第13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。
考情分析
光合作用的原理
2023·天津·T92023·湖北·T82023·全国甲·T292022·重庆·T23
2021·广东·T122021·湖南·T182021·河北·T192021·重庆·T6
2020·天津·T5
1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用________，将________________转化成储存着能量的______________，并且释放出________的过程。
2．光合作用的反应式：CO2＋H2Oeq\o(――→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)＋O2。
3．光合作用的过程
项目
光反应
暗反应
过程模型
实质
光能转化为化学能，并放出O2
同化CO2形成有机物
与光的关系
必须在______下进行
不直接依赖光
场所
在叶绿体内的______________上进行
在叶绿体____________中进行
物质转化
①水的光解：H2Oeq\o(――→,\s\up7(光),\s\do5(色素))2H＋＋eq\f(1,2)O2＋2e－
②NADPH的合成：
NADP＋＋H＋＋2e－eq\o(――→,\s\up7(酶))NADPH
③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq\o(――→,\s\up7(酶))ATP
①CO2的固定：
CO2＋C5eq\o(――→,\s\up7(酶))2C3
②C3的还原：
2C3eq\o(――――――→,\s\up7(酶),\s\do5(ATP、NADPH))C5＋(CH2O)
③ATP的水解：
ATPeq\o(――→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量
④NADPH的分解：
NADPHeq\o(――→,\s\up7(酶))NADP＋＋H＋＋2e－
能量转化
光能→____________
ATP和NADPH中的化学能→______________
联系
①光反应为暗反应提供ATP和NADPH；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋
4.化能合成作用与光合作用的对比
项目
光合作用
化能合成作用
条件
光、色素、酶
酶
原料
CO2和H2O等无机物
产物
________等有机物
能量来源
生物种类
绿色植物、蓝细菌等
(1)植物细胞产生的O2只能来自光合作用(2021·山东，16C)()
(2)高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少(2023·湖北，11D)()
(3)在暗反应阶段，CO2不能直接被还原(2021·湖南，7B)()
(4)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降(2021·湖南，7C)()
(5)光合作用的解析促进花期控制技术的成熟(2024·广东，4C)()
光合作用原理的拓展
光合作用涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳—氧平衡具有重要意义，请结合以下信息深度认知光合作用相关原理。
1．如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则：
(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为__________；电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给______________(电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在________________中。
(2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有_________________________。
(3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有__________________________。合成ATP依赖于__________________________________形成的电化学势能。
2．如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。
(1)其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，由此推测磷酸丙糖转运器对这两类物质的转运比例为________。
(2)将离体的叶绿体置于磷酸浓度低的外界悬浮液中，叶绿体CO2的固定速率会减慢，请结合上述(1)中信息推测原因为____________________________