创新设计第10讲光合作用的探究历程与基本过程.ppt

第10讲光合作用的探究历程与基本过程 最新考纲 1 光合作用的基本过程 2 实验 叶绿体色素的提取和分离 3 影响光合作用速率的环境因素 考点一捕获光能的色素及其提取和分离实验 5年3考 1 叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 由图可以看出 1 叶绿体中的色素只吸收 而对红外光和紫外光等不吸收 2 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 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 2 叶绿体的结构与功能 1 结构模式图 双层膜 暗反应 基粒 色素 光反应 光合作用 叶绿体 3 光合作用的探究历程 连一连 答案 A b C a E e D c B d 某植物叶片不同部位的颜色不同 将该植物在黑暗中放置48h后 用锡箔纸遮蔽叶片两面 如图所示 在日光下照光一段时间 去除锡箔纸 用碘染色法处理叶片 观察到叶片 有的部位出现了蓝色 请思考 1 实验时预先对植物进行暗处理 其目的是 2 实验中对照可证明光合作用需叶绿体 对照可证明光合作用需要光 3 本实验可证明光合作用的产物是 消耗掉原有淀粉 排除其对实验结果的干扰 a与b d e与b d 淀粉 捕获光能的色素和结构 1 2016 全国课标卷 4 关于高等植物叶绿体中色素的叙述 错误的是 A 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C 通常 红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 解析叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中 A正确 镁作为细胞中的无机盐 可以离子状态由植物的根从土壤中吸收 进而参与叶绿素的合成 B正确 一般情况下 光合作用所利用的光都是可见光 可见光不包括红外光和紫外光 C错误 叶绿素的合成需要光 黑暗中生长的植物幼苗 因没有光照而导致叶绿素合成受阻 使类胡萝卜素的颜色显现出来 因而叶片呈黄色 D正确 答案C 2 如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图 下列有关叙述错误的是 A 和 均为选择透过性膜B 上分布有与光反应有关的色素和酶 这些色素对绿光吸收最少C 上所含色素均含Mg2 故缺Mg2 时这些色素都无法合成D 在 上形成的产物 H 和ATP进入 中为暗反应提供物质和能量 解析叶绿素分子中含Mg2 胡萝卜素 叶黄素中不含Mg2 答案C 光合作用的探究历程 1 下列关于光合作用探究历程的叙述 不正确的是 A 普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B 萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D 鲁宾和卡门的实验中 用18O分别标记H2O和CO2 证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2解析恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的 叶绿体是进行光合作用的场所 但不能定量分析光合作用生成的氧气量 答案C 2 下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图 下列有关叙述正确的是 A 两实验均需进行 黑暗 处理 以消耗细胞中原有的淀粉B 两实验均需要光的照射C 两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D 两实验均可证明光合作用的产物有氧气 解析本题主要考查光合作用的发现过程 图示的两实验中 只有萨克斯的实验需进行 黑暗 处理 目的是消耗掉细胞中原有的淀粉 恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所 萨克斯实验的目的是探究光合作用产物 所以两实验均需要光的照射 恩格尔曼的实验中 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 恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物 萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物 答案B 恩格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 妙法排除干扰因素 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 考点二光合作用的过程 5年12考 1 写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向 2 光反应与暗反应的比较 光反应 暗反应 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质 水的光解 C3的还原 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 H 和ATP ADP和Pi NADP 巧记光合作用过程的 一 二 三 四 环境因素骤变对光合作用中间产物含量动态变化曲线 当外界条件改变时 光合作用中C3 C5及ATP和ADP含量变化可以采用以下过程分析 1 建立模型 需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析 需从物质的生成和消耗两个方面综合分析 如CO2供应正常 光照停止时C3的含量变化 2 含量变化分析过程与结果 1 真题重组判断正误 1 光照强度由强变弱时 短时间内C5含量会升高 2015 安徽卷 2 在叶绿体中发生的生理过程 不需要蛋白质参与的是Mg2 吸收 2015 四川卷 1A 3 夏季晴天光照最强时 小麦光合速率最高 2015 海南卷 7B 4 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 2013 新课标卷 2D 人教版教材P97 104以不太大的篇幅介绍了 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理 应用及叶绿体中色素提取和分离 相关内容在高考中其广泛度 深度 重要程度已远远超越教材本身 无光合作用不成卷 已成铁的事实 因此对相关内容的备考应着力做宽 做大 做实 2 人教必修1P106拓展题改编 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24h内呼吸速率不变 结果记录如下 相关叙述正确的是 A 图一实验结果显示栽培农作物时 加大种植密度有利于产量提升B 经检测 葡萄植株一昼夜的CO2净吸收量为250mg 图二中阴影部分所表示的CO2吸收量应小于250mgC 图二曲线中能进行光合作用的区段是A BD 图二曲线DC段与EB段上升的原因不相同 前者是因为CO2供应不足 后者是因为光照逐渐减弱解析图一显示栽培密度应合理 密度过大不利于单株光合速率提升 若一昼夜CO2净吸收量为250mg 则图二阴影部分的CO2吸收量应大于250mg 曲线中6时 18时期间均进行光合作用 答案D 光合作用过程分析 1 2015 安徽卷 2 下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 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C5D 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 故短时间内C5含量会降低 D错误 答案C 2 下面为绿色植物光合作用过程示意图 图中a g为物质 为反应过程 物质转换用实线表示 能量传递用虚线表示 有关判断错误的是 A 图中 表示水分的吸收 表示水的光解B c为ATP f为 H C 将b物质用18O标记 最终在 CH2O 中能检测到放射性D 图中a物质主要吸收红光和蓝紫光 绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能解析题图所示 a为叶绿体色素 主要吸收红光和蓝紫光 b为O2 c为ATP d为ADP e为NADPH H f为NADP 故B错误 答案B 环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响 典例 2011 新课标 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 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 低 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 高 低 其原因是 慧眼识图获取信息 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 分析C3 C5含量变化的三点注意 1 以上分析只表示条件改变后短时间内叶绿体内各物质相对含量的变化 而非长时间 2 以上各物质变化中 C3和C5含量的变化是相反的 H 和ATP的含量变化是一致的 3 物质相对含量变化与物质合成速率变化的区别物质相对含量变化与物质合成速率变化是两个不同的概念 如光照强度增加后 C3相对含量减少 但是C3的合成速率加快 CO2供应增加 C5相对含量减少 但是C5的合成速率加快 对点小练 正常生长的绿藻 照光培养一段时间后 用黑布迅速将培养瓶罩上 此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 A O2的产生停止B CO2的固定加快C ATP ADP比值下降D NADPH NADP 比值下降解析正常生长的绿藻 照光培养一段时间 说明绿藻可以正常进行光合作用 用黑布遮光后 改变了绿藻光合作用的条件 此时光合作用的光反应停止 光反应的产物O2 ATP和 H 即NADPH 停止产生 所以A C D项所叙述现象会发生 光照停止 暗反应中C3还原受影响 C5减少 CO2的固定减慢 B项所叙述现象不会发生 答案B 考点三实验 叶绿体中色素的提取和分离 5年4考 1 实验原理 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 提取液 叶绿素 均匀 整齐 胡萝卜素 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 叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析 1 2015 江苏卷 21改编 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 下图为滤纸层析的结果 为色素条带 下列叙述不正确的是 A 强光照导致了该植物叶绿素含量降低B 类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C 色素 吸收光谱的吸收峰波长不同D 画滤液线时 滤液在点样线上只能画一次解析由题图示可知 强光下 表示的叶绿素色素带变窄 说明叶绿素含量降低 A正确 强光照条件下 类胡萝卜素含量增加 说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照 B正确 是叶绿素a 是叶绿素b 都是主要吸收蓝紫光和红光 但吸收光谱的吸收峰波长不同 C正确 画滤液线时 滤液在点样线上画2 3次 D错误 答案D 2 在做 提取和分离叶绿体中的光合色素 实验时 甲 乙 丙 丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示 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 A B C D 解析解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用 然后再分析每位同学所加的试剂 其中乙同学操作完全正确 其他同学与该同学进行对比 分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果 无水乙醇为提取剂 色素提取过程不需要水 若加入水会使色素提取液颜色变浅 SiO2的作用是使研磨更充分 CaCO3能保护叶绿素分子 甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇 所以提取液中不会出现色素 色素分离的结果是 乙同学操作正确 色素分离后得到的色素带有四条 与 情况相符 丙同学由于未加CaCO3 所以叶绿素含量减少 所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄 对应 丁同学由于未加SiO2 导致叶片研磨不充分 最终导致各种色素的含量均减少 对应 答案B 绿叶中色素提取分离实验异常现象分析 1 收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂 二氧化硅 研磨不充分 使用放置数天的叶片 滤液色素 叶绿素 太少 一次加入大量的无水乙醇 正确做法 分次加入少量无水乙醇提取色素 未加碳酸钙或加入过少 叶绿素分子被破坏 2 滤纸条色素带重叠 滤纸条上的滤液细线画得太粗 3 滤纸条看不见色素带 忘记画滤液细线 滤液细线接触到层析液 且时间较长 色素全部溶解到层析液中 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 但总不会起负作用 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误认为温室生产中昼夜温差越大 作物产量越高 点拨白天适当提高温度或增加CO2浓度 可有利于提高光合产量 夜晚不进行光合作用 适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗 故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量 从而提高作物产量 然而 昼夜温差并非越大越好 因为夜晚温度过低时 呼吸酶活性过小 当呼吸作用被过度抑制时 必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程 从而制约次日的光合作用 这对作物生长显然不利 易错点3误认为14C转移途径为14CO2 14C3 14C5 14 CH2O 点拨光合作用暗反应中C5的作用在于固定CO2形成C3 14CO2中的14C转移途径为14CO2 14C3 14CH2O 中间没有C5参与 C5的作用为C5 CO2 2C3 CH2O C5 C5被用于再次固定CO2 不能理解为C5生成 CH2O 易错点4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