浙江专用2020版高考生物大一轮复习第三部分细胞的代谢8光合色素与光合作用的基本过程课件.ppt

第8讲光合色素与光合作用的基本过程,教材梳理,题型探究,真题演练,光合色素及提取与分离1.色素及吸收光谱(1)色素,蓝绿色,黄绿色,类胡萝卜素,胡萝卜素,黄色,化学,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)色素的吸收光谱叶绿素对的吸收量大,类胡萝卜素对的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。,红光和蓝紫光,蓝紫光,教材梳理,题型探究,真题演练,95%的乙醇,层析液,层析液,纸层析,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)实验步骤第一步:提取绿叶中的色素取材:用新鲜的菠菜叶放入4050的烘箱中烘干研磨:加少许,再加入23mL,迅速、充分研磨成匀浆过滤:在漏斗基部放一块单层尼龙布,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤收集:用试管收集色素滤液,及时将试管口用,二氧化硅和碳酸钙,95%的乙醇,棉塞塞严,教材梳理,题型探究,真题演练,第二步:分离绿叶中的色素,滤纸条,去角的一端1cm,滤液细线,均匀地,重复画线12次,教材梳理,题型探究,真题演练,分离绿叶中的色素:将适量层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入中,随后用棉塞塞紧试管口注意:不能让滤纸条上的滤液细线触及层析液观察结果:滤纸条上色素带有4条,层析液,教材梳理,题型探究,真题演练,题型一:光合色素的种类和功能【基础典例1】(2017浙江湖州期末)如图表示叶绿体中各色素的吸收光谱,据图判断,下列判断错误的是(),教材梳理,题型探究,真题演练,A.在研究叶绿素的过程中,为避免类胡萝卜素的干扰,应该选用红橙光区B.进入秋季,植物对420470nm波长的光的利用量减少C.用450nm波长的光比用600nm波长的光更能提高光合作用强度D.用550nm波长的光改用670nm波长的光后短时间内叶绿体中三碳酸含量增加,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升影响叶绿素合成的因素(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗环境中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而类胡萝卜素分子较为稳定,使叶片变黄。(3)必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成,叶片变黄。,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二光合色素提取与分离实验操作【典例1-2】在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学使用相关试剂的情况如表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为(),教材梳理,题型探究,真题演练,A.B.C.D.,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升光合色素提取与分离的注意事项,教材梳理,题型探究,真题演练,教材梳理,题型探究,真题演练,考向三光合色素提取与分离的应用提升【典例1-3】如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程。相关叙述错误的是(),教材梳理,题型探究,真题演练,A.纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同B.两组实验的结果中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色C.若在缺镁条件下完成该实验,两组实验的结果和差异都不大D.两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升滤纸条上色素的分布和对光的吸收,教材梳理,题型探究,真题演练,A.黄-绿比率增高,有利于水稻有机物的积累B.水稻在缺Mg的环境,其P/R值将下降C.b点比a点更适宜水稻的生长D.在水稻收获季节,叶肉细胞的P/R值在a点,考向四光合色素与生产实践的联系【典例1-4】植物学家研究发现,水稻叶肉细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄绿比率)与其P(光合作用)/R(细胞呼吸)比率呈现一定的关系,这种关系如图所示,以下判断正确的是(),答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,(2017浙江4月选考,30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。,教材梳理,题型探究,真题演练,回答下列问题。(1)本实验的因变量是。由图中曲线对比可知,经处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇到较低温天气,除升温方法外,可对植物进行处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定,可得到叶绿素a的吸收光谱。,教材梳理,题型探究,真题演练,答案:(1)叶绿素含量低温和光照蓝紫光和红遮光(2)碳酸钙3、4(3)吸光率解析:(1)分析图示可知,本实验检测不同处理方式下叶绿素的含量,故因变量是叶绿素含量。相比较其他组别,0低温和光照条件处理,叶绿素的含量最低。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿素含量降低,会对上述光吸收减少。曲线3为低温处理,相对曲线4,该组叶绿素含量更高,因此遇低温天气,可适当进行遮光处理。(2)提取光合色素,为防止叶绿素被破坏,可加入少量碳酸钙,以保护叶绿素。对提取的光合色素进行纸层析处理后,自上而下,叶绿素a和叶绿素b分别处于色素带的第3和第4的位置,实验中第4组叶绿素被破坏,上述条带会在层析后明显变窄。(3)不同光合色素吸收不同波长的光,利用不同波长的光照射光合色素,可绘制光合色素对不同波长光的吸收率的吸收光谱。,教材梳理,题型探究,真题演练,光合作用的基本过程1.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图,双层,碳反应,基粒,教材梳理,题型探究,真题演练,(3)功能:进行的场所。2.光合作用的概念及反应式(1)光合作用指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把转化成贮存着能量的有机物,并且释放出的过程。(2)总反应式:。,光合作用,CO2和H2O,氧气,教材梳理,题型探究,真题演练,3.光合作用的基本过程(1)光反应场所:叶绿体中。物质变化:a.水光解:水在光下裂解为和O2。b.ATP的合成:ADP+PiATP。c.NADPH合成:水中的将NADP+还原为NADPH。能量变化:光能转变为中的化学能,类囊体膜,2H+2e-,氢(H+和e-),ATP和NADPH,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)碳反应场所:叶绿体。物质变化:a.CO2被固定:1分子CO2和1分子结合形成一个六碳分子2个。b.三碳酸被还原:三碳酸接受来自NADPH的和ATP的三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。c.再生RuBP:每个二氧化碳进入卡尔文循环,形成6分子三碳酸还原为三碳糖个三碳糖再生RuBP,个三碳糖离开卡尔文循环。,基质,RuBP,三碳酸,氢,磷酸基团,3,6分子,5,1,教材梳理,题型探究,真题演练,能量变化:ATP和NADPH中的化学能转变为中的化学能,碳反应的产物三碳糖在叶绿体内作为合成淀粉、和的原料被利用,大部分运至,转变成供植物所有细胞利用。,糖分子,蛋白质,脂质,叶绿体外,蔗糖,教材梳理,题型探究,真题演练,考向一叶绿体结构与光合作用【典例2-1】(2018浙江选考十校联盟3月适应性考试)下列关于光合作用的叙述,正确的是()A.悬浮在叶绿体基质中的所有类囊体是连成一体的B.叶绿素只能吸收蓝紫光和红光,不吸收其他光,所以呈绿色C.类胡萝卜素和叶绿素等光合色素只存在于叶片中D.卡尔文循环中的关键步骤是二氧化碳与RuBP结合,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,技巧总结“一二三四”法巧记光合作用基本知识,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二光反应与碳反应的过程【典例2-2】(2018浙江稽阳联谊学校高三3月联考)如图为某高等植物细胞光合作用过程示意图,A、B、C、D、E、F分别表示光合作用不同阶段中的物质。据图分析并回答下列问题。,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)含有磷元素的物质是(填字母),ATP的形成与(填物质名称)的跨膜运输有关。物质C的作用是。(2)脂双层中的色素吸收的光是波长为nm的可见光。光合作用产生的O2离开这个植物细胞,需要穿过的膜有。(3)物质F可以在卡尔文循环中继续转变成物质E,也可以离开卡尔文循环并在叶绿体中作为合成、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。(4)若将图中的光照撤离,则短时间内叶绿体中物质D的生成速率将。(填“增大”“减小”或“基本不变”),答案:(1)A、C、D、E、FH+为物质D(3-磷酸甘油酸)的还原提供氢和能量(2)400700类囊体膜、叶绿体膜、细胞膜(3)淀粉(4)减小,教材梳理,题型探究,真题演练,解析:(1)含有磷元素的物质是A(NADP+)、C(NADPH)、D(3-磷酸甘油酸)、E(RuBP)、F(三碳糖磷酸);据图可知,ATP的形成与H+的跨膜运输有关;物质C(NADPH)的作用是为物质D(3-磷酸甘油酸)的还原提供氢和能量。(2)脂双层中的色素吸收的光是波长为400700nm的可见光;光合作用产生的O2离开这个植物细胞,需要穿过的膜包括有类囊体膜、叶绿体膜、细胞膜。(3)物质F(三碳糖磷酸)可以在卡尔文循环中继续转变成物质E(RuBP),也可以离开卡尔文循环并在叶绿体中作为合成淀粉、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。(4)若将图中的光照撤离,则光反应产生的用于碳反应的ATP和NADPH减少,抑制物质D的还原,导致其生成速率将减小。,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升光反应和碳反应的区别与联系,教材梳理,题型探究,真题演练,教材梳理,题型探究,真题演练,【典例2-3】植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。,教材梳理,题型探究,真题演练,请回答下列问题。(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和的组分。(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于(填“吸能反应”或“放能反应”)。(3)若蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的数量减少,使三碳糖磷酸大量积累于中,也导致了光反应中合成数量下降,卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于。此时过多的三碳糖磷酸将用于,以维持卡尔文循环运行。,教材梳理,题型探究,真题演练,答案:(1)磷脂(2)吸能反应(3)Pi叶绿体基质ATP和NADPH负反馈调节淀粉的合成解析:(1)磷元素是核酸、磷脂、ATP等的组成成分,叶绿体内含磷,主要是核酸和类囊体膜中含有磷脂。(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸是一个还原反应,需要吸收ATP释放的能量才能完成,故是一个吸能反应。(3)据图分析,若蔗糖合成或输出受阻,导致三碳糖磷酸的转运受到抑制,进入叶绿体的Pi减少,同时三碳糖磷酸因转运受抑制而在叶绿体基质中大量积累,进一步抑制了碳反应和光反应的进行,使得ATP和NADPH的合成数量下降。这一过程中三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于负反馈调节过程。此时从题图可以看出过多的三碳糖磷酸将用于淀粉的合成,以维持卡尔文循环运行。,教材梳理,题型探究,真题演练,考向三植物细胞中各物质含量变化分析【典例2-4】离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2的供应,短时间内叶绿体中三碳酸分子与RuBP相对含量的变化是()A.三碳酸分子增多、RuBP减少B.三碳酸分子增多、RuBP增多C.三碳酸分子减少、RuBP增多D.三碳酸分子减少、RuBP减少,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,方法技巧当外界条件改变时,植物细胞中各物质含量变化分析,教材梳理,题型探究,真题演练,1.(2016浙江4月选考,30)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如右图,请回答下列问题。,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)该膜是膜,其上含有色素和催化光反应的。光反应中,色素吸收的光能转变为ATP等物质中的。(2)光反应的产物除图中所示的物质外,还有电子和。ATP为碳反应提供了能量和。(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时,应注意滤纸条上的滤液细线要高于的液面,滤纸条上最宽色素带所含的色素是。,教材梳理,题型探究,真题演练,答案:(1)类囊体(或光合)酶化学能(2)NADPH磷酸基团(3)层析液叶绿素a解析:(1)分析图示可知,该膜上发生光能的转换,因此该膜是叶绿体中的类囊体膜(或光合膜),该膜上存在色素和催化光反应的酶,将光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能。(2)图示中的反应产物有O2、H+、ATP,除此之外还应有NADPH和电子(e-),光反应产生的ATP为碳反应中三碳酸的还原提供能量,同时也会提供磷酸基团。(3)分离色素时,层析液不可没过滤液细线,否则光合色素会溶于层析液而无法被分离,分离结束,距滤液细线由远及近四条色素带分别为胡萝卜素(橙黄色,条带最窄)、叶黄素(黄色,条带略窄)、叶绿素a(蓝绿色,条带最宽)、叶绿素b(黄绿色,条带略宽)。,教材梳理,题型探究,真题演练,2.(2015浙江10月选考,30)图甲是探究光对黑藻光合作用影响的实验装置,光源位置固定,且光照时间一定,反应室的溶液中含有适量NaHCO3。图乙为黑藻叶绿体中的某生理过程。请回答下列问题。,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)本实验中黑藻的光合速率可用单位时间的表示。(2)若变换图甲中的光源,可改变光的或。(3)图乙所示的生理过程为循环,