第6课时光合作用的原理
目标要求光合作用的基本过程。
1．光合作用的探究历程(连线)
2．光合作用的过程
源于必修1P103“相关信息”：光合作用过程中的[H]和呼吸作用中的[H]不同：光合作用中的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的简化表示方法；呼吸作用中的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。
3．反应式
(1)产物为(CH2O)：CO2＋H2Oeq\o(――→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)＋O2。
(2)产物为C6H12O6：6CO2＋12H2Oeq\o(――→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))C6H12O6＋6O2＋6H2O。
(3)元素的转移途径
①H：3H2Oeq\o(――→,\s\up7(光反应))[3H]eq\o(――→,\s\up7(暗反应))(C3H2O)。
②C：14CO2eq\o(――――→,\s\up7(CO2的固定))14C3eq\o(―――→,\s\up7(C3的还原))(14CH2O)。
③O：H218Oeq\o(――→,\s\up7(光反应))18O2；C18O2eq\o(――→,\s\up7(CO2的固定))C3eq\o(――→,\s\up7(C3的还原))(CH218O)。
4．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
5.环境改变时光合作用各物质含量的变化
(1)“过程法”
(2)“模型法”
①图1中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。
②图2中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。
③图3中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。
④图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。
考向一光合作用影响因素的综合考查
1．如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述不正确的是()
A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C3中的化学能
B．C3可被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类
C．被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5
D．光照强度由弱变强，短时间内C5含量会升高
答案A
解析ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A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
解析据图示信息，磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体，因此Pi输入叶绿体减少，说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻，即输出减少，A正确；光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程，由图示可知，该过程能合成磷酸丙糖，B正确；由图示可知，叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖，然后以蔗糖形式运出细胞，C正确；根据题意可知，CO2充足时，TPT活性降低，则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响，作物中淀粉含量会上升，而蔗糖含量下降，D错误。
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．(2022·天津河东高三模拟)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
答案C
解析改为在绿光下继续培养，导致光反应减弱，H2O在光下分解速率下降，A错误；光反应减弱，产生的[H]和ATP减少，导致卡尔文循环减弱，ADP/ATP比值上升，B错误、C正确；C3还原成C5的量减少，但C5的消耗量暂时不变，所以C5含量减少，C3/C5比值上升，D错误。
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135s，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67.5s；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7.5s；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3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94