高考生物大一轮复习第12讲能量之源--光与光合作用优盐件.ppt

,细胞的能量供应和利用,第3章,第12讲能量之源光与光合作用,栏目导航,1课本P99与社会的联系：温室或大棚在种植蔬菜时补充_光。2色素提取和分离实验(1)实验原理：绿叶中的色素溶于_，不溶于水，各种色素在_中的_不同，_的随_在滤纸上扩散得快，反之则慢。,考点一绿叶中色素的提取和分离,白,无水乙醇,层析液,溶解度,溶解度大,层析液,(2)步骤：提取_制备_画_分离_观察结果。(3)结果：从上至下色素带的颜色及色素名称依次是_、_、_、_。3色素的功能：叶绿素_，类胡萝卜素主要吸收_。,色素,滤纸条,滤液细线,色素,胡萝卜素(橙),叶黄素(黄),叶绿素a(蓝绿),叶绿素b(黄绿),主要吸收红光和蓝紫光,蓝紫光,外膜,内膜,基质,基粒,色素,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。()(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素，都主要吸收红光和蓝紫光。()(3)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。()(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()(5)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()(6)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。()(7)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。(),2(经典高考题)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析过滤研磨液使用的是单层尼龙布；层析时使用的是干燥处理过的定性滤纸条；在画出一条滤液细线后，待滤液干燥后再重复画线12次；研磨叶片时，用无水乙醇或体积分数为95%的乙醇(加适量无水碳酸钠除去水分)溶解色素。,B,3如图所示为某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是()A应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色解析实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈黄绿色，然后向外依次是蓝绿色、黄色、橙黄色。,D,一考查实验选材、试剂的作用和实验操作,例1某班同学完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析不合理的是(),C,A甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B乙可能是因为研磨时未加入SiO2C丙是正确操作得到的理想结果D丁可能是因为研磨时未加入CaCO3解析叶绿体中色素能溶解在有机溶剂中，几乎不溶于蒸馏水中，A项正确；SiO2可使研磨充分，未加入SiO2导致研磨不充分，获得的色素少，B项正确；在滤纸条上距离点样处近的叶绿素b含量比胡萝卜素多，C项错误；CaCO3可防止叶绿素被破坏，未加入CaCO3可导致叶绿素提取量减少，D项正确。,绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析(1)滤纸条上色素带颜色均较浅：未加二氧化硅，研磨不充分；加入无水乙醇的量过多；实验材料中色素含量较少。(2)滤纸条下面两条色素带较浅：未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。(3)滤纸条上色素带重叠：滤液细线不直；滤液细线过粗。(4)滤纸条上看不见色素带：忘记画滤液细线；滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。,二色素与叶片颜色,例2下列对提取光合色素进行纸层析分离实验中各种现象的解释，正确的是()A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多D叶黄素排在滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最大解析未见色素带，其原因是操作失误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇、层析液中；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以，提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液(而不是提取液)中扩散得最快，排在滤纸最前方。,C,1提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。2分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。,三考查色素提取与分离原理的应用,例3下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()A水稻在收获时节，叶片中色素含量是(甲乙)光合作用速率，图甲C、E点，图乙C、G点细胞呼吸速率光合作用速率，是光补偿点，CD段细胞呼吸速率光合作用速率，图甲中F点、图乙中H点表示光合作用停止。,三光合作用昼夜变化曲线分析,(2)图乙中DE段：夏季正午温度很高，蒸腾作用很强，大量失水使气孔关闭，CO2供应量减少，影响暗反应，导致光合作用强度明显减弱。FG段表示光照减弱，影响光反应，导致光合作用强度明显减弱。,例3如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3(三碳化合物)相对含量在一天内的变化，请据图分析：(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C、D依次是_。(2)在中发生的过程称为_，在中含有的参与此过程的物质是_。,H2O、CO2、C3、C5,光反应,色素和酶,(3)中发生的反应与中发生反应的物质联系是_。(4)图乙中，从_点开始合成有机物，至_点有机物合成终止。(5)AB段C3含量较高，其主要原因是_。(6)G点C3含量极少，其原因是_。(7)G点与F点相比，叶绿体中H含量较_(填“高”或“低”)。,光反应为暗反应提供H和,ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等,B,I,无光不进行光反应，C3不能被还原,气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固,定减弱,高,解析(1)根据光合作用的过程可知，图甲中A、B、C、D依次是H2O、CO2、C3和C5。(2)是基粒，由许多类囊体组成，在其上发生光反应，其上含有参与光反应的色素和酶。(3)是叶绿体基质，发生暗反应。光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等。(4)图乙中从B点开始C3含量下降，至I点C3含量不再变化，说明光合作用从B点开始，到I点结束。(5)在B点前无光照，不能进行光反应，不能进行C3的还原，因此在AB段C3含量较高；B点之后，开始进行光合作用，C3含量相对下降，I点无光照，光合作用停止。(6)G点C3含量少的原因是植物气孔关闭，CO2供应不足，C3合成减少。(7)G点与F点相比C3少，H消耗少，因此G点H含量高于F点。,解答光合作用相关曲线的基本步骤,例1(2014山东卷)我省某经济植物光合作用的研究结果如下图。,(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的_上。需先用_(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_。据图分析，该植物可通过_以增强对弱光的适应能力。(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是_。18：00时，叶肉细胞内产生ATP的细胞器有_。(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_。,答题送检来自阅卷名师报告,解析(1)叶绿体中的叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，因此可以利用无水乙醇(或丙酮)作为提取液提取绿叶中的色素。叶绿素a比叶绿素b在层析液的溶解度大。由图甲可知，叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高，说明植物可以通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。(2)结合图乙可知，在8：00到12：00时气温和光照强度升高，气孔导度相对稳定。由于光照强度升高会促进光合作用，气孔导度稳定对光合速率的影响较小，因此只能考虑温度的升高对细胞呼吸的促进比对光合作用的促进作用更强，使光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。,由图乙可知，18：00时净光合速率为0，可以判断此时光合速率等于呼吸速率，故叶肉细胞中的ATP可来自线粒体和叶绿体两种细胞器。(3)若突然去除遮光物，则对植物来说，光照增强，进而促进光反应，光反应产生的ATP和H增多，从而促进暗反应中的C3的还原过程，消耗的C3增多，而CO2的固定正常，因此短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量会减少。规范答题(除注明外，每空1分)(1)类囊体膜无水乙醇叶绿素a增加叶绿素含量(2分)(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小(2分)线粒体、叶绿体(2分)(3)减少(2分),1下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用速率随_的增加成正比增加。这种情况下，可以认为此时主要影响光合作用的_阶段。,光照强度,光反应,(2)从图甲可见，光照强度超过一定值后，光合作用速率不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。(3)图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的_，出现CD段的原因是_。(4)请在图甲中绘制50时植物光合作用速率变化的曲线。(5)根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。,温度,暗反应,最适温度,酶活性降低，光合作用速率降低,答案(4)如图1(5)如图2解析(4)由图乙可以看出，在50时的光合速率大于20而小于30，可在图甲中相应画出。(5)由图甲可以看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。,1光合作用与有氧呼吸的区别,考点四光合作用与细胞呼吸,有机物,无机物,稳定的化学能,热能、ATP中活跃的化学能,合成有机物，储存能量,细胞质基质和线粒体,只在光下进行,2.光合作用与有氧呼吸的联系,ATP中活跃的化学能,热能,3在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算,(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示_。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示_。(3)真光合速率净光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：光合作用产生的O2量实测的O2_细胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2量实测的CO2_细胞呼吸释放的CO2量。光合作用产生的葡萄糖量葡萄糖的_细胞呼吸消耗的葡萄糖量。,呼吸速率,净光合速率,释放量,吸收量,积累量(增重部分),净光合速率和总光合速率的判定方法(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真)光合速率；若CO2吸收值为负值，则该曲线表示净光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。(3)有机物积累量为净光合速率，制造量为总(真)光合速率。,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。()(2)CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。()(3)光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。()(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。()(5)适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量。(),2某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下细胞光合作用速率和细胞呼吸速率的关系，并绘制了A、B、C、D四幅图。其中图中a点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是()解析A图中a点的含义是CO2的吸收量等于释放量，表示净光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光合作用速率大于细胞呼吸速率。,A,3将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1h，测其重量变化，立即光照1h，再测其重量变化。结果如下表：,分析表中数据可判定()A光照的1h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2mgB光照的1h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等C光照的1h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度D呼吸作用酶的最适温度是29解析根据题意，植物在整个过程中进行了2h的呼吸作用，而光合作用则进行了1h，因此，14组光合作用合成的有机物分别为5mg、7mg、9mg、3mg。,C,1“半叶法”测光合作用有机物的生产量例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度M，MMBMA，单位是mg/(dm2h)，M表示B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量。,一光合作用和细胞呼吸的相关计算,2“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。,例1某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，将它们分别置于六种不同的光照条件下，24h后，实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下，以下说法正确的是(),B,若只考虑光照强度，该深度湖水中所有生物在晚上8h内呼吸消耗O2的量为7/3mg光照强度为aklx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡当该水层中的溶氧量达到30mg/L时，光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素若将eklx光照下的白瓶置于bklx光照下，瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少ABCD,解析黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为原初溶氧量24小时后氧含量，即1037mg/(L24h)，故该深度湖水中生物在晚上8h内呼吸消耗O2的量为7/3mg/L，而所有生物氧气消耗量需乘以体积，错误；光照强度为aklx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，当光照强度为aklx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡，正确；由表中数据可知，当该水层中的溶氧量达到30mg/L时，白瓶中含氧量不再增加，所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素，正确；若将eklx光照下的白瓶置于bklx光照下，光照减弱，光反应产生的H和ATP减少，C3的还原减慢，二氧化碳的固定继续进行，所以瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少，正确。,CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向(如下图)一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。,二光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动,1呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。2呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。3阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。4曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移、其他点向左下方移动，反之A点上移、其他点向右上方移动。(2)呼吸速率不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反之向右上方移动。,例2已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图表示30时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、c的移动方向分别是()A下移、右移、上移B下移、左移、下移C上移、左移、上移D上移、右移、上移,C,解析图中a、b、c三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和光饱和点。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30”可知，当温度从30降到25时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，c点上移；b点表示光合作用强度细胞呼吸强度，在25时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使两者仍然相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。,1利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。,三光合速率与呼吸速率的常用测定方法,(2)测定原理甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。,(3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下相同时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差的校正：为防止气压、湿度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。,例3利用以下装置可探究某绿色植物的生理作用。假如该植物的光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不能进行产生乳酸的无氧呼吸。回答下列问题：,(1)实验前，应_(填“打开”或“关闭”)活塞，记录有色液滴的位置。(2)忽略装置内其他微生物的干扰，可利用装置_来探究该植物的呼吸作用类型，此时应对实验装置进行_处理，若_，则该植物在进行有氧呼吸的同时也进行产生酒精和CO2的无氧呼吸。该植物的根尖细胞内能产生CO2，但不伴随ATP合成的生理过程是_。(3)忽略装置内其他微生物的干扰，最好选择装置_来验证CO2是植物进行光合作用的必需原料。在暗反应阶段中，CO2需要转化成_才能被H还原。,关闭,甲和乙,完全遮光,装置甲中的有色液滴左,移，装置乙中的有色液滴右移,无氧呼吸的第二阶段,甲和丙,C3,解析(1)可通过装置中有色液滴的移动情况来反映呼吸作用和光合作用，故需记录有色液滴的位置(或所在的刻度)；另外，装置必须密闭，即要关闭活塞。(2)可利用装置甲和乙来探究该植株的呼吸作用类型，实验时一定要对装置进行完全遮光处理。装置甲内含有氢氧化钠溶液，可吸收植株呼吸作用产生的CO2，若呼吸作用消耗氧气，则有色液滴向左移；装置乙内无吸收CO2的溶液，根据有氧呼吸和无氧呼吸的特点可知，若植物进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，则装置乙中的有色液滴会向右移。无氧呼吸的第二阶段有CO2产生，但不产生ATP。(3)装置甲内无CO2，而装置丙内有CO2，且CO2浓度在一段时间内不变，故这两套装置适合用于验证CO2是植物进行光合作用的必需原料。,光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制(1)增加水中O2泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；(2)减少水中O2容器密封或油膜覆盖或用凉开水；(3)除去容器中CO2氢氧化钠溶液；(4)除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中；(5)除去叶中叶绿素酒精隔水加热；(6)除去光合作用对呼吸作用的干扰给植株遮光；(7)得到单色光的方法棱镜色散或薄膜滤光；(8)线粒体提取细胞匀浆离心。,例1(2017江苏卷)研究人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题。,(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量_，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是_。(2)图1中影响光合放氧速率的因素有_。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中_的干扰。(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是_。若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是_(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对1520min曲线的斜率几乎不变的合理解释是_；若在20min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有_(填序号：C5ATPHC3)，可推测2025min曲线的斜率为_(填“正值”“负值”或“零”)