜上

考點三光合作用的原理

知識固本

知識點1光合作用的概念及反應式

1.概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧

氣的過程。

2.過程：C02+H20（CH20）+02o

注意：（CHQ）表示糖類。

3.實質：合成有機物，儲存能量。

注意：（呼吸作用實質：分解有機物，釋放能量）

知識點2探索光合作用原理的部分實驗

1.探索光合作用原理的部分實驗

年份科學家發現

普遍認為，在光合作用中，C02分子的C和0被分開，02被

19世紀末——

釋放，C與H2。結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖

發現里螫對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉

1928——

化成糖

發現希爾反應,即離體葉綠體在適當條件下發生水的光解、

1937英國植物學家希爾

產生氧氣的化學反應

用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中氧氣來源于H2O：

H2I8O+CO2f植物—18。2；

1941美國科學家魯賓和卡門

H2O+C8O2—植物-02

（注意：&N、18。無放射性）

發現在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發現該過程

1954美國科學家阿爾農

總是與水的光解相伴隨

2.【教材隱性知識】

①源于必修1P103“思考?討論”：嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。

提示：如圖所示

，僵「O,+NADPH+能量

ADP+Pi’?ATP

②必修1P102”思考?討論”（節選?改編）：希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？

提示：能說明，希爾反應是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O,沒有合成糖的另一種必

需原料一一CO2,因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成直接關聯，暗示著希爾反應是相對獨立的

反應階段。

1941年美國科學家魯賓和卡門：同位素標記法。

C18O2------1I------02CC）2------1|----k18。2

二

w"H20—H*0_

18TT

H*oCO2

對比實驗，即相互對照，自變量為標記物質，因變量為氧氣是否含18。。

【名師點撥】

①希爾的實驗說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應，原因是水的光解實驗是在沒有COz的情況下進

行的，沒有碳參與反應，而糖的合成需要碳的參與。

②魯賓和卡門的實驗以及卡爾文的實驗都用到了同位素標記法。

③同位素標記法中使用的同位素不都具有放射性，如’80就沒有放射性，不能檢測其放射性；而"C有放射

性，可被追蹤檢測。

知識點3光合作用的過程

根據是否需要光能，這些化學反應可以概括地分為光反應和暗反應（現在也稱為碳反應）兩個階段。

1.光反應(必須有光)

光反應階段暗反應階段

(1)場所：類囊體薄膜。

(2)物質變化：

①水的光解：2H2。一生+4H++O2；

②NADPH的合成：NADP++H+--*NADPH

(氧化型輔酶H)(還原型輔酶II)

③ATP的合成：ADP+Pi+能量色-ATP；

(3)光反應的條件：水、ADP、NADP+、Pi、色素、光、酶。

(4)能量變化：將光能轉化為儲存在ATP和NADPH中的化學能。

【教材隱性知識】源于必修1P103“相關信息”：水分解為氧和H+的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子

經傳遞，可用于NADP+與H+結合形成NADPH。NADPH的作用是什么？

提示：可作為暗反應的還原劑；儲備部分能量供暗反應利用。

2.暗反應(有無光均可)

光反應階段暗反應階段

(1)場所：葉綠體基質。

(2)物質變化：

①CO2的固定：CO2+C5-2C3；

②C3的還原:

1

2c3NA^、酶-（CH2O）+C5

ATPADP+Pi

注：NADPH為C3還原提供還原劑和能量。

（3）能量變化：ATP和NADPH中活躍的化學能一有機物中穩定的化學能

（4）暗反應的條件：ATP、NADPH、CO2>C5,多種酶

光反應為暗反應提供NADPH和ATP,暗反應為光反應提供ADP和Pi、NADP卡。

【教材隱性知識】源于必修1P104“相關信息”：光合作用的產物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。

蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸到植株各處。

淀粉一一葉綠體基質合成

蔗糖一一細包質基質合成

暗反應：光合作用第二階段的化學反應，有沒有光都能進行，這個階段叫作暗反應階段。

C02就如何轉變為糖類的？（同位素標記法）

CO2-C3—（CH2O）

20世紀40年代美國科學家卡爾文。

①向小球藻類培養液中加入14co2。

②連續60s取樣，將藻類細包置于熱酒精中。

③分離溶解物中的分子。

④進行放射性顯影，以確定放射性的部位。

3.光反應與暗反應的比較

比較項目光反應階段暗反應階段

反應場所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質中

反應速度較快較緩慢

與光的關系必須在光下進行不需要葉綠素和光，需要多種酶

①CO2的固定：

①水的光解：CO2+C55-2C3

+-

H2O^f|r2H+1o2+2e②C3的還原：

色素Z

區別②NADPH的合成：2c3而Fi嬴C5+(CH2O)

物質變化

NADP++2H++2e——>NADPH+H+③ATP的水解：

一憶能量

③ATP的合成：ATPADP+Pi+

ADP+Pi+能量一一ATP④NADPH的分解：

NADPH——>NADP++H++2e"

ATP和NADPH中活躍的化學能一糖類等

能量變化光能fATP和NADPH中活躍的化學能。

有機物中穩定的化學能。

①兩個反應階段相輔相成，密切聯系：光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應提供NADPH和

ATP；暗反應推動光反應，暗反應為光反應提供ADP、Pi和NADP+；②沒有光反應，暗反應因缺

聯系

乏NADPH和ATP而無法進行；暗反應受阻，光反應因產物積累也不能正常進行。可見，二者相

互制約。

【教材隱性知識】

(1)源于必修1P。“相關信息”：C3是指三碳化合物——3—磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖一

1,5一二磷酸(RuBP)o

(2)源于必修1九4“相關信息”：光合作用的產物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩

管，再通過韌皮部運輸到植株各處。

(3)源于必修1正文拓展：光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入“COz,一定時間后殺死小球藻，同時提

取產物并分析。實驗發現，僅僅30s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短時間到7s,發現放射性代

謝產物減少到12種，想要探究CO?轉化成的第一個產物，可能的實驗思路是不斷縮短光照時間后殺死小球

藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產

物。

知識點4環境改變時光合作用各物質含量的變化(常考點)

1.過程法(“來源一去路”法):

示例一：COz供應正常，光照停止時C3的含量變化。

光

應

光

M

弱叵I

?不支CdH幡C時桎加t.少回

示例二：光照正常，co?供應停止時C3的含量變化。

尤

反

應

C,合itn少，第施3時不支值［

CC

供

應■不交

變

心"■減收:里包必（NADPH與TP；）

2.“模型法”表示C3和C5等的含量變化

光

蜩

喇

拈

光

照

強

照

§光照弱￡蚓

一

強

卿

甲c3眼

45鼻fX

C5sNADPH、ATP

一T

;

乙C5.NADPH、ATPC~3

間

。

0時間

圖2

圖1

￥

￥C

三CO2;CO2CO2KO2充足

」H

苣

^不足廣一、甲c3

叁

—甲C5、NADPH、ATP察I

kr'——乙C3I

—乙C5、NADPH、ATP

0向時間時間

圖3圖4

光合作用過程中相關物質的變化規律

者

一致

變化

P

H、AT

ADP

Cs、N

四

者

相反

變化

TP）

H、A

ADP

Cs（N

條C3與

規

律7777；

）

2倍

（約其

于Cs

Cs高

）合成

H?。