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（必修1）.ppt

必修1分子与细胞 第三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 一 捕获光能的色素和叶绿体的结构1 叶绿体中的色素 1 绿叶中色素的提取与分离 化学试剂 提取液是 分离液是 实验原理 的色素在滤纸上扩散得慢 反之则快 层析的结果 四条色素带自下而上依次为 黄绿色 蓝绿色 橙黄色 胡萝卜素 基础夯实 知识梳理 无水乙醇 层析液 在层析液中溶解度低 叶绿素b 叶绿素a 黄色 叶黄素 2 色素的种类 含量及功能 蓝绿色 中下层 橙黄色 最上层 黄色 中上层 二 光合作用的探索历程 三 光合作用的过程 叶绿体类囊体薄膜 h o2 atp 叶绿体基质 c3 c5 稳定的化学能 四 光合作用原理的应用1 光合作用强度 1 概念 植物在 内通过光合作用制造 的数量 2 表示方法 用一定时间内 或 的数量来定量表示 2 影响因素 1 空气中 2 土壤中 3 光照的 以及光的 4 的高低 单位时间 糖类 原料消耗 产物生成 co2的浓度 水分的含量 成分 时间 强度 温度 3 应用控制 和温度的高低 适当增加作物环境中 来提高光合作用强度 光照的强弱 co2的浓度 1 判断正误 1 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 2014年新课标 2 进入叶绿体的co2不能被nadph直接还原 2014年海南 3 夏季晴天光照最强时 小麦光合速率最高 2014年海南 4 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光 2013年新课标 5 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 2013年新课标 自练自测 6 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 7 液泡中色素吸收的光能用于光合作用 8 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在叶绿体基质中 9 番茄幼苗在缺镁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的原因是光反应强度降低 暗反应强度降低 10 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降温 可以提高作物产量 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 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 被叶绿素吸收的光能可用于光合作用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 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 3 生长于较弱光照条件下的植物 当提高co2浓度时 其光合速率未随之增加 主要限制因素是 a 细胞呼吸和暗反应b 光反应c 暗反应d 细胞呼吸 答案 b 解析 弱光条件下光反应产生的atp h 较少 还原的c3也少 有机物的产量低 增加二氧化碳浓度 光反应的产物并未随之增加 所以光合速率未发生改变 4 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 答案 b 解析 本题考查光合作用的过程图分析 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 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上生成 5 2016年河南洛阳模拟 下图曲线 表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系 适宜温度 co2浓度为0 03 在y点时改变某条件 曲线变为 下列分析合理的是 答案 d 解析 x点的光照强度比y点弱 所以x点的c3含量较y点高 本来处于适宜温度下的y点 升高温度会导致酶的活性降低 则曲线 应在曲线 的下方 x点限制其光合作用的因素主要是光照强度 在大于光饱和点的光照强度处增加co2浓度 会加大光合作用强度 1 色素的吸收光谱 考点精研 叶绿体内的色素及光合作用的过程 1 叶绿体中的色素只吸收可见光 而对红外光和紫外光等不吸收 2 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大 类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大 但对其他波段的光并非不吸收 只是吸收量较少 对绿光吸收最少 故对光合作用最有效的光是白光 2 光合作用过程 1 光反应与暗反应的比较 考查叶绿体中色素的种类和功能 2015年北京昌平模拟 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 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550nm波长的光转为670nm波长的光后 色素吸收光能增强 光合作用增强 c3还原加速 c3的量减少 叶绿素b主要吸收420 470nm波长的光 缺镁时叶绿素合成减少 所以此波段的光的利用量显著减少 a 光反应为暗反应提供atp和nadph h b 停止光照 叶绿体中atp和nadph含量下降c atp的移动方向是由类囊体到基质d 植物在暗处可大量合成 ch2o 答案 d 解析 光合作用必须在光照条件下进行 在暗处植物不能大量合成 ch2o 答案 b 解析 突然停止供给co2 暗反应受到抑制 消耗光反应产生的 h 的量减少 h 积累增多 一段时间后处于稳定状态 规律方法 环境因素骤变对物质含量动态变化的判断当外界条件改变时 光合作用中c3 c5 h atp的含量变化可以采用下图分析 1 图示 2 分析 注 以上各物质的变化是相对含量减少的变化 且是在条件改变后短时间内发生的 在以上各物质的含量变化中 c3和c5的含量变化是相反的 即c3增加 则c5减少 h 和atp的含量变化是一致的 都增加或都减少 1 内部因素对光合作用速率的影响 1 同一植物的不同生长发育阶段曲线分析 在外界条件相同的情况下 光合作用速率由弱到强依次是幼苗期 营养生长期 开花期 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 影响光合作用的因素1 原创 将含有小球藻的适宜培养液放入大试管中 以人工白炽灯作为光源 每隔一段时间移动白炽灯以增大其与大试管的距离 测定在不同距离条件下小球藻产生气泡的速率 其他条件适宜且保持不变 结果如图所示 下列相关叙述不正确的是 a 与c点相比较 a点时小球藻的干重较高b b点时限制气泡产生速率的主要因素为光照强度c 若培养液中缺镁 则a点应向右移d a点时小球藻细胞产生atp的部位有叶绿体 线粒体和细胞质基质 答案 c 解析 随着白炽灯与大试管距离的增大 c到a的过程 小球藻的光合速率不断降低 但光合作用仍大于呼吸作用 指标为气泡产生速率 即氧气释放速率 干重不断增加 故a正确 从曲线图看 b点时限制气泡产生速率的主要因素为白炽灯与大试管距离的变化引起的不同的光照强度 b正确 a点对应光补偿点 镁是叶绿素的重要组成元素 若培养液中缺镁 则叶绿素含量减少 光合作用减弱 而此时小球藻的呼吸作用不变 因此 a点需要左移以提供更强的光照才能补偿呼吸作用的消耗 c错误 a点对应光补偿点 此时进行的生理过程有光合作用和呼吸作用 故a点时小球藻细胞产生atp的部位有叶绿体 线粒体和细胞质基质 d正确 a 乙图中d点与c点相比 相同时间内叶肉细胞中c5的生成较少b 图中m n p点的限制因素分别是co2浓度 温度 光照强度c 丙图中 随着温度的继续升高 曲线走势将稳定不变d 甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量 答案 d 解析 乙图中d点与c点相比 光照强度增强 光反应增强 h 和atp增多 c3还原加快 因此相同时间内叶肉细胞中c5的生成较多 a错误 图中m n p点的限制因素分别是光照强度 光照强度 温度 b错误 丙图中 随着温度的继续升高 曲线走势将下降 因为高温下 酶的活性受到影响甚至失活 光合速率降低 c错误 甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量 或者酶的数量等 d正确 以实验分析的形式 考查影响光合作用的环境因素 2015年福建泉州五校联考 科技工作者利用多套图甲所示装置 对影响植物生长的环境因素进行研究 请据图分析回答 1 若用图甲装置来测定绿色植物的呼吸速率 应将该装置置于 环境中 2 在温度 co2浓度等条件不变的情况下 将图甲装置由黑暗处移至阳光下 短时间内 植物叶绿体内c3含量的变化是 3 图乙是对植株进行光合作用研究的实验结果 图中a b c代表温度 且a b c 代表co2浓度 且 a b c中 一定超过了最适温度的是 中 最接近最适co2浓度的是 如果要探究在温度为b时 该植物光合作用所需的最适co2浓度 则需要保持 相同且适宜 并在适当范围内设置 进行实验 答案 1 黑暗 2 减少 3 a 光照强度等 无关变量不同浓度的co2 解析 1 若用甲装置来测定绿色植物的呼吸速率 则应排除光合作用的干扰 故应将甲装置置于黑暗环境中 2 甲装置由黑暗处移至阳光下 短时间内 光反应进行 h 和atp的含量增加 将促进植物叶绿体内三碳化合物的转化 故植物叶绿体内三碳化合物还原为有机物和五碳化合物 在短时间内三碳化合物含量减少 3 光合作用需要在酶促反应下进行 影响酶活性的条件也将会影响酶促反应进程 光合作用与细胞呼吸 1 区别 a 乙过程利用的atp是由甲和丙过程共同提供的b 乙中的atp用于固定二氧化碳和还原三碳化合物c 甲 丙中合成atp所需的能量来源不相同d 丁中的能量可用于肌肉收缩 人的红细胞吸收葡萄糖 兴奋传导等 答案 c 解析 从图中发生的变化可判断 甲是光反应 乙是暗反应 丙是有氧呼吸 丁是atp的水解 有氧呼吸产生的atp不能用于光合作用的暗反应 a项错误 光反应过程中产生的atp用于还原三碳化合物 b项错误 光反应合成atp所需的能量来源于光能 而丙过程合成atp所需的能量来自有机物中的化学能 c项正确 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散 不消耗atp d项错误 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 故当温度高于25 时 只是植物光合作用积累的有机物的量开始减少 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 1 呼吸速率增加 co2 光 补偿点b应右移 2 呼吸速率减小 co2 光 补偿点b应左移 3 呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 co2 光 补偿点b右移 条件的改变使光合速率上升时 co2 光 补偿点b左移 下面对该表格分析中正确的是 a 昼夜不停地光照 在35 时该植物不能生长b 昼夜不停地光照 在20 时该植物生长得最快c 每天光照12h 20 时该植物积累的有机物最多d 每天光照12h 30 时积累的有机物是10 时的2倍 答案 c 解析 光照下吸收co2量表示植物的净光合作用的量 黑暗中释放co2量表示植物的呼吸量 昼夜不停地光照 在35 时该植物的净光合作用的量为3 00 植物能生长 昼夜不停地光照 植物生长得最快就是净光合作用的量最多的一组 应在25 时 每天光照12h 黑暗12h 植物积累有机物最多的是12h植物净光合作用的量与12h植物呼吸量的差值 该差值20 时最多 每天光照12h 30 时积累的有机物是 3 50 3 00 12 0 50 12 10 时积累的有机物是 1 75 0 75 12 1 00 12 故30 时积累的有机物是10 的0 5倍 解法提炼 在光下 植物净光合速率与实际光合速率的计算 1 植物黑暗条件下的耗o2量即为植物的呼吸强度 2 光合作用 实际 产o2量 实测的o2释放量 呼吸耗o2量 3 光合作用co2消耗量 实测的co2消耗量 呼吸co2释放量 4 光合作用葡萄糖净生产量 光合作用 实际 葡萄糖生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量 1 实验原理解读 1 提取 叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水 可用无水乙醇等有机溶剂提取色素 2 分离 各种色素在层析液中溶解度不同 溶解度高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 必备实验 叶绿素的提取和分离 1 注意事项及原因分析 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 未加二氧化硅 石英砂 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 滤液中色素浓度过低 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 1 原创 下列有关叶绿体色素提取和分离实验的叙述中 正确的是 a 提取色素时 加入碳酸钙是为了溶解绿叶中的色素b 提取色素时 加入无水乙醇过多会使色素带颜色变浅c 分离色素时 滤纸条上扩散最快的色素其含量最高d 分离色素时 滤纸条上滤液细线必须低于层析液液面 答案 b 解析 提取色素时 加入碳酸钙的目的是中和酸性物质 防止叶绿体色素被破坏 提取色素时 加入无水乙醇可溶解叶绿体中的色素 若加入无水乙醇过多会使滤液中色素浓度降低 导致滤纸条上色素带颜色变浅 分离色素时 滤纸条上扩散最快的色素是类胡萝卜素 含量最多的色素是叶绿素a 分离色素时 滤纸条上的滤液细线不能触及层析液液面 否则叶绿体色素溶解在层析液中而不会在滤纸条上扩散 2 2015年江苏姜堰模拟 在 绿叶中色素的提取和分离 实验中 某同学按下表中的方法步骤进行了实验 请分析回答 1 步骤 中加无水乙醇的作用是 2 按照上表中方法步骤进行实验操作 未加入 中空格的物质 该同学收集到的滤液呈 色 填 深绿色 浅绿色 或 黄绿色 3 上述实验操作中存在三处空格 请一一填写分别是 4 若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂 根据你所学的叶绿素化学性质分析 天然叶绿素不能添加在 填 酸性 碱性 或 中性 食品中 5 层析后滤纸条上的色素带 自上而下依次为 橙黄色的 黄色的 蓝绿色的 和黄绿色的 答案 1 提取绿叶中的色素 2 浅绿 3 新鲜碳酸钙脱脂棉 4 酸性 5 胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b 解析 1 步骤 中无水乙醇的作用是提取绿叶中的色素 2 按照上表中方法步骤进行实验操作 因为末加碳酸钙 叶绿素被破坏 故该同学收集到的滤液呈浅绿色 3 该实验操作中存在三处空格 分别是新鲜 含有色素多 碳酸钙 保护色素 脱脂棉 色素容易被吸附在滤纸上 所以一般选用脱脂棉 4 天然叶绿素不能添加在酸性 酸性可以破坏色素 食品中 5 层析后滤纸条上的色素带 自上而下依次为 橙黄色的胡萝卜素 黄色的叶黄素 蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b 素能培优 一昼夜中 co2吸收和释放及含量变化的曲线分析 a点 凌晨3时 4时 温度降低 细胞呼吸减弱 co2释放减少 b点 上午6时左右 太阳升起 开始进行光合作用 bc段 光合作用速率 细胞呼吸速率 c点 上午7时左右 光合作用速率 细胞呼吸速率 ce段 光合作用速率 细胞呼吸速率 d点 温度高 蒸腾作用旺盛 叶肉细胞失水 部分气孔关闭 co2供应不足 光合作用速率减慢 e点 下午6时左右 光合作用速率 细胞呼吸速率 ef段 光合作用速率 细胞呼吸速率 fg段 太阳落山 光合作用停止 只进行细胞呼吸 n点 光合作用速率 细胞呼吸速率 co2含量达到最大 np段 白天 光照较强 光合作用速率 细胞呼吸速率 co2释放量 co2吸收量 co2含量逐渐减少 p点 光补偿点 光合作用速率 细胞呼吸速率 co2含量达到最小 pq段 由有光照到无光照 光合作用速率 细胞呼吸速率 ef时间段 或只进行细胞呼吸 fg时间段 co2释放量 co2吸收量 co2含量逐渐增加 q点 一昼夜结束 如果q点低于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量增加 如果q点高于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量减少 如果q点等于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量不变 解题规律 坐标曲线题解题技巧可分三步 1 识图 识图的关键是三看 即识标 明点 析线 第一看 理解坐标图中纵 横坐标的含义 找出纵 横坐标的关系 再联系相应的知识点 即识标 第二看 明确曲线中的特殊点 顶点 始终点 转折点 交叉点 所表示的生物学意义 即明点 第三看 曲线的走向 变化趋势 揭示各段曲线的变化趋势及其含义 根据纵 横坐标的含义可以得出 在一定范围内 随 横坐标量 的增加 纵坐标量 逐渐增加或减小 超过一定范围后 随 横坐标的量 的增加 纵坐标的量 减少或增加 或者达到某种平衡状态 若为多重变化曲线坐标图 要分别揭示其变化趋势 然后对比分析 找出符合题意的曲线或者是结论 即析线 2 析图 解决为什么的问题 通过联想与图像有关的概念 规律 原理等 并寻求图像中各自变量与函数的关系 由此分析图中为什么会出现这些特殊点 曲线为什么有这种变化趋势 它们说明了什么 以此揭示问题的实质和规律 3 用图 识图是基础 析图是关键 用图是目的 通过剖析图像 运用图中曲线特征 规律来解决实际问题 最后用规范的生物学语言表达 表述中出现的主要问题有 不善于表述过程和说明问题 表述不规范 不简洁 不准确 不到位或越位 1 2015年浙江衢州一中检测 如图表示夏季晴天 某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜co2浓度的变化情况 假设5时日出 19时日落 玻璃罩内的植物生理状态与自然环境中的相同 用co2测定仪测得了一天中该玻璃罩内co2浓度的变化情况 绘制成如下图所示的曲线 下列有关说法正确的是 a bc段较ab段co2增加减慢 是因为低温使植物呼吸作用减弱b co2浓度下降从d点开始 说明植物进行光合作用是从d点开始的c fg段co2浓度下降不明显 是因为光照强度减弱 光合作用减弱d h点co2浓度最低 说明此时植物对co2的吸收最多 光合作用最强 答案 a 解析 由图可知 bc段较ab段co2增加减慢 是因为低温使植物呼吸作用减弱 a项正确 co2浓度下降从d点开始 说明d点时光合