2019版高考生物一轮复习第四单元细胞的能量供应与利用第8讲光能的捕获和利用课件中图版.pptx

第8讲 光能的捕获和利用,最新考纲 光合作用的基本过程()。2.实验：叶绿体色素的提取和分离。,1.实验原理,考点一 实验：叶绿体中色素的提取和分离(5年4考),有机溶剂无水乙醇,无水乙醇,溶解度,溶解度高,层析液,2.实验流程,无水乙醇,溶解色素,胡萝卜素,橙黄色,最高,叶黄素,黄色,叶绿素a,蓝绿色,最多,叶绿素b,黄绿色,最低,1.(2013海南卷，8)关于叶绿素提取的叙述，错误的是( ),A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分,叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析,解析 菠菜绿叶富含叶绿素，可用作提取叶绿素的材料，A正确；加入碳酸钙可避免研磨过程中液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏，B正确；用乙醇提取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，C错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D正确。 答案 C,2.(2017河北冀州中学第二次段考，41)如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是( ),A.提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨 B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 C.实验结果可说明叶绿素合成需要光照 D.实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多 解析 提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分，而加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。 答案 B,叶绿体中色素提取分离异常现象分析,1.叶绿体色素的种类和功能,考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用的早期研究,2.叶绿体的结构与功能,(1)结构模式图,光反应,暗反应,外膜,内膜,叶绿体基质,暗反应,类囊体膜,色素,光反应,光合作用,叶绿体,3.光合作用的探究历程(连线),答案 Ab Ca Dc Ee Bd Ff,(经典实验分析)下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：,(1)恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？ 提示 选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。 (2)两实验如何设计对照实验？ 提示 恩吉尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。,1.(2017全国卷，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( ),A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,捕获光能的色素和结构,解析 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。 答案 A,2.2017江淮十校联考(三)下图表示光合作用时ATP形成的图解，图中b6f复合体能将叶绿体基质中的质子(H)转移到类囊体腔内，该过程需要依赖水光解时产生的电子(e)的推动，下列有关分析错误的是( ),A.图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上 B.质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散 C.光合作用中ATP的合成会降低类囊体内外的质子浓度差 D.物质X既具有催化功能又具有运输功能 解析 由题干信息可知，质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输需要“依赖水光解时产生的电子(e)的推动”，说明推动质子进入类囊体腔内的动力不是浓度差，而是能量(这个能量不一定是ATP水解释放的能量，也可能是电能或其他能量)，同时需要载体(b6f复合体)，应为主动运输，B错误。 答案 B,影响叶绿素合成的三大因素,(2018湖北鄂西部分优质高中联考，5)以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是( ) A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h，加碘液处理后溶液呈蓝色 B.在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色 C.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域 D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在,光合作用的早期研究,解析 叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C正确；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到14C，D正确。 答案 A,恩吉尔曼实验方法的巧妙之处 (1)巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 (2)巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。,【即学即练】,(2017辽宁沈阳检测)1941年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。,(1)鲁宾和卡门用 和普通的CO2进行小球藻光合作用实验，见A图。实验结果，放出的O2 (填“具有”或“不具有”)放射性。A实验的结论是_。 (2)鲁宾和卡门用C18O2和普通的H2O进行光合作用，见B图实验结果，产生的O2 _ (填“具有”或“不具有”)放射性。仅B实验的结论是什么？ _。 (3)综合实验A、B，结论是_。,答案 (1)具有 光合作用释放的O2的氧来源于H2O中的氧 (2)不具有 光合作用释放的O2的氧，不来源于CO2中的氧 (3)光合作用释放的O2的氧，来源于H2O中的氧，不来源于CO2中的氧,1.光合作用的过程,考点三 光合作用的过程(5年12考),光、色素、酶,叶绿体类囊体薄膜,ATP中活跃,的化学能,酶,叶绿体基质,C3,有机物中稳定的化学能,2.光反应与暗反应的关系,(1)光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。,(2)光合作用反应式及元素去向分析：,巧学助记 光合作用过程的“一、二、三、四”,3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响,(1)“过程法”分析C3和C5的含量变化 当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：,.停止光照时：光停，ATP，ADP，C3，C5，分析如下：,.CO2供应停止时：CO2停，C5，C3，ATP，ADP，分析如下：,(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化,1.真题重组 判断正误,(1)叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中(2017全国卷，2B)( ) (2)某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的(2017全国卷，6B) ( ) (3)硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量(2017海南卷，5D) ( ) (4)叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP(2016全国卷，1D) ( ) (5)照光培养一段时间的绿藻，用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内CO2的固定加快(2014全国卷，2B) ( ) (6)温度和光照会影响CO2的同化速率(2016海南卷，10A) ( ),以上内容源自教材必修一P65P67，有关光合作用的原理、过程相关的知识。,2.(教材必修一P67巩固提高题改编)课外活动小组同学在适宜的温度下，以葡萄为材料所做的几组实验(假设该植物在24 h内呼吸速率不变)，结果记录如下，请回答：,(1)据图一结果推测，栽培农作物时，密度是否越小越好？图中哪点对应的“密度”最合理？_。 (2)经检测，葡萄植株一昼夜的CO2净吸收量为250 mg，图二中阴影部分所表示的CO2吸收量应 (填“大于”“小于”或“等于”)250 mg。 (3)图二曲线中能制造有机物的区段是 ，能积累有机物的时段是 。 提示 (1)不是，要合理密植 B (2)大于 (3)BH CG,1.(2015安徽卷，2)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( ),光合作用过程分析,A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能 B.CO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类 C.被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5 D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高 解析 由图解可知，光反应产生的ATP和H参与C3的还原，而不参与CO2的固定，A、B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和H减少，C3的还原过程减弱，故短时间内C5含量会降低，D错误。 答案 C,2.如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。下列叙述错误的是( ),A.叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中 B.上产生的B物质移动到参与C3的还原 C.中产生的NADP移动到上参与水的光解 D.上产生的A物质可用于CO2的固定和C3的还原 解析 光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，A正确；类囊体膜上产生的B物质H移动到叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B正确；叶绿体基质中产生的NADP移动到类囊体膜上参与水的光解，C正确；类囊体膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原，而CO2的固定不需要消耗能量，D错误。 答案 D,突破光合作用过程的4个误区 (1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的色素不参与光合作用。 (2)绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。 (3)不要认为暗反应和光照没有任何关系。光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物H和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。 (4)叶绿体并不是进行光合作用的必要场所：进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。,【典例】 (2011全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。,环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响,(1)图中物质A是 (C3、C5)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_ _； 将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_ _。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 (填“低”或“高”)。 (4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 (填“低”或“高”)，其原因是_ _。,解析 (1)CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量减少，确定物质A是C3，物质B是C5。(2)CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。(3)CO2浓度为0.003%时，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3分子数应是C5分子数的2倍。(4)CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因库暗反应减弱，所需的ATP和H减少，光反应强度减弱。 答案 (1)C3 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和H少,【即学即练】,(2017河北衡水中学二调，21)如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是( ),A.突然停止光照 B.突然增加CO2浓度 C.降低环境温度 D.增加光照强度 解析 突然停止光照，光反应产生的H和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少，B错误；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量不会大幅度地增加，C错误；增加光照强度，光反应产生的H和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。 答案 D,易错防范清零,易错清零,易错点1 混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择,点拨 为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。,易错点2 误认为只能是光反应制约暗反应，暗反应不会制约光反应，从而认为停止CO2供应时，不影响O2产生,点拨 光反应为暗反应提供H和A