高考生物一轮复习 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源光与光合作用课件 新人教版必修1.ppt

必修1第5章细胞的能量供应和利用 第4节能量之源 光与光合作用 微知识小题练 微考点大讲堂 微平台大提升 微考场大收获 微知识一叶绿体的结构和捕获光能的色素1 叶绿体 1 结构示意图 2 功能 进行 的场所 光合作用 2 色素的种类和功能 1 叶绿体中的色素分布部位是 2 叶绿体中的色素有 3 叶绿体中色素具有 的作用 类囊体薄膜上 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素和叶黄素 吸收 传递和转化光能 微知识二光合作用光合作用的过程 单位时间内 产物生成 co2浓度 长短与强弱 温度 化学能 自养型 1 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 2 液泡中色素吸收的光能用于光合作用 3 不含叶绿体的生物不能进行光合作用 4 光照下叶绿体中的atp主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 5 能进行光合作用的生物一定含有叶绿体 6 暗反应必须在无光条件下进行 1 本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体 对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体 2 本实验为自身对照 自变量为光照 照光处与不照光处 黑暗与完全曝光 因变量为好氧细菌分布 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 3 观测指标设计得妙 通过好氧细菌的分布进行检测 从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位 4 实验对照设计得妙 进行黑暗 局部光照 和曝光的对比实验 从而明确实验结果完全是由光照引起的 例1 2013 海南高考 某植物叶片不同部位的颜色不同 将该植物在黑暗中放置48h后 用锡箔纸遮蔽叶片两面 如图所示 在日光下照光一段时间 去除锡箔纸 用碘染色法处理叶片 观察到叶片有的部位出现蓝色 有的没有出现蓝色 其中 没有出现蓝色的部位是 a a b和db a c和ec c d和ed b c和e 解析 绿色植物光合作用合成淀粉 淀粉遇碘变蓝 a侧黄白色 没有叶绿素 特别是没有叶绿素a 不能进行光合作用 b侧有叶绿体和光 能进行光合作用 c e侧遮光 不能进行光合作用 d侧有叶绿素和光 能进行光合作用 答案 b 对点微练1生物学家恩格尔曼用水绵进行了如下实验 把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照条件下一段时间 然后用极细的光束照射水绵不同部位 观测到一些部位有好氧细菌积聚 另一些部位没有积聚 如图所示 由此得出的结论是 a 光合作用产生淀粉 场所是叶绿体b 光合作用产生氧气 场所是叶绿体c 光合作用产生淀粉 需要水和光照d 光合作用产生氧气 需要二氧化碳 解析 恩格尔曼选用水绵和好氧细菌作实验材料的好处 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 利用好氧细菌的代谢特点 通过对好氧细菌的分布进行检测 从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位 综上分析 本题答案为b 答案 b 对点微练21880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 解析 好氧细菌向o2浓度高的地方集结 据此可推断光合作用的放氧部位和光合强度 答案 b 1 在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路 2 比较光反应和暗反应 小提示 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10min 乙 光照5s 黑暗5s 持续20min 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 例2 如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 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 答案 b 对点微练3下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程 有关说法正确的是 a 过程 中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光b 过程 只发生在叶绿体基质中 过程 只发生在线粒体中c 过程 产生 h 过程 消耗 h 过程 既产生也消耗 h d 若过程 的速率大于过程 的速率 则甘蔗的干重就会增加 解析 叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 图示过程 为呼吸作用 发生在线粒体和细胞质基质中 图示过程 光合作用光反应 产生 h 图示过程 光合作用暗反应 消耗 h 图示过程 细胞呼吸 既产生 h 也消耗 h 甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量 而图示仅为一个细胞中能量代谢过程 答案 c 对点微练4离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时 如果突然中断co2的供应 下列关于一段时间内叶绿体中atp与o2的相对含量变化的示意图中 正确的是 解析 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时 突然中断co2的供应使c3合成减少 一段时间内暗反应逐渐减弱 暗反应消耗的atp也逐渐减少 故atp相对含量逐渐增加 随着暗反应的减弱 光反应也逐渐减弱 所以叶绿体内氧气含量逐渐减少 答案 b 1 光照 1 光照强度 原理分析 光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段 制约atp和 h 的产生 进而制约暗反应阶段 图像分析 a点时只进行细胞呼吸 ab段随着光照强度的增强 光合作用强度也增强 但是仍然小于细胞呼吸强度 b点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度 bc段随着光照强度的增强 光合作用强度也不断增强 c点对应的光照强度为光饱和点 限制c点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等 应用分析 欲使植物正常生长 则必须使光照强度大于b点对应的光照强度 适当提高光照强度可增加大棚作物产量 图像分析 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 而图2中的a 点表示进行光合作用所需co2的最低浓度 两图中的b和b 点都表示co2饱和点 两图都表示在一定范围内 光合作用速率随co2浓度增加而增大 应用分析 大气中的co2浓度处于oa 段时 植物无法进行光合作用 在农业生产中可通过 正其行 通其风 和增施农家肥等措施增加co2浓度 提高光合作用速率 4 温度 原理分析 是通过影响酶活性进而影响光合作用 图像分析 低温导致酶的活性降低 引起植物的光合作用速率降低 在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强 温度过高会引起酶活性降低 植物光合速率降低 应用分析 温室中白天调到光合作用最适温度 以提高光合作用速率 晚上适当降低温室的温度 以降低细胞呼吸 保证植物有机物积累 5 必需矿质元素 图像分析 在一定浓度范围内 增大必需矿质元素的供应 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光合作用速率下降 应用分析 在农业生产上 根据植物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可以提高作物的光能利用率 2 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合作用酶的活性 提高光合速率 也可同时充入适量的co2进一步提高光合速率 当温度适宜时 要适当提高光照强度和co2浓度以提高光合速率 例3 夏季晴朗的一天 甲乙两株同种植物在相同条件下co2吸收速率的变化如下图所示 下列说法正确的是 a 甲植株在a点开始进行光合作用b 乙植株在e点有机物积累量最多c 曲线b c段和d e段下降的原因相同d 两曲线b d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 解析 分析图示可知 在a点时 甲植株光合作用固定co2的速率和呼吸作用产生co2的速率相等 说明在a点之前 甲植株的光合作用已经开始 但光合作用比呼吸作用弱 在18时后 乙植株的光合作用速率开始小于呼吸作用速率 与18时相比 e点时有机物的积累量已经减少 根据常识可知 图示曲线的b c段下降的主要原因是气孔部分关闭 导致叶内co2浓度降低 而d e段下降的原因是光照强度减弱 光反应产生 h 和atp的速率减慢 b d段 乙植株的变化体现的是植物的 午休现象 是由气孔关闭导致的 甲植株的变化可能是由不存在 午休现象 或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭导致的 答案 d 对点微练5图甲和图乙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 图甲中 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 从图乙可以看出 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 解析 图甲表示光照强度和温度对光合作用速率的影响 图乙表示温度对光合作用速率的影响 分析图甲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 答案 d 解析 叶肉细胞每时每刻都要进行呼吸作用 所以细胞质基质 线粒体基质可产生atp 而光合作用产生atp的场所是叶绿体中的类囊体薄膜上 环境中缺镁时叶绿素的合成减少 相同光照强度等条件下光合作用速率会下降 b点与a点相比处于相同光照强度但co2浓度低 所以合成三碳化合物的量较少 而二者产生的 h 和atp一样多 从而还原消耗的三碳化合物量相同 所以b点时叶绿体中三碳化合物含量较少 从图中可知 a点与b点光合作用速率差异的原因是co2浓度的不同 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 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 叶绿体中的色素提取和分离1 实验过程 2 实验中的注意事项及操作目的 3 色素的功能吸收 传递 转化光能其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 例4 2013 全国卷 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 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 解析 镁是合成叶绿素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 答案 d 对点微练7 2013 江苏高考 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 实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液 在滤纸条上画出一条滤液细线后 待干燥后再重复画线2 3次 研磨叶片时 用无水乙醇或95 的乙醇溶解色素 答案 b 对点微练8如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果 据图判断用作实验材料的叶片颜色为 a 红色b 黄色c 绿色d 紫色 解析 在叶绿体色素提取和分离实验中 滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是 叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 由图可知 叶绿素含量比类胡萝卜素含量少 用作实验材料的叶片应呈黄色 答案 b 1 2015 安徽卷 在光合作用中 rubp羧化酶能催化co2 c5 即rubp 2c3 为测定rubp羧化酶的活性 某学习小组从菠菜叶中提取该酶 用其催化c5与14co2的反应 并检测产物14c3的放射性强度 下列分析错误的是 a 菠菜叶肉细胞内rubp羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质b rubp羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行c 测定rubp羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法d 单位时间内14c3生成量越多说明rubp羧化酶活性越高 解析 由题意可知 该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的co2的固定 反应场所是叶绿体基质 a正确 暗反应指反应过程不依赖光照条件 有没有光 反应都可进行 b错误 对14co2中的c元素进行同位素标记 检测14c3的放射性强度 可以用来测定rubp羧化酶的活性 c正确 14c3的生成量的多少表示固定过程的快慢 可以说明该酶活性的高低 d正确 答案 b 解析 根据图示可知 co2 c5 2c3是二氧化碳的固定 atp中的能量转化到有机物中 成为稳定的化学能 不参与co2的固定 a错误 co2 c5 2c3是二氧化碳的固定 h 不参与co2的固定反应 b错误 被还原的c3在有关酶的催化作用下 可以再形成c5 称为卡尔文循环 c正确 光照强度由强变弱时 在短时间内 造成 h 和atp减少 c5的合成速率下降 而其分解速率不变 所以c5的含量会下降 d错误 答案 c 3 2014 新课标 卷 正常生长的绿藻 照光培养一段时间后 用黑布迅速将培养瓶罩上 此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 a o2的产生停止b co2的固定加快c atp adp比值下降d nadph nadp 比值下降 解析 用黑布将培养瓶罩住 光反应停止 氧气的产生停止 a项会发生 光反应停止 h 和atp的产生停止 导致暗反应c3的还原速度减慢 c3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢 b项不会发生 光反应停止 atp的生成减少 atp adp比值下降 c项会发生 光反应停止 nadph h 的产生减少 nadph nadp 比值下降 d项会发生 答案 b 4 2014 新课标 卷 关于光合作用和呼吸作用的叙述 错误的是 a 磷酸是光反应中