高考生物总复习 154能量之源 光与光合作用配套课件 新人教版必修1.ppt

第4节能量之源 光与光合作用 判断下列说法是否正确 1 2011 课标全国卷 3 d 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时后 光反应强度降低 暗反应强度不变 2 2011 浙江理综卷 1 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 3 某一光照强度下 检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换 则可判断出此叶片没有进行光合作用 4 进行光合作用的细胞一定含有叶绿体 5 光合作用的色素只分布在类囊体薄膜上 一 色素的种类及作用绿叶中的色素有叶绿素和类胡萝卜素两类 前者包括和两种 含量约占3 4 主要吸收 后者包括两种 含量约占1 4 主要吸收蓝紫光 叶绿素a 叶绿素b 红光和蓝紫光 胡萝卜素和叶黄素 二 叶绿体的结构和功能1 结构 1 一般呈扁平的椭球形或球形 具有 内部有基粒和 基粒是由堆叠而成 2 吸收光能的色素分布于 与光合作用有关的酶分布在 2 功能 是进行的场所 双层膜 基质 类囊体 类囊体薄膜 叶绿体基质和类囊体薄膜上 光合作用 三 光合作用的探索历程 连线 b a c d e 四 光合作用的过程1 光合作用反应式 2 光合作用的过程 1 光反应条件 场所 叶绿体囊状结构薄膜上 光 色素 酶 2 暗反应条件 场所 叶绿体的基质中 3 光合作用强度 1 概念 指植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的数量 2 影响因素 土壤中的水 和光 光的光照强度 光照时间的长短和光质 h atp 酶 多种 co2浓度 矿质元素 1 色素只存在光反应部位 叶绿体类囊体薄膜上 与光合作用有关的酶存在于两个部位 叶绿体类囊体薄膜上和基质中 2 光反应中产生的 h 用于暗反应还原c3 与细胞呼吸中产生的 h 并不是同一种物质 3 暗反应有光 无光均可进行 但需要光反应提供的 h 和atp 因此在暗处 暗反应不能长时间进行 五 化能合成作用1 概念 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 2 举例 如硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时释放的 将co2和h2o合成为糖类 硝化细菌属自养生物 无机物氧化分解 化学能 化能合成作用与光合作用有何区别 提示 化能合成作用与光合作用在合成有机物时利用的能量不同 绿色植物利用光能 硝化细菌利用无机物氧化时释放的化学能 3 光反应与暗反应比较 1 光反应为暗反应提供两种重要物质 h 和atp 暗反应为光反应也提供两种物质 adp和pi 注意产生位置和移动方向 2 不同条件下 叶绿体中c3 c5 h atp及 ch2o 合成量的动态变化 3 光合作用强度表示方法 1 单位时间内光合作用产生糖的数量 2 单位时间内光合作用吸收co2的量 3 单位时间内光合作用放出o2的量 1 如图为光合作用过程示意图 如果在适宜条件下栽培的小麦 突然将c降低至极低水平 其他条件不变 则a b在叶绿体中的含量变化将会是 a a上升 b下降b a b都上升c a b都下降d a下降 b上升解析 分析题图可知 a b代表 h 和atp c代表co2 在暗反应阶段 co2含量突然降低 则c3的含量降低 h 和atp的消耗速率减小 因此总体来说 其他条件不变的情况下 h 和atp含量会上升 即a和b的含量都会上升 因此选b 答案 b 2 2012 辽宁大连模拟 下图所示为叶绿体的结构与功能示意图 请据图判断下列说法中正确的是 a 叶片呈绿色是因为 上只含有叶绿素b 两部位酶的种类 功能不相同c 中含有将光能转变成储存在atp中化学能的酶d 由于双层膜的存在增大了叶绿体内酶的附着面积 解析 为类囊体膜 上面有各种光合色素 不是只含有叶绿素 为叶绿体基质 能进行暗反应 两部位发生的反应不同 酶的种类 功能不相同 中含有将光能转变成atp中化学能的酶 叶绿体类囊体增大了酶的附着面积 答案 b 影响光合作用的内因 1 色素的含量 影响光反应 2 酶的活性 影响暗反应 影响光合作用的外界因素及应用 1 光照强度 在一定光照强度范围内 增加光照强度可提高光合作用速率 曲线分析 a点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放co2量表明此时的呼吸强度 ab段表明光照强度加强 光合作用逐渐加强 co2的释放量逐渐减少 有一部分用于光合作用 此时呼吸强度大于光合作用强度 b点时 细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用 即光合作用强度 细胞呼吸强度 称b点对应的光照强度为光补偿点 植物白天的光照强度在光补偿点以上 植物才能正常生长 bc段表明随着光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到c点以上不再加强了 称c点对应的光照强度为光饱和点 应用 阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低 如图虚线所示 间作套种时农作物的种类搭配 林带树种的配置 冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关 2 co2浓度 曲线分析 图1和图2都表示在一定范围内 光合作用速率随co2浓度的增加而增大 但当co2浓度增加到一定范围后 光合作用速率不再增加 图1中a点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的co2浓度 即co2补偿点 图2中的a 点表示进行光合作用所需co2的最低浓度 图1和图2中的b和b 点都表示co2饱和点 应用 在农业生产上可以通过 正其行 通其风 增施农家肥等增大co2浓度 提高光能利用率 3 温度 曲线分析 温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率 应用 冬天 温室栽培可适当提高温度 温室栽培也可适当降低温度 白天调到光合作用最适温度 以提高光合作用 晚上适当降低温室温度 以降低细胞呼吸 保证植物有机物的积累 4 必需元素供应 曲线分析 在一定浓度范围内 增大必需元素的供应 可提高光合作用速率 但当超过一定浓度后 会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫 应用 根据作物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 5 水分 影响 水是光合作用的原料 缺水既可直接影响光合作用 又会导致叶片气孔关闭 限制co2进入叶片 从而间接影响光合作用 应用 根据作物的需水规律合理灌溉 3 某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中 以白炽灯作为光源 移动白炽灯调节其与大试管的距离 分别在10 20 和30 下进行实验 观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目 结果如图所示 下列相关叙述不正确的是 a 该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响b a点和b点的限制因素分别为温度和光照强度c b点条件下伊乐藻能进行光合作用d 若在缺镁的培养液中进行此实验 则b点向右移动 解析 由题干可知 白炽灯与大试管的距离代表光照强度 气泡的产生量 氧气的释放量 表示光合速率 a点增加光照强度 气泡的产生量不变 升高温度气泡的产生量增加 说明a点的限制因素是温度 b点在不同的温度条件下 气泡的产生量不变 增加光照强度气泡的产生量增加 说明b点的限制因素是光照强度 b点气泡的产生量为零 说明光合作用与呼吸作用相等 缺镁条件下培养的植物光合作用强度低 光合作用等于呼吸作用时b点左移 答案 d 4 植物的光合作用受co2浓度 温度与光照强度的影响 如图为在一定co2浓度和适宜温度条件下 测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率 下列有关说法不正确的是 a 在a点所示条件下 该植物叶肉细胞内能够产生atp的部位只有线粒体b 该植物叶片的呼吸速率是5mg 100cm2叶 小时 c 在一昼夜中 将该植物叶片置于c点光照下11小时 其余时间置于黑暗中 则每100cm2叶片一昼夜中co2的净吸收量为45mgd 已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 若将温度提高到30 的条件下 原光照强度和co2浓度不变 则图中b点将右移 c点下移 解析 从图中可以看出 在a点只进行细胞呼吸 不能进行光合作用 所以在a点所示条件下 该植物叶肉细胞内能够产生atp的部位是细胞质基质 线粒体 将该植物叶片置于c点光照下11小时 每100cm2叶片co2的净吸收量为10 11 110mg 其余时间置于黑暗中 co2的释放量为5 13 65 mg 故一昼夜中每100cm2叶片co2的净吸收量为110 65 45 mg 若将温度升高到30 则呼吸作用的强度会增大 光合作用强度会减小 故b点会右移 c点会下移 答案 a 区别与联系 h 和atp的来源 去路的比较 植物所有的生活过程都受温度的影响 在一定的温度范围内 提高温度可以提高酶的活性 加快反应速率 但是温度对光合作用和细胞呼吸的影响不同 如图所示 所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度 解析 m为叶绿体 n为线粒体 两者均含有dna m可通过光合作用产生atp n可通过呼吸作用产生atp 答案 c 6 2011 济南二模 将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份 在不同的温度下分别暗处理1h 再光照1h 光照强度相同 测其重量变化 得到如下的数据 以下说法错误的是 a 轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29 b 第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多c 第四组轮藻2h合成的有机物总量为2mgd 四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度解析 暗处理后重量变化代表1h呼吸消耗有机物量 光处理后和暗处理前的重量变化值加2h的呼吸消耗等于光处理1h合成的有机物总量 故轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29 第三组轮藻合成有机物总量最多 光合产氧量也最大 第四组轮藻2h合成有机物总量为3mg 四个组中的轮藻的光合作用强度都大于呼吸作用强度 答案 c 2011 浙江卷 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 解析 答案 d 1 2011 杭州检测 下图为高等绿色植物光合作用图解 以下说法正确的是 a 是光合色素 分布在叶绿体和细胞质基质中b 是氧气 可参与有氧呼吸的第三阶段c 是三碳化合物 能被氧化为 ch2o d 是atp 在叶绿体基质中生成 解析 根据光合作用图解可知 图中 是光合色素 分布在叶绿体类囊体薄膜 基粒 上 是氧气 可参与有氧呼吸的第三阶段 与有氧呼吸第一 二阶段产生的 h 结合生成水 释放大量的能量 是三碳化合物 在由光反应阶段提供的 h 和atp的作用下还原为 ch2o 是atp 在叶绿体类囊体薄膜 基粒 上生成 答案 b 光合速率与呼吸速率的关系真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 由关系式用o2 co2或葡萄糖的量表示如下 1 光合作用产氧量 氧气释放量 细胞呼吸耗氧量 2 光合作用固定co2量 co2吸收量 细胞呼吸释放co2量 3 光合作用葡萄糖产生量 葡萄糖积累量 增重部分 细胞呼吸消耗葡萄糖量 2011 福建卷 下图是夏季晴朗的白天 玉米和花生净光合速率 单位时间 单位叶面积吸收co2的量 的变化曲线 下列叙述错误的是 a 在9 30 11 00之间 花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓b 在11 00 12 30之间 花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多c 在17 00时 玉米和花生的单位叶面积释放co2速率相同d 在18 30时 玉米既能进行光反应 也能进行暗反应 解析 依据图中曲线可知 在9 30 11 00之间 花生净光合速率下降的原因是co2不足 导致暗反应过程减慢 在11 00 12 30之间 花生的净光合速率低于玉米 因此花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少 由于净光合速率可用单位叶面积释放o2速率表示 因此在17 00时 玉米与花生的净光合速率相等即单位面积释放的o2速率相同 在18 30时 玉米净光合速率大于零 表明此时仍能进行光合作用即光反应与暗反应都能进行 答案 b 2 2012 鹰潭市第二次模拟 在一定浓度的co2和适当的温度条件下 测定a植物和b植物在不同光照条件下的光合速率 结果如下表 据表中数据回答问题 当光照强度为3klx时 a植物与b植物固定的co2量的差值为 a 11 5b 4c 10 5d 1 5答案 d 影响光合作用的因素 2011 安徽卷 保水剂是一类高分子聚合物 可提高土壤持水能力及水肥利用率 某生物兴趣小组为探究 保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响 进行了以下实验 材料用具 相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干 保水剂 氮肥等 方法步骤 选取长势一致的小麦幼苗若干 平均分为a b c三组 分别施用适量的保水剂 60kg hm 2 氮肥 225kg hm 2 保水剂 60kg hm 2 氮肥 225kg hm 2 置于相同的轻度干旱条件下培养 其他培养条件相同且适宜 在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午 于10 00 11 00从每组选取相同数量的叶片 进行co2吸收量及叶绿素含量的测定 结果 均值 如下表 实验结论 适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度 1 请指出上述方法步骤中的缺陷并改正 步骤 步骤 2 如不考虑方法步骤中的缺陷 从影响光合作用的内在因素分析 保水剂与氮肥配施提高了co2吸收量的原因可能是 3 实验测得的co2吸收量 大于 等于 小于 光合作用过程中co2实际消耗量 理由是 光合作用强度可通过测定co2吸收量 也可以通过测定 释放量计算 解析 1 本题实验步骤 缺少对照组 步骤 中 为了减小实验误差 取材时应取植株相同部位的叶片 2 影响光合作用的内部因素有自由水的含量 参与光合作用的物质atp nadph的量及酶的活性等 3 本题中实测光合作用co2吸收量等于植物光合作用实际co2消耗量减去细胞呼吸co2释放量 测定光合作用强度既可通过测定co2释放量 也可通过测定o2释放量进行计算 答案 1 没有对照组 应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组取材方法不科学 选取的叶片还应取自植株的相同部位 2 提高了光合作用有关酶的含量与活性 3 小于实验测得的co2吸收量是光合作用过程中co2实际消耗量与呼吸作用co2释放量之差o2 1 9 30 11 00花生光合作用暗反应过程减缓的原因是什么 2 可用哪些量来表示净光合速率 提示 1 气孔部分关闭 co2供应不足 2 净光合速率可以用co2的吸收量 o2的释放量 有机物的积累量来表示 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 1 绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂 无水乙醇或丙酮 中 而不溶于水 从而使色素从生物组织中脱离出来 2 各种色素在层析液中的溶解度不同 随层析液在滤纸上扩散速度也不同 溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 从而使各种色素分离开 实验步骤 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 2 提取绿叶中色素的关键 1 叶绿素不稳定 易被破坏 因此研磨要迅速 充分以保证提取较多的色素 2 滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧 以防止滤液挥发 3 分离绿叶中色素的关键 1 滤液细线不仅要细 直 而且要含有较多的色素 因此要在滤液干后 重复画2 3次 2 滤纸上的滤液细线不能触及 或没入 层析液 否则会使滤液中的色素溶解于层析液中 滤纸条上得不到色素带 使实验失败 4 实验中几种化学物质的作用 1 无水乙醇 作为提取液 可溶解绿叶中的色素 2 层析液 用于分离色素 3 二氧化硅 破坏细胞结构 使研磨充分 4 碳酸钙 可防止研磨过程中色素被破坏 1 右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 色素乙在滤纸上的扩散速度最快b 提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解c 水稻在开花时节 叶片中色素量是 甲 乙 丙 丁 d 四种色素都能溶解在层析液中 丁色素的溶解度最大答案 d 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 答案 b 3 2011 广东理综卷 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 提取叶绿素 探究ph对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品 配成一定浓度的溶液 于室温 约25 下进行实验 方法和结果如下表 注 叶绿素被破坏后变成黄褐色 根据所学知识和实验结果 请回答 1 提取食用叶绿素的x应该为 原因是 2 表中y应该为 原因是 3 若用作食品色素 天然叶绿素色素不适用于 食品 否则 4 小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素 请你提供检测方法并写出主要步骤 解析 叶绿素易溶于有机溶剂 如丙酮或无水乙醇中 探究ph对叶绿素稳定性的影响时 要有酸性 中性和碱性等不同条件 由表格信息可知 酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色 可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定 答案 1 对人无害的有机溶剂 食用酒精 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 2 8 0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性ph对叶绿素稳定性的影响 3 酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质 4 纸层析法 其主要步骤 制备滤纸条 画色素液细线 用层析液分离色素 观察色素带 1 2012 临川二中期中 如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况 下列说法不正确的是 a 叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上b 四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中c 四种色素在层析液中溶解度最大的是甲d 发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙 解析 本题以柱状图为载体 考查色素的提取和分离实验 解答本题的关键是理解色素的提取和分离实验的实验原理 据图可知 甲 乙 丙 丁分别是叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 层析液中溶解度最大的是丁 故c错 叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上 故a正确 四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 故可用无水乙醇提取色素 b正确 发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素 故d正确 答案 c 2 2011 海南卷 红枫是一种木本观赏植物 在生长季节叶片呈红色 下列关于该植物的叙述 正确的是 a 红枫叶片不含叶绿素b 红枫叶片呈红色是因为吸收了红光c 红枫叶片能吸收光能进行光合作用d 液泡中色素吸收的光能用于光合作用解析 红枫是一种植物 含有叶绿素 能吸收光能进行光合作用 其叶片红色掩盖了叶绿素的颜色 答案 c 3 2011 新课标卷 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合作用强度下降 原因是 a 光反应强度升高 暗反应强度降低b 光反应强度降低 暗反应强度降低c 光反应强度不变 暗反应强度降低d 光反应强度降低暗反应强度不变 解析 镁是叶绿素的组成成分 缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低 进而因 h 和atp合成不足而使暗反应强度降低 答案 b 4 2011 山东省枣庄市模拟 下图甲示某种植物光合作用强度与光照强度的关系 图乙示该植物叶肉细胞的部分结构 图中m和n代表两种气体 据图判断 下列说法错误的是 注 不考虑无氧呼吸 a 甲图中的纵坐标数值即为乙图中的m3b 在甲图中的a点时 乙图中不存在的过程是m3m4n3n4c 在甲图中 c点时 乙图中不存在的过程是m2m3n2n3d 甲图中e点以后 乙图中n4不再增加 其主要原因是m1值太低解析 由图可知 m1表示co2产生量 m2表示co2释放量 m3表示c