(完整word版)能量之源——光与光合作用知识点

能量之源：光与光合作用引言光合作用是地球上生命能量的主要来源之一。

对于植物、藻类和一些细菌来说，光合作用是一种生物合成过程，通过利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。

这个过程中，光能被转化为化学能，并被储存下来，为生物生长和能量代谢提供了必要的能量。

本文将探讨光合作用的基本原理、光能的利用和光合作用在生态系统中的重要性。

光合作用的基本原理光合作用是一种光能转化为化学能的过程，其基本原理是光合细胞中的叶绿素通过吸收光能，将其转化为电子能和化学反应的能量。

叶绿素是光合作用的关键分子，它能够吸收蓝、红光的能量，并反射绿光。

在光合作用中，叶绿素吸收光能后，激发其中的电子，使其跃迁到一个更高能级。

这些激发的电子随后通过一系列复杂的电子传递过程，在光合作用的反应中心中最终转化为化学能。

这个过程包括两个关键步骤：光化学反应和碳固定反应。

光化学反应光化学反应是光合作用的第一步，其中吸收的光能转化为化学反应的能量。

这个过程发生在光合体系中的反应中心，包含大量的叶绿素分子。

当光能被吸收后，激发的电子从一个叶绿素分子跃迁到另一个叶绿素分子，形成光化学反应链。

这个链路中的电子运动会产生一个化学激发态，其能量将被用于后续的化学反应。

碳固定反应碳固定反应是光合作用的第二步，其中通过一系列的化学反应将碳固定为有机化合物。

这个过程发生在叶绿体中的细胞器中，称为光合作用的反应中心。

在碳固定反应中，通过催化剂酶的作用，光能转化为化学能，将二氧化碳固定成为有机化合物。

这个过程被称为卡尔文循环，是光合作用中最关键的步骤之一。

光合作用的生态意义光合作用对生态系统的稳定和健康有着极其重要的意义。

首先，光合作用是地球上氧气的主要来源。

在光合作用过程中，植物通过吸收二氧化碳并释放氧气，维持了地球大气中氧气的含量。

氧气不仅对动物的呼吸至关重要，还能够维持许多生态系统中其他生物的生存。

其次，光合作用是生态系统中能量流动的基础。

光合作用转化的化学能被储存为有机物，而这些有机物是其他生物的食物来源。

高一生物必修一第五章能量之源光与光合作用知识点光合作用指含有叶绿体绿色植物、动物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应。

以下是第五章能量之源光与光合作用知识点，希望对大家有帮助。

定义光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气(细菌释放氢气[1]??)的生化过程。

同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。

植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。

通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。

对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。

而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

作用机制作用原理植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取，植物就是所谓的自养生物的一种。

对于绿色植物来说，在阳光充足的白天(在光照强度太强的时候植物的气孔会关闭，导致光合作用强度减弱)，它们利用太阳光能来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。

这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。

叶绿体在阳光的作用下，把经由气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉等物质，同时释放氧气。

光合作用是将太阳能转化为ATP中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能的过程!化学方程式CO2+H2O→(CH2O)+O2(反应条件：光能和叶绿体)12H2O + 6CO2+ 阳光→ C6H12O6(葡萄糖)+ 6O2+ 6H2O(与叶绿素产生化学作用)(化学反应式12H2O + 6CO2→ C6H12O6(葡萄糖) + 6O2+ 6H2O 箭头上标的条件是：酶和光照,下面是叶绿体)H2O→2H++ 2e-?+ 1/2O2(水的光解)NADP+?+ 2e-?+ H+?→ NADPH(递氢)ADP+Pi+能量→ATP?(递能)CO2+C5化合物→2C3化合物(二氧化碳的固定)2C3化合物+4NADPH→C5糖(有机物的生成或称为C3的还原) C3(一部分)→C5化合物(C3再生C5)C3(一部分)→储能物质(如葡萄糖、蔗糖、淀粉，有的还生成脂肪)ATP→ADP+Pi+能量(耗能)C3：某些3碳化合物C5：某些5碳化合物能量转化过程：光能→电能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能注：因为反应中心吸收了特定波长的光后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上缺的。

绿色叶片光合作用产生O2叶绿体是光合作用的场所光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水【特别提醒】萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。

曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目的是溶解色素；恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌为好氧细菌；鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法(同位素标记法)。

(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。

(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的放射性。

(3)普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。

考点1叶绿体中的色素2.色素的分布、功能及特性(1)分布：叶绿体类囊体的薄膜上。

(2)功能：吸收光能、传递光能(四种色素)、转化光能(只有少数处于特殊状态的叶绿素a)。

应用指南1．对叶绿体色素吸收光谱的理解(1)不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响。

(2)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

(3)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

⑷各种色素的吸收光谱：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，绿光几乎不被吸收，被反射出来，因而叶片呈绿色。

2．色素吸收光谱的应用——不同颜色温室大棚的光合效率(1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。

(2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

考点2 光合作用的过程 1．过程图解光合作用中释放的氧气，其中的氧元素都来自于水，二氧化碳中的碳元素首先进入C 3，然后进入(CH 2O)，如下列方程式所示：①CO 2的固定： CO 2＋C 5――→酶2C 3②CO 2的还原：(CH 2O)＋C 5＋H 2OATP 中活跃的化学能→糖类等有机物中稳应用指南1．光合作用产物与底物间各种元素之间的相互关系(1)氧元素⎩⎪⎨⎪⎧H 2O ―→O 2CO 2―→(CH 2O ) (2)碳元素：CO 2―→C 3―→(CH 2O)。

5—4 能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构1、光合色素（Ⅱ）2、叶绿体（1）分布：植物叶肉细胞（主要)（2）结构特点双层膜基粒：由类囊体组成,类囊体膜上有光和色素、酶基质:含与暗反应有关的酶3、光合色素的提取与分离（Ⅱ）二、光合作用探究历程（Ⅰ)见课本P100-102重点实验：恩格尔曼的水绵实验、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验三、光合作用过程1、方程式2、过程（Ⅲ）常考：光照强度变化或CO2浓度变化，各物质的含量变化（如ATP、[H]、C3、C5等）。

3、光反应、暗反应比较四、影响光合作用强度的因素（Ⅲ）谨记谨记：总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率1、光照（1)光照强度A点:只进行光合作用AB段:呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段:光合＞呼吸（2）光照时间（3）光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素N、P、K、Mg（叶绿素关键元素）五、光合作用原理的应用（Ⅰ)六、常考曲线图（Ⅲ）1、夏季晴朗的一天bc段下降的原因是，正午气温过高，气孔关闭，CO2吸收减少,使暗反应减缓. de段下降的原因是,光照强度降低。

6点、18点时，光合作用＝呼吸作用。

2、密闭容器中AB段：CO2不断增加，CO2释放较多。

呼吸作用＞光合作用。

BD段：CO2不断减少，CO2吸收较多。

呼吸作用＜光合作用DE段：CO2不断增加，CO2释放较多。

呼吸作用＞光合作用经过一昼夜，大棚内植物有机物的含量会增加。

E点的CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物。

高一生物上册知识点-能量之源光与光合作用高一生物大家学习了很多知识点，生物是一门记忆类的学科，需要大家经常回顾才能记忆深刻，为了加深大家对高一生物知识点的记忆，为大家整理了高一生物上册知识点-能量之源光与光合作用，希望大家能够认真阅读。

一、应牢记知识点1、追根溯源,绝大多数活细胞所需能量的最终源头是太阳光能.2、将光能转换成细胞能利用的化学能的是光合作用.3、叶绿体中的色素及吸收光谱⑴、叶绿素(含量约占3/4)①、叶绿素a 蓝绿色主要吸收蓝紫光和红光②、叶绿素b 黄绿色主要吸收蓝紫光和红光⑵、类胡萝卜素(含量约占1/4)①、胡萝卜素橙黄色主要吸收蓝紫光②、叶黄素黄色主要吸收蓝紫光4、叶绿体中色素的提取和分离⑴、提取方法：丙酮做溶剂.⑵、碳酸钙的作用：防止研磨过程中破坏色素.⑶、二氧化硅作用：使研磨更充分.⑷、分离方法：纸层析法⑸、层析液：20份石油醚：2份酒精：1份丙酮混合⑹、层析结果：从上到下胡黄ab⑺、滤液细线要求：细、均匀、直⑻、层析要求：层析液不能没及滤液细线.5、叶绿体中光和色素的分布叶绿体类囊体薄膜上6、光合作用场所叶绿体叶绿体是光合作用的场所;叶绿体基粒类囊体膜上,分布着与光化作用有关的色素和酶.7、光合作用概念：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能量的有机物,并且释放出氧气的过程.8、光合作用反应式：光能CO2 + H2O(CH2O)+ O2叶绿体光能6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2叶绿体9、1771年,英国科学家普利斯特利(J .Priestly,17731804)实验证实：植物能更新空气.10、荷兰科学家英格豪斯(J .Ingenhousz)发现：只有在阳光照射下,只有绿叶才能更新空气.11、1785年明确了：绿叶在光下吸收二氧化碳,释放氧气.12、1845年,各国科学家梅耶(R .Mayer)指出：植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来.13、1864年,德国科学家萨克斯(J .von .Sachs,18321897)实验证明：光合作用产生淀粉.⑴、饥饿处理将绿叶置于暗处数小时,耗尽其营养.⑵、遮光处理绿叶一半遮光,一半不遮光.⑶、光照数小时将绿叶放在光下,使之能进行光合作用.⑷、碘蒸汽处理遮光的一半无颜色变化,暴光的一侧边蓝绿色.14、1939年,美国科学家鲁宾(S .Ruben)卡门(M .Kamen)同位素标记法实验证明：光合作用释放的氧气来自水.⑴、同位素标记法三要点：①、用途：指用放射性同位素追踪物质的运行和变化规律.②、方法：放射性同位素能发出射线,可以用仪器检测到.③、特点：放射性同位素标记的化合物化学性质不改变,不影响细胞的代谢.⑵、用18O标记H2O和CO2,得到H218O和C18O2.⑶、将植物分成两组,一组提供H218O,另一组提供C18O2.⑷、在其他条件都相同的情况下,分别检测植物释放的O2.⑸、结果,只有提供H218O时,植物释放出18O2.15、卡尔文循环卡尔文(M .Calvin,1911)实验⑴、用14C标记CO2得14CO2⑵、向小球藻提供14CO2,追踪光和作用过程中C的运动途径.14CO2 14C314C6H12O6⑶、结论：16、光合作用过程⑴、光合作用包括：光反应、暗反应两个阶段.⑵、光反应：①、特点：指光合作用第一阶段,必须有光才能进行.②、主要反应：色素分子吸收光能;分解水,产生[ H ]和氧气;生成ATP.③、场所：叶绿体基粒囊状膜上.④、能量变化：光能转变成ATP中活跃化学能.⑶、暗反应①、特点：指光合作用第二阶段,有光无光都能进行.②、主要反应：固定二氧化碳生成三碳化合物;[ H ]做还原剂,ATP提供能量,还原三碳化合物,生成有机物和水.③、场所：叶绿体基质中.④、能量变化：活跃化学能转变成有机物中稳定化学能.⑷、过程图(P-103图5-15)二、应会知识点1、光合作用中色素的吸收峰(P-99图5-10)2、叶绿体结构(P-99图5-11)⑴、具有内外双层膜.⑵、具有基粒由类囊体色素.⑶、二氧化硅作用：使研磨更充分.3、化能合成作用⑴、概念：指利用环境中某些无机物氧化时释放的能量,将二氧化碳和水制造成储存能量的有机物的合成作用.⑵、典型生物：硝化细菌、铁细菌、瘤细菌等.⑶、硝化细菌：原核生物,能利用环境中氨(NH3)氧化生成亚硝酸(HNO2)或硝酸(HNO3)释放的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类.⑷、能进行化能合成作用的生物也是自养生物高一生物上册知识点-能量之源光与光合作用是为大家整理的，希望大家能够掌握好高一生物知识点，这样就能熟练运用这些知识点解题，从而在考试中取得好成绩。

第四节能量之源——光与光合作用
一、场所
双层膜
叶绿体基质
基粒多个类囊体堆叠而成
色素
叶绿体色素分布：类囊体结构薄膜上；
光合作用的酶分布：类囊体结构薄膜上；叶绿体基质中
二、概念：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，并释放出氧气的过程。

三、过程
四、元素转移
14CO
暗反应2C 3暗反应（14CH2O）
2
H218O 光反应18O2
五、影响光合作用的因素
空气中CO2浓度，土壤中水分多少，光照长短与强弱，光的成分及温度高低等，都是影响光合作用强度的外界因素：可通过适当延长光照，增加CO2浓
度等提高产量。

图中a点含义：光照强度为0，只进行呼吸作用；
b点含义：光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点；
c点表示：光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点。

六、自养生物、异养生物、化能合成作用
1.自养生物：可将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物，如绿色植物（光合作用），硝化细菌（化能合成）。

2. 异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动，如许多动物、真菌、大多数细菌。

3.化能合成作用：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。

七、比较光合作用与呼吸作用：
八、捕获光能的色素
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素叶黄素（黄色）吸蓝紫光色素（1/4）
a（蓝绿色）
叶绿素吸红橙和蓝紫光
（3/4）叶绿素b（黄绿色）
色素提取实验中色素的分布（上----下）：胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b
提取液：无水乙醇分离液：层析液。

高一生物能量之源光与光合作用知识点光合作用〔Photosynthesis〕是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌〔如带紫膜的嗜盐古菌〕利用其细胞本身，在可见光的照耀下，将二氧化碳和水〔细菌为硫化氢和水〕转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气〔细菌释放氢气[1] 〕的生化过程。

同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。

植物之所以被称为食物链的生产者，是由于它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。

通过食用，食物链的消费者可以汲取到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。

对于生物界的几乎全部生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。

而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

作用机制作用原理植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们需要依靠其他的方式来进行对营养的摄取，植物就是所谓的自养生物的一种。

对于绿色植物来说，在阳光充分的白天〔在光照强度太强的时候植物的气孔会关闭，导致光合作用强度减弱〕，它们利用太阳光能来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。

这个过程的关键参加者是内部的叶绿体。

叶绿体在阳光的作用下，把经由气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部汲取的水转变成为淀粉等物质，同时释放氧气。

光合作用是将太阳能转化为ATP中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能的过程！化学方程式CO2+H2O→〔CH2O〕+O2〔反应条件：光能和叶绿体〕12H2O + 6CO2+ 阳光→ C6H12O6〔葡萄糖〕+ 6O2+ 6H2O〔与叶绿素产生化学作用〕〔化学反应式12H2O + 6CO2→ C6H12O6〔葡萄糖〕 + 6O2+ 6H2O箭头上标的`条件是：酶和光照，下面是叶绿体〕H2O→2H++ 2e— + 1/2O2〔水的光解〕NADP+ + 2e— + H+ → NADPH〔递氢〕ADP+Pi+能量→ATP 〔递能〕CO2+C5化合物→2C3化合物〔二氧化碳的固定〕2C3化合物+4NADPH→C5糖〔有机物的生成或称为C3的还原〕C3〔一部分〕→C5化合物〔C3再生C5〕C3〔一部分〕→储能物质〔如葡萄糖、蔗糖、淀粉，有的还生成脂肪〕ATP→ADP+Pi+能量〔耗能〕C3：某些3碳化合物C5：某些5碳化合物能量转化过程：光能→电能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能注：由于反应中心汲取了特定波长的光后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上缺的。

第3节能量之源——光与光合作用【高考目标导航】1、光合作用的棊本过程2、影响光合作用速率的环境因素【基础知识梳理】一、捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素（1）绿叶中色素的提取和分离①可以利用无水乙醉提取绿叶屮的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其屮前者有助于研磨充分，后者可防I匕研磨中色素别破坏。

②分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度人的再滤纸上扩散的快，反Z则慢。

③层析的结果：四条色素带从上往下依次为：橙黄色（胡萝卜素）f黄色（叶黄素）一蓝绿色（叶绿素G f黄绿色（叶绿素b）（2）色素的种类和吸收光谱—X叶绿体的结构和功能1、叶绿体的结构外表：双层膜内部：基质，含冇与暗反应冇关的酶基粒，由类囊体堆叠1佃成，分布有色素和与光反应有关的酶2、 叶绿体的功能进行光合作用的场所。

3、 恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位三、 光合作用的探究历程1、 直到18世纪中期，人们一起以为只有土壤中的水分是植物建造占身的原料。

2、 1771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或小口鼠呼吸而变得污浊的空气。

3、 1779年，荷兰的英格豪斯证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少。

4、 1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。

5、 1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有淀粉。

6、 1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来口水。

7、 20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位索标记技术最终探明了 g 中的碳在光合作用屮转化成有机物屮碳的途径。

四、 光合作用的基本过程光合作川过程包括光反应和暗反应两个连续的过程。

物质 |(U — G —*(CHjO) 变化｛ ATP —DP+Pi五、光合作用原理的应用1、光合作用强度：是指植物在单位吋间内通过光合作用制造糖类的数量。