优化方案高考生物一轮复习 第三单元 第10讲 能量之源 光与光合作用课件.ppt

第10讲能量之源 光与光合作用 第三单元细胞的能量供应和利用 考纲考频 1 光合作用的基本过程 3年16考 2 影响光合作用速率的环境因素 3年22考 3 实验 叶绿体色素的提取和分离 3年8考 第三单元细胞的能量供应和利用 一 捕获光能的色素和叶绿体的结构1 色素的种类和功能 叶绿素a 叶绿素b 橙黄 蓝紫光 2 叶绿体 1 结构示意图 双层膜 基质 暗反应 基粒 色素 与光反应有关的酶 光合作用 叶绿体 巧记叶绿体叶绿体 叶绿体膜两层 基质基粒来组成 类囊体来堆叠 上有色素酶附着 吸收光能来转化 光合作用好场所 二 光合作用的探索历程 连一连 思考 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 提示 同位素标记法 追踪某元素或某物质的转移去向 三 光合作用的反应式及过程1 反应式 2 过程 光 色素 酶 h o2 atp中活跃的化学能 叶绿体基质 ch2o 有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供 四 影响光合作用的因素1 光合作用强度 h 和atp adp和pi 单位时间内 2 影响光合作用的环境因素 水分 光照的长短与强弱 的高低等 3 光合作用与化能合成作用的比较 co2浓度 温度 无机物 硝化细菌 b 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 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 c 3 2015 青岛市高三期中 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 b 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 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 b 考点一光合作用发现史中的经典实验分析 考点二以过程图为载体 考查光合作用的过程 考点三以曲线图为载体 考查影响光合作用的环境因素 考点四绿叶中色素的提取和分离 考点一光合作用发现史中的经典实验分析 实验评价 1 本实验缺乏 实验结果说服力不强 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内 作为空白对照 2 普利斯特利没有认识到 在植物更新空气中的作用 而将空气的更新归因于植物的生长 空白对照 光 自身对照 光的有无 曝光处理组 3 根据恩格尔曼的实验设计 完善下列问题 光束照射 受光 叶绿体 氧气 4 根据鲁宾和卡门实验的设计 完善下列问题h218o co2 植物 18o2h2o c18o2 植物 鲁宾和卡门应用 法追踪co2和h2o中的o元素在光合作用中的转移途径 o2 同位素标记 深度思考 1 在光合作用的探究历程中 德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律 提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说 以下哪项科学实验能证明这一假说 a 英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验b 恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验c 萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验d 鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验解析 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 c b 解析 细胞膜的暗 亮 暗结构属于亚显微结构 在光学显微镜下看不见 a项错误 运用同位素标记法 分别用ho和c18o2作为原料 分析光合作用释放o2的放射性 可得知o2中的o来自于h2o b项正确 光合作用中碳的转移途径为co2 c3 ch2o c项错误 乳酸菌属于厌氧菌 不能和水绵证明叶绿体在光合作用中产生氧气 d项错误 1 探究光合作用过程 1 完善下图光合作用过程示意图 考点二以过程图为载体 考查光合作用的过程 co2 o2 atp h 2 探究光反应与暗反应的联系 h atp adp pi 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供adp和pi 没有 暗反应无法进行 没有 有机物无法合成 总之 光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段 暗反应是光反应的继续 是物质和能量转化的完成阶段 二者相辅相成 2 探究外界条件变化时c5 c3 h 等物质含量的变化当外界条件改变时 光合作用中c3 c5 h atp和 ch2o 的含量变化可以采用下图分析 h atp 光反应 暗反应 减少 增加 减少 增加 增加 减少 减少 深度思考1 请写出光合作用的总反应式并标出各元素的去向 2 光反应类囊体膜内产生的o2进入同一细胞的线粒体内被利用经过了几层生物膜 3 在光照 温度等条件都适宜的情况下 突然停止co2的供应 光反应产生的o2量会保持不变吗 4 在co2供应不变的情况下 光照突然由弱变强 请在下面坐标中绘出叶绿体内c3 c5 h atp变化曲线 3 2015 北京东城区综合测试 某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态 晚上开放 如图表示该植物固定和还原co2的过程 据图分析回答下列问题 1 图中的a b分别代表的物质是 c物质产生的场所是 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 c5 或五碳化合物 c3 或三碳化合物 类囊体的薄膜上 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 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 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 规律总结分析光照强度和co2浓度突然改变后c3 c5含量的变化思路 1 明确来源和去路 c3产生于co2的固定 消耗于c3的还原 c5产生于c3的还原 消耗于co2的固定 2 分析方法 某因素改变后 只要分析是影响消耗过程还是影响产生过程 就可以判断出c3或c5的含量变化情况 3 举例说明 光照不变 停止co2供应后 co2固定减弱 c3还原正常进行 故c3含量减少 c5含量增加 1 探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三以曲线图为载体 考查影响光合作用的环境因素 a点 光照强度为0 只进行 ab段 光合作用强度 细胞呼吸强度 b点 光补偿点 光合作用强度与细胞呼吸强度 时的光照强度 bc段 光合作用强度 细胞呼吸强度 c点 光饱和点 光照强度达到c点后 光合作用强度不再随 增强而增强 2 探究co2浓度对光合作用强度的影响 细胞呼吸 小于 相等 大于 光照强度 a点 co2补偿点 表示光合作用速率 细胞呼吸速率时的co2浓度 a 点 表示进行光合作用所需co2的 浓度 b和b 点 co2饱和点 两组都表示在一定范围内co2浓度达到该点后 光合作用强度不再随 增加而增加 等于 最低 co2浓度 3 探究温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的 温度直接影响 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 其中ab段 10 35 随温度的升高而 b点 35 以上由于光合酶活性下降 光合作用开始下降 50 左右光合作用停止 酶的活性 逐渐加强 4 探究矿质元素对光合作用强度的影响在一定浓度范围内 增大必需矿质元素的供应 可 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 植物吸水困难甚至失去而导致植物光合作用速率下降 提高 深度思考1 在下面坐标中画出阴生植物的曲线图 用虚线表示 2 在下面的四幅图中标出思考1中坐标曲线中的a点 ab段 b点和b点之后的o2和co2的转移方向 3 若植物缺乏p元素 对光合速率有何影响 4 光饱和点后 限制光合速率的内部因素主要有哪些 提示 1 2 3 缺乏p 会影响atp h 类囊体膜等物质或结构的合成 4 色素含量 酶的数量 c5的含量等 d 6 2015 兰州月考 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 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 方法技巧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 实验原理 1 提取 绿叶中的色素溶于有机溶剂 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 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 考点四绿叶中色素的提取和分离 无水乙醇 溶解度高 二氧化硅 碳酸钙 一端剪去两角 铅笔 画一条细线 滤液细线 橙黄色 叶黄素 黄绿色 3 实验成功的关键 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 2 研磨要迅速 充分 叶绿素不稳定 易被活细胞内的叶绿素酶水解 充分研磨使叶绿体完全破裂 提取较多的色素 3 滤液细线不仅要求细 直 而且要求含有较多的色素 所以要求待滤液干后再重复画1 2次 4 滤液细线不能触及层析液 否则色素溶解到层析液中 滤纸条上得不到色素带 深度思考1 色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些 2 为什么在制作滤纸条时 需将一端的两个角剪掉 3 为什么滤液细线要重复画 且线要细 直 4 如图表示某同学做 绿叶中色素的提取和分离 实验的改进装置 应将滤液滴在a处还是b处 实验结果应会出现四个不同颜色的同心圆 最外层应是什么颜色 提示 1 1 叶片颜色太浅 2 绿叶不新鲜 3 研磨不充分 4 未加碳酸钙或加入量太少 5 加入无水乙醇量太多 6 研磨时间过长 部分叶绿素被破坏 2 由于液面的不同位置表面张力不同 纸条接近液面时 其边缘表面的张力较大 层析液沿滤纸边缘扩散过快 从而导致色素带分离不整齐的现象 故需将插入层析液的滤纸条一端剪去两个角 3 重复画线是为了增加色素的浓度 使分离出的色素带清晰分明 画线细 直是为了防止色素带之间出现重叠 4 a处 橙黄色 7 下列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2 3次d 研磨叶片时 用体积分数为70 的乙醇溶解色素解析 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 画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线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 b 8 2015 江苏淮安模拟 甲 乙 丙 丁四位同学 在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料 用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时 由于操作不同 而得到了以下四种不同的层析结果 下列分析错误的是 c a 甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液b 乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多c 丙可能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 叶绿体中的色素属于有机物 易溶于酒精等有机溶剂 难溶于水 所以不能用蒸馏水作提取液和层析液 a正确 乙中每种色素都有 但含量很少 可能是无水乙醇过多 色素浓度太低导致的 b正确 丙中每种色素都有 但是胡萝卜素和叶黄素含量较多 叶绿素a和叶绿素b含量较少 这不应该是正确操作得到的理想结果 c错误 丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少 可能是研磨时未加入caco3 破坏了叶绿素 因为与类胡萝卜素相比 叶绿素更易受到破坏 d正确 9 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 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 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 易错点1持续光照与间断光照下光合作用制造的有机物的量不同 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元素的移动途径梳理不清 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 易错点4白天植物并不只进行光合作用 点拨