高考生物大一轮总复习 3.9 能量之源与光合作用课件 新人教版必修1.ppt

第九讲能量之源 光与光合作用 回扣基础 一 捕获光能的色素和结构1 叶绿体 1 结构示意图 3 功能 进行的场所 4 恩格尔曼的实验 好氧细菌只分布于被光束照射的部位 光合作用 叶绿体 2 色素的种类和功能 叶绿素a 叶绿素b 黄 橙黄 蓝紫光和红光 蓝紫光 3 影响叶绿素合成的因素 1 光照 光是叶绿素合成的必要条件 植物在黑暗中叶呈黄色 2 温度 低温抑制叶绿素的合成 破坏已有的叶绿素分子 从而使叶片变黄 3 镁等无机盐 镁是构成叶绿素的成分 缺镁叶片变黄 解惑 能进行光合作用的生物不一定含有叶绿体 如光合细菌 蓝藻等不含叶绿体 但能进行光合作用 2 过程 1 区别 2 联系 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供 3 影响因素空气中 土壤中 光照的以及光的成分 等 4 化能合成作用某些细菌能够利用体外环境中某些时所释放的能量来制造有机物 h 和atp adp pi co2的浓度 水分的多少 长短与强弱 温度的高低 无机物氧化分解 5 不同颜色温室大棚的光合效率 1 无色透明大棚日光中各色光均能透过 有色大棚主要透过同色光 其他光被其吸收 所以用无色透明的大棚光合效率最高 2 叶绿素对绿光吸收最少 因此绿色塑料大棚光合效率最低 解惑 绿色植物等进行光合作用的生物和硝化细菌等进行化能合成作用的生物代谢类型都是自养型 在生态系统的成分中都是生产者 优化落实 一 捕获光能的色素和结构1 2013 新课标卷 关于叶绿素的叙述 错误的是 a 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素b 被叶绿素吸收的光可用于光合作用c 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同d 植物呈现绿色使由于叶绿素能有效地吸收绿光 d 叶绿素中心元素是镁离子 a正确 色素的作用是吸收 传递 转化光能 进行光合作用 b正确 叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高 c正确 植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区 绿光吸收最少 反射多 所以叶片呈现绿色 d错误 二 光合作用的探究历程2 连一连 三 光合作用的过程及影响因素3 判一判 1 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 提示分布在类囊体的薄膜上 2 光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中 提示类囊体的薄膜上和叶绿体基质中都有 3 叶绿体是光合作用的主要场所 提示是全部场所 4 暗反应必须在无光条件下进行 5 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在基质中 6 在叶肉细胞中 co2的固定和产生场所分别是叶绿体基质 线粒体基质 7 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能和atp 8 叶肉细胞在光照下进行光合作用 不进行呼吸作用 关键点击 1 1771年普里斯特利实验缺点 缺乏对照组 记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件 后来英格豪斯为其纠正 光合作用发现过程中的经典实验分析 误区警示 恩格尔曼实验方法的巧妙之处 1 实验材料选得妙 用水绵作为实验材料 水绵不仅具有细而长的带状叶绿体 而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中 便于观察和分析研究 2 排除干扰的方法妙 实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量 恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中 排除了环境中光线和氧的影响 从而确保实验能够正常进行 解题技巧 在光合作用的发现中 大多数科学家们利用了对照实验 使结果和结论更科学 准确 1 萨克斯 自身对照 自变量为光照 一半曝光与另一半遮光 因变量为颜色变化 2 恩格尔曼 自身对照 自变量为光照 照光处与不照光处 黑暗与完全曝光 因变量为好氧菌的分布 演练提升 1 德国科学家萨克斯先将绿色叶片放在暗处数小时进行 饥饿 处理 消耗掉叶片中的淀粉 再把叶片的一部分遮光 其余部分曝光 一段时间后 将该叶片经脱色 漂洗后再用碘液处理 结果发现遮光部分不变蓝 曝光部分变蓝 下列有关本实验的分析及结论合理的是 本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因 实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉 a 全部b 只有 c 只有 d 只有 d 该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照 错误 该实验只能证明有淀粉的生成 但不能证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉 错误 2 1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱 他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上 并在水绵悬液中放入好氧细菌 观察细菌的聚集情况 如图 他得出光合作用在红光区和蓝光区最强 这个实验的思路是 a 细菌对不同的光反应不一样 细菌聚集多的地方 细菌光合作用强b 好氧细菌聚集多的地方 o2浓度高 水绵光合作用强c 好氧细菌聚集多的地方 产生的有机物多 水绵光合作用强d 好氧细菌大量消耗o2 使水绵光合作用速度快 则该种光有利于光合作用b 根据好氧型细菌的代谢特点可知 该实验的设计思路是好氧型细菌聚集多的地方 o2浓度高 o2浓度高的原因是该种光照射下的水绵光合作用强 释放的o2多 关键点击 1 光合作用过程图解 光合作用过程 2 光反应与暗反应比较 3 光合作用总反应式 误区警示 与光合作用过程有关的3个易错点 1 若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用甲 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 2 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 3 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 解题技巧 当外界条件改变时 光合作用中c3 c5 h atp的含量变化可以采用下图分析 1 图示 2 分析 演练提升 3 如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图 下列说法有误的是 a a中合成atp的部位在叶绿体类囊体薄膜上b b中的atp为还原三碳化合物供能c a c中合成atp所需的能量来源相同d d中能量的去向是用于耗能的生命活动c 图中a是光反应 b是暗反应 c是细胞呼吸 d是atp的利用 a中合成atp所需能量来源于光能 c中合成atp所需能量来源于葡萄糖 4 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 的环境中 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 回答问题 1 图中物质a是 c3化合物 c5化合物 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化合物浓度达到稳定时 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 解析 1 co2浓度降低时 c3化合物产生减少而消耗继续 故c3化合物的浓度降低 所以物质a代表的是c3化合物 2 在正常情况下 1molco2与1molc5化合物结合形成2molc3化合物 即c3化合物的浓度是c5化合物浓度的2倍 co2浓度迅速下降到0 003 后 c5化合物的产生量不变而消耗量减少 故c5化合物的浓度升高 3 co2浓度继续处于0 003 时 因光反应产物 h 和atp的积累而抑制光反应过程 足量的 h 和atp引起暗反应中c5化合物的浓度又逐渐降低 而c3化合物的浓度逐渐升高 在达到相对稳定时 c3化合物的浓度仍是c5化合物浓度的2倍 4 co2浓度较低时 暗反应减弱 需要的 h 和atp量减少 故co2浓度为0 003 时 在较低的光照强度时就能达到最大光合速率 答案 1 c3化合物 2 暗反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5化合物的含量稳定 根据暗反应的特点 此时c3化合物的分子数是c5化合物的2倍当co2浓度突然降低时 c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5化合物积累 3 高 4 低co2浓度低时 暗反应的强度低 所需的atp和 h 少 关键点击 1 光照强度 影响光合作用的环境因素 2 co2浓度 3 温度 4 矿质元素 5 多因子因素 误区警示 1 温度改变对光合作用的影响 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 2 co2浓度对光合作用的影响 co2浓度很低时 光合作用不能进行 当co2浓度大于某值时 光合作用才能进行 对于植物来说 也存在co2的补偿点和饱和点 co2浓度过大时 会抑制植物的呼吸作用 进而影响到光合作用 3 不同的植物的光补偿点和光饱和点不同 不同的植物的光补偿点不同 主要与该植物的呼吸作用强度有关 与温度也有关系 一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高 不同的植物的光饱和点不同 阳生植物的光饱和点高于阴生植物 解题技巧 1 光合作用限制因素分析 1 达到饱和点以前的限制因素 为横坐标表示的因素 2 达到饱和点以后的限制因素 为横坐标表示的因素以外的因素 2 表观 净 光合速率的测定方法 如图 1 nahco3 溶液作用 玻璃瓶中的nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定 满足了绿色植物光合作用的需求 2 植物光合速率指标 植物光合作用释放氧气 使容器内气体压强增大 毛细管内的水滴右移 单位时间内水滴右移的体积即是光合速率 3 条件 整个装置必须在光下 演练提升 5 2013 重庆卷 下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图 下列有关叙述 正确的是 a t1 t2 叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加 基质中水光解加快 o2释放增多b t2 t3 暗反应 碳反应 限制光合作用 若在t2时刻增加光照 光合速率将再提高c t3 t4 光照强度不变 光合速率的提高是由于光反应速率不变 暗反应增强的结果d t4后短暂时间内 叶绿体中adp和pi含量升高 c3化合物还原后的直接产物含量降低 d 水的光解 o2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上 而不是叶绿体基质 a项错误 t2 t3 限制光合速率的因素为co2浓度此时光照充足且恒定 若增加光照 光合速率不会提高 b项错误 t3 t4 暗反应增强 一定程度上加快atp和adp的转化 同时促进了光反应 c项错误 突然停止光照 光反应减弱甚至停止 类囊体薄膜上atp合成受阻 atp含量减少 adp和pi含量升高 被还原的c3化合物减少 直接产物含量降低 d项正确 6 甲图和乙图表示某植物在适宜的co2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系 下列相关描述中错误的是 a 甲图中 在a 点限制光合作用速率的主要因素是光照强度 在b 点限制光合作用速率的主要因素是温度或co2浓度b 从乙图可以看出 当超过一定温度后 光合作用速率会随着温度的升高而降低c 温度主要是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的含量会增加 d 甲图表示光照强度和温度对光合作用速率的影响 乙图表示温度对光合作用速率的影响 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其他因素 如温度或co2浓度 当光照强度突然增强时 光反应速率加快 产生更多的 h 和atp 短时间内c3的还原速率加快而co2的固定速率不变 故c3的含量会减少 实验九绿叶中色素的提取和分离 关键点击 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 可用无水乙醇等有机溶剂提取色素 2 分离 各种色素在层析液中溶解度不同 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 误区警示 解题技巧 叶绿体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 未加二氧化硅 研磨不充分 使用放置数天的菠菜叶 滤液色素 叶绿素 太少 一次加入大量的无水乙醇 提取浓度太低 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 色素分子被破坏 2 滤纸条色素看重叠 滤纸条上的滤液细线接触到层析液 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 演练提升 1 2013 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 过滤主要是将滤渣和滤液分开 要用吸水性差的纱布而不能用吸水性强的滤纸过滤研磨液 a错误 干燥处理定性滤纸是为了让层析液能够更快的上升 使色素更好地分离 b正确 画滤液细线 要等一次画完干燥后才能重复 防止滤液细线过粗 c错误 叶绿体中色素为脂溶性的 要用无水乙醇溶解 d错误 2 2013 海南卷 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 c 菠菜绿叶富含叶绿素 可用作提取叶绿素的材料 a项正确 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项正确 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项错误 研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分 d项正确 高考回顾 2013新课标卷 新课标卷 重庆卷 江苏卷 海南卷 全国大纲卷 北京卷 2012天津卷 广东卷 山东卷 浙江卷 海南卷 四川卷 海南卷2011新课标卷 浙江卷 江苏卷 安徽卷 广东卷 福建卷2010江苏卷 典题例析 考向一光合作用过程下列有关叶绿体及光合作用的叙述 正确的是 a 破坏叶绿体外膜后 o2不能产生b 植物生长过程中 叶绿体内各种色素的比例保持不变 c 与夏季相比 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短d 离体的叶绿体基质中添加atp nadph和co2后 可完成暗反应 思路点拨 光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上进行 主要影响因素为光照 暗反应在叶绿体基质中进行 主要影响因素为温度 解析 光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜 破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行 仍然会有o2产生 a项错误 植物叶片在衰老过程中 部分色素 如叶绿素 遭到破坏 各种色素的比例发生改变 叶绿素含量相对减少 叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多 b项错误 与夏季相比 冬季温度较低 低温直接影响光合作用所需酶的活性 温度是影响光合速率的主要原因 c项错误 碳反应的场所是叶绿体基质 碳反应所需条件为atp h co2 所以在离体的叶绿体基质中添加atp nadph和co2后 可完成碳反应 d项正确 答案 d 易错辨析 叶绿体有双层膜包裹 外膜主要是与外界环境隔开 内膜上有与光合作用有关的酶 光反应在类囊体薄膜上进行 类囊体薄膜不是内膜 冬季影响光合作用的主要因素为温度 下图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图 代表物质 代表过程 据图回答下列问题 1 将该植物由光照下突然置于黑暗中 甲图中c3的含量将 c5的含量将 2 乙图与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比 特有的步骤是 填数字 这些过程发生在 中 3 若用18o标记甲图中的h2o 则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的是 甲 乙两图中不同数字代表同一物质的标号是 4 根据上图写出根吸收无机盐离子所需要能量来源过程 光能 吸收无机盐离子的能量 思路点拨 光合作用过程中 光照减弱会使光反应减弱 暗反应在短时间内不会发生变化 导致c3 c5的含量发生变化 无氧呼吸的生成物为酒精和二氧化碳或乳酸 水中的氧在光合作用中被以氧气的形式释放出来 后在呼吸作用的第三阶段与氧气结合生成水 生物体生命活动中能量的来源来自于光合作用固定的太阳能 合成有机物 在被呼吸作用释放 进而被生命活动利用 解析 1 由光照突然置于黑暗条件 h 和atp会供应不足 导致c3增多 c5减少 2 马铃薯块茎在无氧时进行产乳酸的无氧呼吸 不具备有氧呼吸的第二 三阶段 这两个阶段分别发生在线粒体的基质和内膜上 3 叶绿体产生的氧气在线粒体中被利用 会出现在细胞呼吸的产物水中 和 代表o2 和 代表co2 属于同一物质 4 通过光合作用和细胞呼吸 由光能转变为生命活动可利用的能量 主要途径是由光能转变为atp中的化学能 再转变为葡萄糖中稳定的化学能 然后通过细胞呼吸转变为atp中活跃的化学能 被生命活动利用 答案 1 增多减少 2 线粒体 3 水 与 与 4 atp中活跃的化学能葡萄糖等有机物中稳定的化学能atp中活跃的化学能 易错辨析 光照增强和二氧化碳浓度升高 不论使c3 c5如何变化 都会使生成有机物增多 光照减弱和二氧化碳浓度降低 不论使c3 c5如何变化 都会使生成有机物减少 生物体生命活动能够利用的能量只能是细胞呼吸转变为atp中的活跃化学能 考向二影响光合作用的因素 2013 济南检测 下图中的甲 乙两图为一昼夜中某作物植株对co2的吸收和释放状况的示意图 甲图是在春季的某一晴天 乙图是在盛夏的某一晴天 请据图回答问题 1 甲图曲线中c点和e点 外界环境中co2浓度变为零 时 植株处于何种生理活动状态 2 根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是 点 植株积累有机物最多的是 点 3 乙图中fg段co2吸收量逐渐减少是因为 以致光反应产生的 和 逐渐减少 从而影响了暗反应强度 4 乙图曲线中间e处光合作用强度暂时降低 可能是因为 思路点拨 c与e点植物不吸收也不释放co2 d点时单位时间内二氧化碳的量最大 e点时吸收二氧化碳最多 解析 甲图中c与e点植物不吸收也不释放co2 表明植物的光合强度等于呼吸强度 光合作用强度最高点应是co2吸收速率最高点 d 有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于细胞呼吸时的点 e 答案 1 呼吸释放co2的量等于光合作用吸收co2的量 2 de 3 光照强度逐渐减弱atp h 4 温度高 蒸腾作用过强 气孔关闭 影响了co2的供应 易错辨析 乙图中de短下降的原因为温度过高 导致气孔关闭 光合作用速率最高的点为二氧化碳吸收速率最大的点 积累有机物最多的点为吸收二氧化碳最多的点 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿