高考生物一轮复习 第三单元 第9讲 光合作用课件 苏教版1.ppt

第9讲光合作用 第三单元光合作用和细胞呼吸 2015高考导航 1 无色透明塑料大棚比绿色塑料大棚光合作用效率高 2 能进行光合作用的生物一定含有叶绿体 3 真核生物有氧呼吸的场所是线粒体 光合作用的场所是叶绿体 4 炎热夏季中午 植物气孔关闭 此时叶肉细胞c3含量上升 5 植物体自身的遗传特性可以影响光合速率 一 解开光合作用之谜 连一连 想一想 1 普利斯特莱的实验需要什么外部条件 范 海尔蒙特的结论有什么不妥之处 2 和 中科学家用什么样的技术手段得出实验结论 该技术手段有何用途 光照 没有考虑空气的作用 同位素标记法 追踪某元素或某物质的转移去向 二 光合色素与光能的捕获 解惑 1 叶绿体和液泡中都有色素 但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获 2 叶绿体中的色素只存在于光反应部位 叶绿体类囊体的薄膜上 与光合作用有关的酶存在于两个部位 叶绿体类囊体的薄膜上和基质中 三 光合作用的过程 叶绿体类囊体膜 h o2 atp 叶绿体的基质 五碳化合物 ch2o adp pi 稳定化学能 产物生成 co2浓度 长短与强弱 温度 延长光照时间 增强光合作用效率 b 1 下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述 不正确的是 a 叶绿体中的色素与atp的合成有关b 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度最大的是叶绿素ac 叶绿体中的色素与o2和 h 的形成有关d 叶绿体中的色素能吸收和传递光能解析 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度最大的是胡萝卜素 光反应过程与色素有关 c 2 光合作用的产物中 氧气 葡萄糖中的碳 葡萄糖中的氢 葡萄糖中的氧依次来自于 二氧化碳 气孔直接吸收 水的光解 叶绿素的分解a b c d 解析 光合作用所用的原料是co2和水 co2中的碳和氧进入产物葡萄糖中 h2o中的氢进入产物葡萄糖中 h2o中的氧进入产物氧气中 b 3 如图表示植物光合作用的一个阶段 下列各项叙述 正确的是 a 该反应的场所是叶绿体的类囊体b c3生成 ch2o 需要 h atp和多种酶c 提高温度一定能促进 ch2o 的生成d 无光条件有利于暗反应进行 解析 图示的光合作用阶段为光合作用的暗反应 该反应发生的场所是叶绿体基质 该过程在有光 无光的条件下均可进行 其物质变化为co2的固定和c3的还原 其中c3还原需要光反应提供 h 和atp 此外还需多种酶的参与 温度通过影响该过程中酶的活性影响 ch2o 的生成 因此 在最适温度以上 提高温度不能促进 ch2o 的生成 b 4 在植物光合作用的发现历程中 萨克斯的成就是 a 植物能够吸收co2 同时放出o2b 叶片在光下能够产生淀粉c 光合作用释放的氧气来自于水d 追踪到光合作用中碳元素的行踪解析 萨克斯的实验是用绿叶的曝光部分和遮光部分对比 证明了在有光照的条件下 植物的光合作用产物中有淀粉 解开光合作用之谜 尝试解答 c 解析 据题意 能证明光合作用时能量转化的假说 萨克斯证明绿叶在光下可以产生淀粉 说明了光能转化为稳定的化学能 其他实验均无 故c项正确 跟踪训练 b 1 光合作用过程图解 分析光合作用的过程 2 光反应与暗反应的比较 必须在光下 有光 无光都可以 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 光能 电能 活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供 h atp 暗反应为光反应提供adp和pi 如图 高考警示 1 co2的固定不需要atp但需要酶 2 碳元素的转移途径 co2 c3 ch2o 1 图中的a b分别代表的物质是 c物质产生的场所是 c5 或五碳化合物 c3 或三碳化合物 类囊体的薄膜上 2 植物夜晚能吸收co2 却不能合成 ch2o 其原因是 白天这类植物进行光合作用所需的co2还可以由 产生 与此相关的细胞器是 3 该植物和一般植物光合作用固定co2不同的特点是 根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点 推测此类植物最可能的生活环境是 光反应不能正常进行 无法为暗反应提供所需的atp和 h 有氧呼吸 呼吸作用 线粒体 co2首先被固定为c4 干旱 或沙漠 地区 解析 1 图示为光合作用的暗反应 暗反应发生的场所是叶绿体基质 该过程的物质变化为co2的固定和c3的还原 其中c3还原需要光反应提供 h 和atp 此外还需要多种酶的参与 光反应发生的场所是类囊体的薄膜 所以a是c5 或五碳化合物 b是c3 或三碳化合物 c是 h 2 光反应必须在有光条件下才能进行 暗反应在有光 无光的条件下均能进行 晚上不能进行光反应 不能产生atp和 h 所以不能合成 ch2o 白天该植物叶片气孔关闭 进行光合作用所需的co2主要来自线粒体 3 该植物白天叶片气孔关闭 夜间开放 与外界环境形成高度的适应 可推测此植物最可能生活在干旱的地区 知识延展光照和co2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响 1 含量变化的比较 增加 减少 减少 增加 减少 增加 增加 减少 减少或没有 增加 增加 减少 减少 增加 减少 增加 2 模型图分析 b a 图中物质a可表示c3化合物b 图中物质a可表示c5化合物c 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 一段时间后 物质a的浓度将比物质b高d 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 时的低 尝试解答 解析 co2浓度降低时 c3化合物的产生减少而消耗继续 故c3化合物的含量降低 与物质a的变化趋势一致 而c5化合物的产生不变却消耗减少 故c5化合物的含量增加 与物质b的变化趋势一致 在达到相对稳定时 c3化合物的含量是c5化合物含量的2倍 co2浓度较低时 暗反应强度低 需要的 h 和atp的量少 故在较低的光照强度时就能达到此co2浓度时的最大光合速率 1 光照强度 1 原理 影响光反应阶段atp h 的产生 2 曲线 影响光合作用的环境因素及应用 4 应用 延长光合作用时间 大棚蔬菜生产时 可在夜间进行人工光照以延长光合作用时间 大田作物可采用轮作 延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间 2 co2浓度 1 原理 影响暗反应阶段c3的生成 2 曲线 3 分析 p点的限制因素 4 应用 种植大棚蔬菜时 多施有机肥 人工增施co2 大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田 或南北向种植以保证空气顺畅流通 3 温度 1 原理 通过影响酶的活性来影响光合速率 2 曲线 4 矿质元素 1 原理 n mg是构成叶绿素的成分 p是辅酶nadph的成分 k 有助于光合产物的运输 2 曲线 3 p q的形成原因 施肥过多 植物吸水困难甚至失水 进而影响光合作用 4 应用 合理 适量施肥 d a 甲图中 在a点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度b 从乙图可以看出 当超过一定温度后 光合作用的速率会随着温度的升高而降低c 温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用速率的d 若光照强度突然由a变为b 短时间内叶肉细胞中c3的量会增加 尝试解答 解析 本题考查光合作用的影响因素 甲图表示光照强度和温度对光合作用的影响 乙图表示温度对光合作用的影响 分析甲图中某点上的限制因素时 要看曲线是否达到饱和点 如果没有达到饱和点 如a点 则限制因素为横坐标表示的因素即光照强度 当达到饱和点以后 如b点 则限制因素为横坐标表示的因素以外的因素如温度和co2浓度 当光照强度突然增强时 光反应速度加快 产生更多的 h 和atp 所以c3的还原速度加快 c3含量会减少 所以d项错 方法探究多因子变量对光合作用速率影响的分析方法 1 当在p点时 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随其因子的不断加强 光合速率不断提高 2 当在q点时 横坐标所表示的因素 不再是影响光合速率的因子 要想提高光合速率 可采取适当提高图示中的其他因子的方法 突破 2014 河南信阳质检 下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况 除各图中所示因素外 其他因素均控制在最适范围 下列分析错误的是 d a 甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量b 乙图中d点与c点相比 相同时间内叶肉细胞中c3的生成量多c 图中m n点的限制因素是光照强度 p点的限制因素是温度d 丙图中 随着温度的升高 曲线走势将稳定不变 思维导图 尝试解答 解析 甲图表示光照强度对光合速率的影响 当光合速率达到最大值时 限制其不再增加的外部因素有co2浓度 温度等 内部因素有酶的数量 色素的种类和数量等 乙图中d点与c点相比 d点光照较强 生成的 h atp较多 所以暗反应中c3的还原过程加强 消耗的c3较多 从而使co2的固定加强 相同时间内d点比c点生成的c3总量多 丙图中 温度对光合速率的影响是通过影响酶的活性来实现的 其曲线走势应为抛物线型 而不是稳定不变 提取和分离叶绿体中的色素 1 实验原理 1 提取 叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水 可用丙酮 或无水乙醇 等有机溶剂提取 2 分离 各种色素在层析液中的溶解度不同 溶解度高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 2 实验程序 1 色素带的条数与色素种类有关 四条色素带说明有四种色素 2 色素带的宽窄与色素含量有关 色素带越宽说明此种色素含量越多 3 色素带扩散速度与溶解度有关 扩散速度越快说明溶解度越大 4 相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素 最近的是叶绿素a和叶绿素b 5 色素带最宽的是叶绿素a 最窄的是胡萝卜素 叶绿素b比叶黄素稍宽 3 实验中的注意事项及操作目的归纳 选新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高 研磨时加丙酮 无水乙醇 溶解色素 加少量sio2和caco3 研磨充分和保护色素 迅速 充分研磨 防止丙酮挥发 充分溶解色素 盛放滤液的试管管口加棉塞 防止丙酮挥发和色素氧化 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散 滤液细线要直 细 匀 使分离出的色素带平整不重叠 滤液细线干燥后再画一两次 使分离出的色素带清晰分明 滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中 实战演练1 2013 高考江苏卷 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 在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2 3次d 研磨叶片时 用体积分数为70 的乙醇溶解色素 b 解析 正确选材和操作是实验成功的关键 在提取叶绿体中的色素时 漏斗基部放单层尼龙布进行过滤 a项错误 纸层析法分离滤液中的色素时 需用干燥的定性滤纸 b项正确 划出一条滤液细线后需等滤液干后再重复划线1 2次 c项错误 研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素 d项错误 2 根据 绿叶中色素的提取和分离 实验 回答下列问题 1 甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行该实验 在滤纸上出现了四条清晰的色素带 其中呈黄绿色的色素带为 2 乙同学在改变层析液组成的情况下进行相同实验 滤纸条上只出现了黄 绿两条色素带 他用刀片裁出带有色素带的滤纸条 用乙醚分别溶解条带上的色素 浓缩后用一分析仪器检测 通过分析色素溶液的 来判断条带的色素种类 叶绿素b 吸收光谱 3 实验结束几天后 乙同学发现部分预留叶片已变黄 他认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的 丙同学则认为是某些色素含量增加造成的 根据所学知识 设计实验来判断哪位同学的观点是正确的 解析 1 呈黄绿色的色素带为叶绿素b 2 可通过分析色素溶液的吸收光谱来判断条带的色素种类 3 可通过色素提取和分离实验 比较这种叶片和新鲜叶片色素的组成及各种色素的含量后 得出结论 答案 3 从预留的叶片中挑选出足量的 分量相等 大小相近的已变黄的叶片和新鲜叶片为实验材料 在相同条件下 再次进行绿叶中色素的提取和分离实验 测定和记录实验结果 比较这种叶片与新鲜叶片色素的组成及各种色素的含量后 得出结论 典例示法 坐标曲线类 读轴 理解坐标图中纵横坐标含义 明点 重要点 起点 转折点和终点 析线 揭示各段由线的变化趋势及其含义 审 审题技巧 影响光合作用的因素的案例分析 信息1 推知 随去棉铃的百分率提高 叶片光合速率降低 用不去除棉铃的一组作为对照组 其co2固定速率相对值是28信息2 推知 随去棉铃的百分率提高 叶片中淀粉和蔗糖的含量增加 淀粉和蔗糖含量增加是由于去除棉铃后叶片光合产物输出量降低 利用量减少 进而在叶片中积累的结果信息3 推知 为验证光合产物能抑制光合作用 需设置一组及时运用光合产物的实验组进行对照 即去除棉铃 保证单一变量 且对部分叶片遮光处理 消耗和利用未遮光叶片的光合产物 审析关键 典例 2013 高考北京卷 为研究棉花去棉铃 果实 后对叶片光合作用的影响 研究者选取至少具有10个棉铃的植株 去除不同比例棉铃 3天后测定叶片的co2固定速率以及蔗糖和淀粉含量 结果如图 1 光合作用暗 碳 反应利用光反应产生的atp和 在 中将co2转化为三碳糖 进而形成淀粉和蔗糖 2 由图1可知 随着去除棉铃百分率的提高 叶片光合速率 本实验中对照组 空白对照组 植株的co2固定速率相对值是 3 由图2可知 去除棉铃后 植株叶片中 增加 已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用 因此去除棉铃后 叶片光合产物利用量减少 降低 进而在叶片中积累 答 解答分析 1 h nadph叶绿体基质 2 逐渐下降28 3 淀粉和蔗糖含量输出量 4 抑制 5 未遮光的光合产物含量下降 光合速率上升 正确答案 光反应 暗反应 类囊体薄膜 叶绿体基质 h atp adp pi 总光合作用 净光合作用 光合速率 呼吸速率 积累量 生成量 固定量 吸收量 释放量 答题术语 易错点1若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用 点拨 如甲一直光照10分钟 乙光照5秒 黑暗5秒 持续20分钟 则光合作用制造的有机物甲 乙 暗反应时间长 易错点2元素的移动弄不清楚 点拨 co2中c进入c3但不进入c5 最后进入 ch2o c5中c不进入 ch2o 可用放射性同位素标记法证明 易错点3不能准确理解atp的去向 点拨 光合作用光反应产生的atp只用于暗反应阶段 不能用于其他生命活动 其他生命活动所需atp只能来自细胞呼吸 误区辨析 易错点4白天植物并不只进行光合作用 点拨 1 植物在白天时同时进行光合作用和细胞呼吸 co2的吸收量是指植物从外界环境中吸收的co2量 代表植物的净光合速率 植物实际光合速率应该包含植物呼吸产生的co2量和从外界环境中吸收的co2量 2 在黑暗中测得单位时间co2释放量即为呼吸速率 没有说明的情况下 白天也是一样的呼吸速率 易错点5易忽略温度改变对光合作用的影响 点拨 温度改变时 不管是光反应还是暗反应均会受影响 但主要影响暗反应 因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多 1 阳光穿过森林中的空隙形成 光斑 如图表示一株生长旺盛的植物在 光斑 照射前后光合作用吸收co2和释放o2量的变化 据此正确的分析是 c a 光斑照射前 光合作用无法进行b 光斑照射后 光反应和暗反应迅速同步增加c 光斑照射后 暗反应对光反应有限制作用d 光斑移开后 光反应和暗反应迅速同步减弱解析 光斑照射前 有氧气释放 说明植物细胞在进行光合作用 a项错误 光斑照射后 光反应迅速增加 而暗反应没有相应增加 二者不同步 b项错误 一开始光反应远远高于暗反应 经过调整后光反应和暗反应开始同步 但光反应速率相比开始表现为下降 因此可以看出 暗反应限制了光反应的进行 c项正确 移开光斑后 光反应迅速减弱 而暗反应过一段时间后才减弱 并没有同步 d项错误 2 2014 河南平顶山模拟 某学校研究小组利用叶面积相等的a b两种植物的叶片分别进行了以下两组实验 假设两组实验在相同且适宜的温度下进行 且忽略光照对呼吸作用的影响 实验一将a b两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中 给予充足的光照 利用红外测量仪每隔5min测定小室中的co2浓度 结果如图1所示 实验二给予不同强度的光照 测定a b两种植物叶片的co2吸收量和co2释放量 结果如图2所示 请据图分析回答 1 在低浓度co2时 固定co2能力较强的植物是 0 25min期间 影响b植物光合作用强度的主要因素是 b co2浓度 2 当实验一从开始经过10min 通过光合作用制造的有机物总量 a植物 填 大于 等于 或 小于 b植物 原因是 3