高考生物大一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第3讲 能量之源——光与光合作用课件 新人教版必修1.ppt

第三单元生态系统与环境保护 第3讲能量之源 光与光合作用 最新考纲 1 光合作用的基本过程 2 实验 绿叶中色素的提取和分离3 影响光合作用速率的环境因素 1 光合作用探究历程中的2种同位素 1 18o 鲁宾和卡门利用ho和c18o2证明光合作用释放的氧气来自水 2 14c 卡尔文利用14co2探明了co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 2 光合作用的2个场所 1 光反应 叶绿体类囊体薄膜 2 暗反应 叶绿体基质 3 光合作用过程中的3种能量变化光能 活跃的化学能 atp 稳定的化学能 糖类 5 提高光合作用强度的2种措施 1 控制光照强弱和温度的高低 2 适当增加环境中的co2浓度 知识点一捕获光能的色素和结构 课前导学 1 下列关于叶绿素的叙述 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 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 答案 d 解析 mg是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 用于光合作用的光反应过程 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 叶绿素不能有效地吸收绿光 绿光被反射出去 使植物呈现绿色 小题通关 2 2017年河北廊坊质检 叶绿体是植物进行光合作用的场所 下列关于叶绿体结构和功能的叙述 正确的是 a 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内b h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在基质中c co2的固定过程发生在类囊体薄膜上d 光合作用的产物 淀粉是在基质中合成的 答案 d 解析 本题考查叶绿体结构与功能的相关知识 旨在考查考生的理解分析能力 难度较小 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上 a错误 h2o的光解发生在类囊体薄膜上 而不是基质中 b错误 co2的固定发生在叶绿体基质中 c错误 光合作用的产物 淀粉是在暗反应阶段产生的 场所是叶绿体基质 d正确 连一连 知识点二光合作用的探索历程 课前导学 下列关于光合作用探究历程的叙述 不正确的是 a 普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气b 萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉c 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量d 鲁宾和卡门的实验中 用18o分别标记h2o和co2 证明了光合作用产生的氧气来自h2o而不是co2 答案 c 解析 恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的 叶绿体是进行光合作用的场所 但不能定量分析光合作用生成的氧气量 小题通关 1 反应式 知识点三光合作用的过程 课前导学 2 过程 1 区别 光 色素 酶 类囊体薄膜上 h o2 atp atp中活跃的化学能 多种酶 叶绿体基质 c3 c5 ch2o 有机物中稳定 的化学能 2 联系 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供 h 和atp adp pi 光合作用过程的 一 二 三 四 光合作用过程的 一 二 三 四 1 思考判断 1 光合作用光反应阶段产生的 h 可在叶绿体基质中作为还原剂 2 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在叶绿体基质中 3 离体的叶绿体基质中添加atp nadph和co2后 可完成暗反应 4 在其他条件适宜情况下 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化合物含量都迅速增加 5 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来自细胞呼吸 答案 1 2 3 4 5 小题通关 2 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c3 能被氧化为 ch2o d 是atp 在叶绿体基质中生成 答案 b 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c3 在 h 和atp的作用下还原为 ch2o 是atp 在叶绿体类囊体薄膜上生成 1 光合作用强度 知识点四光合作用原理的应用 课前导学 糖类 消耗 生成 2 影响光合作用强度的因素 水分 温度 co2浓度 长短 强弱 如图曲线表示在适宜温度 水分和一定的光照强度下 甲 乙两种植物叶片的co2净吸收速率与co2浓度的关系 下列分析正确的是 a co2浓度大于a时 甲才能进行光合作用b 适当增加光照强度 a点将左移 小题通关 c co2浓度为b时 甲 乙总光合作用强度相等d 甲 乙光合作用强度随co2浓度的增大而不断增强 答案 b 解析 图中a点时甲叶片的co2净吸收速率为0 此时光合速率等于呼吸速率 说明a点之前就已经进行了光合作用 a错误 适当增加光照强度 光合速率会加快 a点将向左移动 b正确 co2浓度为b时 甲 乙净光合作用强度相等但呼吸速率不一定相等 所以总光合速率不一定相等 c错误 co2浓度达到饱和点后 光合作用强度不再增加 d错误 1 光反应与暗反应的比较 光合作用的过程 3 光照和co2浓度变化对植物细胞内c3 c5 h atp和o2及 ch2o 含量的影响 1 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化 而非长时间 2 以上各物质变化中 c3和c5含量的变化是相反的 h 和atp含量的变化是一致的 光反应类囊体薄膜上产生的o2进入同一细胞的线粒体内被利用经过了几层生物膜 提示 四层 1 2017年陕西西安调研 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 曾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橙光和蓝紫光的实验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于水的实验 答案 c 光合作用的探究历程的有关实验 解析 英格豪斯的实验结论是只有在光下植物才能更新空气 植物体只有绿叶才能更新空气 恩格尔曼的实验是对光合作用条件的证明 并无能量变化 萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉 即光合作用能将光能转化为稳定的化学能 鲁宾和卡门证明了光合作用释放的氧气来自水 1 普利斯特利实验 缺乏对照实验 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含同一种但已死亡的植物的玻璃罩内 作为空白对照 普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用 2 萨克斯实验 对照类型为自身对照 自变量为光的有无 因变量为颜色变化 有无淀粉生成 实验组是遮光处理组 对照组为曝光处理组 该实验的关键是要进行饥饿处理 使叶片中的营养物质被消耗掉 以增强实验说服力 3 恩格尔曼实验 将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中o2的影响 设置细光和好氧菌的好处 能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位 4 鲁宾和卡门实验 应用同位素标记法追踪co2和h2o中o元素在光合作用中的转移途径 此实验设置了对照 自变量是标记物质h218o和c18o2 因变量是释放的o2有无放射性 2 2017年安徽合肥月考 如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况 据图判断 以下说法不正确的是 考查绿叶中色素的种类和功能 a 由图可知 类胡萝卜素主要吸收400 500nm波长的光b 用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度c 由550nm波长的光转为670nm波长的光后 叶绿体中c3的量增加d 土壤中缺乏镁时 植物对420 470nm波长的光的利用量显著减少 答案 c 解析 由图可知 类胡萝卜素吸收峰在400 500nm a正确 叶绿体中的色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多 b正确 由550nm波长的光转为670nm波长的光后 叶绿体中色素吸收的光变多 光反应产生的atp和 h 增多 暗反应中c3的还原量增多 则叶绿体中c3的量减少 c错误 叶绿素吸收420 470nm波长的光较多 当缺镁时 叶绿素的合成受到影响 叶绿素吸收420 470nm波长的光变少 d正确 3 2017年陕西西安测试 如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图 下列叙述正确的是 a co2的固定实质上是将atp中的化学能转变为c3中的化学能b co2可直接被 h 还原 再经过一系列的变化形成糖类c 被还原的c3在有关酶的催化作用下 可再形成c5d 光照强度由强变弱时 短时间内c5含量会升高 答案 c 考查光合作用的过程 解析 atp为c3的还原提供能量 并将能量转移到 ch2o 等有机物中 co2的固定不需要能量 a错误 暗反应中 必须经过co2的固定和c3的还原才能形成有机物 b错误 在暗反应中 一部分c3经过一系列变化形成c5 一部分c3还原成 ch2o 等有机物 c正确 在co2供应不变的情况下 光照强度由强变弱时 光反应提供的 h atp减少 导致c3还原过程减弱 但此时co2的固定仍在进行 故短时间内c3含量上升 c5含量下降 d错误 答案 b 解析 突然中断co2供应会导致co2的固定速率降低 叶绿体中c5含量增加 c3含量减少 a错误 突然中断co2供应使c3含量减少 进而使atp和 h 含量增多 所以atp adp比值增加 b正确 突然将红光改变为绿光后光能利用率降低 atp和 h 含量减少 进而使c3含量增多 c5含量减少 c错误 突然将绿光改变为红光后光能利用率提高 atp和 h 含量增加 atp adp比值增加 d错误 借助图解突破物质变化分析借助光合作用过程图解 有助于弄清影响光合作用的因素有哪些 是如何影响的 这些问题可以借助简化了的光合作用过程图解来分析 环境条件变化后 短时间内物质量的即时变化分析 把光反应和暗反应比作咬合在一起的齿轮 二者在 处联动 故 的即时变化一致 光照增强时 加快 atp和 h 的量增加 加快 c3消耗量增加 c5生成量增加 即时变化分析至此 速率暂时不变 一小段时间后将加快 规律 反应速率变化情况分析 光照变化从左端入手 按 分析 暂时不变 co2浓度变化从右端入手 按 分析 暂时不变 这是很短时间内的变化 快则均快 慢则均慢 最终四个反应速率的变化保持一致 规律 物质量变化分析 atp h 和c5量的变化一致 c3量的变化与c5量的变化相反 光照强度变化从atp h 量的变化切入 co2浓度变化从c3量的变化切入 例如 光照强度不变 停止co2供应 c3的量减少 atp h 的量增加 c5的量增加 1 探究单因子对光合作用速率的影响 1 据图解读光照强度对光合作用强度的影响a点 光照强度为0 只进行细胞呼吸 ab段 光合作用强度小于细胞呼吸强度 b点 光补偿点 光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度 bc段 光合作用强度大于细胞呼吸强度 c点 光饱和点 光照强度达到c点后 光合作用强度不再随光照强度增强而增强 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 2 据图解读co2浓度对光合作用强度的影响a点 co2补偿点 表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的co2浓度 a 点 表示进行光合作用所需co2的最低浓度 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co2浓度的增加而增加 3 据图解读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 温度直接影响酶的活性 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 其中ab段 10 35 随温度的升高而逐渐加强 b点 35 以上由于光合酶活性下降 光合速率开始下降 50 左右光合作用停止 2 探究多种因子对光合作用的影响p点时 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随该因子的不断加强 光合速率不断提高 当到q点时 横坐标所表示的因子不再影响光合速率 要想提高光合速率 可适当提高图示中的其他因子 3 光合作用坐标图中关键点移动分析如图是光照强度对某一植物光合作用强度的影响 适当改变co2浓度 则会引起关键点的移动 适当提高co2浓度 呼吸作用不变 光合作用增强 对光合作用有利 a点的光合作用强度等于呼吸作用强度 此点为光的补偿点 要维持两者相等 则不需要那么高的光照强度 故a点左移 b点是光合作用强度达到最大值所需的 图1 最低的光照强度 此点为光的饱和点 此时该植物需要更大的光照才能达到饱和 故b点右移 c点为光合作用最强的点 同时该植物需要更大的光照强度才能达到饱和 故c点右上移 反之 当适当降低co2浓度时 则情况相反 1 模型构建通过观察发现在图1中存在着这样的变化 适当提高co2浓度时 a点左移 b点右移和c点右上移 a b c三点围成的三角形膨胀变大 适当降低co2浓度时 a点右移 b点左移和c点左下移 a b c三点围成的三角形变小如图2 若图1所示内容为co2浓度对某一植物光合作用强度的影响 当改变光照强度时 关键点的移动同上 即适当提高光照强度时 a点左移 b点右移和c点右上移 a b c三点围成的三角形膨胀变大 适当降低光照强度时 a点右移 b点左移和c点左下移 a b c三点围成的三角形皱缩变小 该规律在此类型题中普遍存在 2 观点呈现 在有关光合作用的坐标图中 若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值增大 即条件的改变有利于光合作用 则a b c三点围成的三角形表现出膨胀变大的趋势 即a点左移 b点右移和c点右上移 如适当提高co2浓度 适当提高光照强度 若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值减小 即条件的改变不利于光合作用 则a b c三点围成的三角形表现出皱缩变小的趋势 即a点右移 b点左移和c点左下移 如适当降低co2浓度 适当降低光照强度 答案 c 影响光合作用的单一环境因素 解析 图中bc段固定co2酶活性越强 固定的co2越多 光合速率越大 a正确 co2含量在o s时 随着co2浓度的升高 植物光合速率逐渐增大 所以温室效应能有效提高植物光合速率 b正确 当co2浓度低于b时植物能进行光合作用 但其强度小于呼吸作用 c错误 当co2浓度高于s时 co2达到饱和状态 此时 h 和atp不能满足暗反应的需要 pm值主要受光反应速率的限制 d正确 2 下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图 有关描述错误的是 多因子变量对光合作用的影响 a 图1中 若光照强度适当增强 a点左移 b点右移b 图2中 若co2浓度适当增大 a点左移 b点右移c 图3中 a点与b点相比 a点时叶绿体中c3含量相对较多d 图4中 当温度高于25 时 光合作用制造的有机物的量开始减少 答案 d 解析 图4中 光照下co2的吸收量 为植物净光合量 植物有机物积累量 黑暗中co2的释放量 为植物呼吸量 因此当温度高于25 时 植物的净光合速率开始减少 而不是植物光合作用制造的有机物的量 植物总光合量 开始减少 关于环境因素影响光合速率的两点提醒 1 温度改变对光合作用的影响 当温度改变时 不管是光反应还是暗反应都会受影响 但主要是影响暗反应 因为参与暗反应的酶的种类和数量均比参与光反应的多 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 但co2浓度过高时 会抑制植物的细胞呼吸 使有机物堆积 进而影响光合作用 实验 绿叶中色素的提取和分离 实验理论 1 绿叶中色素的提取和分离的实验操作分析 方法透析 2 绿叶中色素提取分离异常现象分析 1 收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂 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 滤纸条色素带重叠 滤液细线不直 滤液细线过粗 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 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