高中生物必修一第五章《光合作用》

一、光合作用
1. 概念：光合作用是指在生物体内，利用太阳光能，将水分子及二氧化碳分子分解成高能的有机物质（如糖）和氧气的一种物质代谢过程。

2. 作用：光合作用是生物体存在和发展的重要基础，因此被称为生物体的“生命之源”，是植物体内的一种自然反应，也是植物体的重要生命活动，是植物体的“维生素”，是植物体的“呼吸”，是植物体“摄食”的主要途径。

3. 光合作用过程：光合作用分为光反应和呼吸反应，其中光反应是将水分子和二氧化碳分子分解为糖及其他有机物质，而呼吸反应则是将糖等有机物质分解为水和二氧化碳，从而达到光合作用的目的。

二、光合作用的过程
1. 光合反应：光合反应是光合作用的主要过程，是植物体在细胞内利用太阳光能将二氧化碳分子和水分子分解成糖及其他有机物质的过程，是光能转化为化学
能的过程。

2. 呼吸反应：呼吸反应是在生物体内利用氧化糖及其他有机物质产生能量的反应，是光合作用的另一个重要组成部分，呼吸反应是糖类有机物质被氧化分解为水和二氧化碳的过程，是将化学能转化为光能的过程。

第2课时 光合作用的原理[学习目标] 1.说明光合作用以及对它的认识过程。

2.掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。

1．光合作用的概念2．光合作用的反应式化学反应式：CO 2＋H 2O ――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2。

3．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，CO 2分子的C 和O 被分开，O 2被释放，C 与H 2O 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H 2O ，没有CO 2)，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，H 218O ＋CO 2→植物→18O 2，H 2O ＋C 18O 2→植物→O 2，得出光合作用释放的氧全部来自水1954、1957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4.光合作用过程(1)光反应阶段 ①条件：有光。

②场所：类囊体薄膜。

③物质变化a ．将H 2O 分解为氧和H ＋，其中H ＋与NADP ＋结合形成NADPH 。

b ．使ADP 和Pi 反应形成ATP 。

④能量变化：将光能转化为储存在ATP 和NADPH 中的化学能。

(2)暗反应阶段①条件：有没有光都能进行。

②场所：叶绿体基质。

③过程(卡尔文循环)a ．CO 2的固定：C 5＋CO 2――→酶2C 3。

b ．C 3的还原：2C 3―――――→酶ATP 、NADPH(CH 2O)＋C 5。

④能量变化：NADPH 、ATP 中活跃的化学能变为有机物中稳定的化学能。

(3)光反应与暗反应之间的联系光反应为暗反应提供NADPH 和A TP ，暗反应为光反应提供ADP 和Pi 、NADP ＋。

判断正误(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应( )(2)光合作用中ATP 的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( ) (3)光合作用中ADP 的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( ) (4)光合作用过程中产生的ATP 可以为细胞内的各项生命活动提供能量( ) (5)14CO 2中14C 的转移途径是14CO 2→14C 3→14C 5→(14CH 2O)( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×解析 (1)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段在有光无光条件下都能进行，但需光反应提供NADPH 和A TP ，故暗反应不能长期在无光环境中进行。

高中生物必修1第五章重点知识整理（呼吸作用、光合作用）呼吸作用一、呼吸作用过程 1、有氧呼吸总反应式及物质转移： 2、无氧呼吸二、O 2浓度对细胞呼吸的影响★当CO 2释放总量最少时，生物呼吸作用最C 6H 2O+能量O 2浓度CO热能（内能） ATP 中活跃的化学弱，最宜存放。

—1—光与光合作用一、“绿叶中色素的提取和分离”实验中滤纸条上色素分布胡萝卜素：橙黄色叶黄素：黄色叶绿素a：蓝绿色叶绿素b：黄绿色叶绿体中的色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）含量排名︓2主要吸收：主要吸收：二、光合作用过程总反应式：物质转移（以生成葡萄糖为例）：三、光照和CO 2浓度变化对植物细胞内C 3、C 5、[H]、ATP 和O 2及(CH 2O)含量的影响CO 2+H 2O光能叶绿体四、专有名词辨析1、实际光合作用速率（强度）：真正的光合作用强度。

2、净光合作用速率（强度）：表现光合作用速率，可直接测得。

衡量量：O 2释放量、CO 2吸收量、有机物积累量。

3、呼吸作用速率：衡量量：O 2消耗量、CO 2产生量、有机物消耗量。

—2—五、环境因素对光合作用强度的影响 1、光照强度、光质对光合作用强度的影响2、CO 2浓度对光合作用强度的影响3、温度对光合速率的影响呼吸作用和光合作用关系（1）黑暗 （2）光合作用强度=呼吸作用强度—一、高中生物反应式CO 2 吸收 （O 2CO 2 释放 （O 2吸收CO 2放出CO 2O（3）光合作用强度﹥呼吸作用强度 CO 2✧ 光合作用产生的O 2—呼吸作用消1、光合作用2、有氧呼吸3、酒精发酵4、乳酸发酵5、醋酸发酵二、能产生水的细胞器：核糖体、线粒体、叶绿体（暗反应）、高尔基体（形成纤维素：单糖→多糖） 三、肝脏分泌胆汁，胆汁为消化液其中无消化酶，其消化方式为物理消化即：胆汁对脂肪颗粒起乳化作用。

四、寒冷时体温调节主要为 神经调节、体液调节 主要增加产热，减少散热。

高中生物知识点：光合作用
1. 光合作用的定义
光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。

它是地球生物圈中最为重要的能量转化过程之一。

2. 光合作用的反应方程式
光合作用的反应方程式如下：
光合作用：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2
该方程式表示，光合作用将光能转化为葡萄糖（C6H12O6）和氧气（O2），同时消耗二氧化碳（CO2）和水（H2O）。

3. 光合作用的过程
光合作用可以分为光能捕捉和光化学反应两个阶段。

光能捕捉阶段
光能捕捉阶段发生在叶绿素分子中的光合色素复合物中。

在这个阶段中，叶绿素分子吸收光能并将其转化为化学能，进而激发电子。

光化学反应阶段
光化学反应阶段发生在叶绿体中的光合体系中。

在这个阶段中，激发的电子经过光合色素分子间的传递，最终用于还原NADP+和
生成ATP。

4. 光合作用的条件
光合作用需要一定的条件才能正常进行：
- 光能：光合作用依赖于阳光提供的光能，因此只能在光照充
足的环境中进行。

- 光合色素：植物细胞内的叶绿素是光合作用的关键色素，它
能够吸收光能并驱动光合作用的进行。

- 二氧化碳和水：光合作用需要二氧化碳和水作为反应物质。

二氧化碳在植物叶片的气孔中进入叶绿体，水则从植物根部吸收，
并通过管道输送到叶绿体中。

第四节能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素1.实验：绿叶中色素的提取和分离①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。

②色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

③实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于充分研磨，碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。

2.分类叶绿素a（蓝绿色）叶绿素（含量约占3/4）绿叶中的色素叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶黄素（黄色）①最上层的是：胡萝卜素；②最下层是：叶绿素b；③最宽的色素带是：叶绿素a；3.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要存在于叶绿体中。

【习题一】下列关于光合色素的叙述，错误的是（）A．叶绿素a和叶绿素b都含镁元素B．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大C．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，是光合作用的场所．主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成，其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体．光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上．2、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg．类胡萝卜素不含Mg．3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．【解答】解：A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素，类胡萝卜素不含Mg．A正确；B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散的最快，B正确；C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；D、植物呈现绿色是由于，叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射回来的缘故，D 错误。

故选：D。

【习题二】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）．下列叙述正确的是（）A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C．四种色素在层析液中溶解度大小是I＜Ⅱ＜Ⅲ＜ⅣD．色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间【分析】析题图：滤纸条从上到下依次是：Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a（最宽）、Ⅳ叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照．【解答】解：A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；C、四种色素在层析液中溶解度大小是I＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C错误；D、素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液，D错误。