高考生物一轮总复习 第五章 细胞的能量供应和利用 5.4 能量之源—光与光合作用（2）（光合作用的探究历程及其过程）课件 新人教版必修1.ppt

第十八课时能量之源 光与光合作用 2 光合作用的探究历程及其过程 考点一光合作用的探究历程 基础知识整合 1 直到18世纪中期 人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料 2 1771年 英国的普利斯特利的实验证实 植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气 3 1779年 荷兰的英格豪斯证明了阳光和绿叶在更新空气中不可缺少 4 1785年 随着空气组成成分的发现 人们才明确绿叶在光下放出的气体是 吸收的是 o2 co2 5 1864年 德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有 6 1939年 美国的鲁宾和卡门利用法证明了 7 20世纪40年代 美国的卡尔文 利用技术最终探明了在光合作用中转化成碳的途径 淀粉 同位素标记 光合作用释放的氧气来自水 同位素标记 co2中的碳 有机物中 知识拓展 1 普利斯特利的实验 1 实验过程及现象 2 实验分析 缺少空白对照 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 没有认识到光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 限于当时科学发展水平的限制 没有明确植物更新气体的成分 2 萨克斯的实验 1 实验过程及现象 2 实验分析 设置了自身对照 自变量为照光和遮光 因变量是颜色变化 有无淀粉生成 实验的关键是饥饿处理 以使叶片中的营养物质 淀粉 消耗掉 增强了实验的说服力 为了使实验结果更明显 在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明了光是光合作用的必要条件 3 鲁宾和卡门的实验 1 实验过程及结论 光合作用释放的o2全部来自水 2 实验分析设置了对照实验 自变量是标记物质 h218o和c18o2 因变量是o2的放射性 应用指南 1 应用普利斯特利的实验装置和萨克斯的实验处理方法可以验证co2是光合作用必需的原料 在实验时应注意要将植物在暗处处理几小时 消耗掉叶片中的营养物质 淀粉 2 应用鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪co2和h2o中的c h o等元素在光合作用中的转移途径 考点二光合作用的过程 基础知识整合 1 光反应 1 场所 叶绿体 2 条件 酶等 3 物质变化 叶绿体利用吸收的光能 将水分解成 同时促成adp和pi发生化学反应 形成 4 能量变化 光能转变为 囊状结构薄膜上 光 色素 o2和 h atp atp中活跃的化学能 2 暗反应 1 场所 叶绿体的中 2 条件 参加催化 3 物质变化 co2的固定 co2与植物体内的结合 形成 c3的还原 在有关酶的催化作用下 c3接受释放的能量并且被还原 经过一系列的变化 形成或c5 4 能量变化 atp中活跃的化学能转变为 基质 多种酶 c5 c3 atp h 糖类 糖类等有机物中稳定的化学能 知识拓展 光合作用过程分析1 光合作用过程图解 3 光照和co2浓度变化对植物细胞内c3 c5 h atp和o2及 ch2o 合成量的影响 典例精析 例 2011新课标 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 c3化合物 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 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 高 低 co2浓度低时 暗反应的强度低 所需atp和 h 少 考查类型 本题主要考查光合作用过程中c3 c5含量的关系及在co2浓度改变时c3和c5的变化规律 解析 1 由图可以看出 当co2浓度由1 降低到0 003 时 在短时间内 暗反应中发生的反应是co2 c5 2c3 所以co2浓度降低时 c3含量降低 故物质a是c3 2 在co2浓度为1 时 由于co2 c5 2c3 一个c5生成两个c3 所以c3是c5的两倍 故物质b浓度比a浓度低 当co2浓度从1 降到0 003 时 co2浓度降低 但是c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5的积累 3 co2浓度为0 003 时 c3和c5化合物的浓度保持稳定后 暗反应保持稳定 此时仍根据暗反应中co2的固定的反应式确定 c3化合物的量应是c5化合物的量的2倍 故持续处于co2浓度为0 003 时 a浓度比b浓度高 4 co2浓度低时 意味着暗反应强度降低 所需要的atp及 h 少 方法归纳 凡是涉及到光照和co2浓度突然改变对植物细胞内c3 c5 h atp和o2及 ch2o 合成量的影响的题目 一定要既考虑来源 又考虑去路 光合作用达到稳定状态时不管条件怎么样 c3 c5的相对含量是一样的 课时练习十九 一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内 结果小白鼠和植物都能存活很长时间 但后来有人重复这个实验 却有的能成功 有的不能成功 以下关于这一现象的说法 不正确的是 a 该实验并不科学 没有可重复性b 该实验的成功与否 要看是否将装置置于阳光下c 该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧达到了平衡d 该实验说明光合作用需要的co2与小白鼠呼出的co2达到了平衡 a 2 下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下 小球藻进行光合作用的实验示意图 一段时间后 以下相关比较不正确的是 c a y2的质量大于y3的质量b 中小球藻的质量大于 中小球藻的质量c 中水的质量大于 中水的质量d 试管 的质量大于试管 的质量 解析 由题意可知 4支试管内小球藻的光合作用强度相等 和 中同时使用的h218o 故 中水的质量等于 中水的质量 c不正确 3 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段 下列说法正确的是 a 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应b 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应 不进行光反应c 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应d 叶绿体基质中进行暗反应 不进行光反应 解析 光合作用的光反应在叶绿体的类囊体膜上进行 暗反应在叶绿体基质中进行 d 4 下列物质转变过程属于光反应的是 a b c d d 5 如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图 c点与b点相比较 叶肉细胞内的c3 c5 atp和 h 的含量发生的变化依次是 a 升 升 升 升b 降 降 降 降c 降 升 升 升d 升 升 降 降 解析 12h 15h 光合作用强度下降 此时导致光合作用强度下降的原因是co2供应不足 暗反应减弱 co2固定减弱而c3还原仍正常进行 c3含量下降 c5 atp和 h 的含量因积累而上升 c 6 在其他条件适宜的情况下 在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照 并在黑暗中立即开始连续取样分析 在短时间内叶绿体中c3和c5化合物含量的变化是 a c3和c5都迅速减少b c3和c5都迅速增加c c3迅速增加 c5迅速减少d c3迅速减少 c5迅速增加 c 7 在叶肉细胞中 co2的固定和产生场所分别是 叶绿体基质 类囊体薄膜 线粒体基质 线粒体内膜a b c d a 二 非选择题 8 如图为光反应 暗反应联系示意图 据图回答下列问题 1 填出图中字母所表示的物质 a b c d o2 atp h co2 2 若小麦在适宜条件下栽培 突然将d降至极低水平 则小麦叶片中的三碳化合物的含量会突然减少 其原因是 若降低d的同时 又停止光照 则不会出现上述现象 其原因是 3 若对某植物作如下处理 甲 持续光照10分钟 乙 光照5秒后再黑暗处理5秒 连续交替进行20分钟 若其他条件不变 则在甲 乙两种情况下植物所制造的有机物总量是 a 甲多于乙b 甲少于乙c 甲和乙相等d 无法确定 co2固定减弱 c3还原也减弱 b 9 请回答下列有关光合作用的问题 1 光合作用受到温度 二氧化碳浓度和光照强度的影响 其中 光照强度直接影响光合作用的过程 二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程 2 甲图表示在二氧化碳充足的条件下 某植物光合速度与光照强度和温度的关系 在温度为10 光照强度大于千勒克斯时 光合速度不再增加 当温度为30 光照强度小于l3千勒克斯时 光合速度的限制因素是 光反应 暗反应 l1 光照强度 根据甲图 在乙图的坐标上标出光照强度为l2千勒克斯 温度分别为10 20 和30 时的光合速度 答案如下图 3 丙图表示a b两种植物的光合速度与光照强度的关系 当在千勒克斯光照强度条件下 a b两种植物的光合速度相同 a植物在光照强度为8千勒克斯时 2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg 计算结果保留一位小数 相对原子质量c 12 h 1 o 16 b植物在1天内 12小时白天 12小时黑夜 要使有机物积累量为正值 白天平均光照强度必须大于千勒克斯 5 10 9 2 10 2011全国卷大纲版 为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响 将某植物在黑暗中放置一段时间 耗尽叶片中的淀粉 然后取生理状态一致的叶片 平均分成8组 实验处理如下表所示 一段时间后 检测叶片中有无淀粉 结果如下表 请根据该表及相关知识回答问题 1 光照条件下 组5叶片通过作用产生淀粉 叶肉细胞释放出的氧气来自于的光解 光合 h2o 2 在黑暗条件下 叶片能进行有氧呼吸的组别是 填编号 3 组2叶片中合成淀粉的原料是 直接能源物质是 后者是通过产生的 与组2相比 组4叶片无淀粉的原因是 4 如果组7的蒸馏水中只通入n2 预期实验结果是叶片中 有 无 淀粉 组2和组6 葡萄糖 atp 有氧呼吸 无 解析 考查学生获取信息 图表分析的能力 图表分组比较是解决问题的核心所在 能够考查学生对光合作用与呼吸作用的生理过程 关系 影响因素等的掌握情况 1 组5叶片有光照 co2 可进行光合作用产生淀粉 叶肉细胞