高考生物《光合作用的原理和应用》复习参考课件 新人教版.ppt

二 光合作用的原理和应用 知识排查 双基自测1 在光合作用的实验室里 如果所用水中有0 20 的水分子含18o 二氧化碳中有0 68 的二氧化碳分子中含18o 那么 植物进行光合作用释放的氧气中 含18o的比例为 a 0 20 b 0 44 c 0 64 d 0 80 答案 a解析 考查光合作用过程中释放出的o2中氧元素的来源 在光反应阶段 水解成 h 和游离态的氧 氧气释放出来 由此可知 o2中氧元素来源于水 所以 o2中的18o的含量为0 20 2 光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段 下列叙述正确的是 a 光反应不需要酶 暗反应需要多种酶b 光反应消耗水 暗反应消耗atpc 光反应固定co2 暗反应还原co2d 光反应储存能量 暗反应释放能量答案 b 3 对光合作用过程中的物质转变途径的叙述 错误的是 a 碳原子 co2 c3化合物 葡萄糖b 氧原子 h2o o2c 氢原子 h2o atp 葡萄糖d 氧原子 co2 c3化合物 葡萄糖答案 c 4 光合作用过程中 水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自 a 呼吸作用产生的atp和光能b 都是呼吸作用产生的atpc 光能和光反应产生的atpd 都是光反应产生的atp答案 c 5 下列关于光合作用的叙述中 正确的是 a 光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行 暗反应在叶绿体的基质中进行b 光反应需要光 不需要酶 暗反应不需要光 需要多种酶c 当对植物突然停止光照以后 暗反应也马上停止d 光反应分解水生成o2 暗反应消耗o2生成水 答案 a解析 光反应所需的色素和酶在类囊体薄膜上 所以光反应的场所是类囊体薄膜 暗反应所需的酶在叶绿体基质中 所以暗反应的场所在叶绿体基质 当突然停止光照以后 光反应产生的 h 和atp暂时还没完全消失 所以暗反应还能继续进行短暂的时间 光反应分解水生成o2 暗反应在还原c3过程中生成水 6 研究光合作用的卡尔文等人进行了以下实验 在某种绿藻培养液中通入14co2 再给予不同的光照时间后 从培养液中提取并分离放射性物质 预测实验结果是 a 无论光照时间长短 放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体薄膜上b 光照时间越长 产生的放射性物质的种类越多c 光照时间越短 产生的放射性物质的种类越多d 只要给予光照 放射性就会出现在葡萄糖中答案 b解析 光照时间越长 由光合作用制造的含14c的有机物参与代谢的物质的量就越多 产生的放射性物质的种类也就越多 7 下图是光合作用过程的图解 请对图仔细分析后回答下列问题 1 图中a代表 其功能是 2 图中b是 在光合作用过程中来自于 3 图中c是 它被传递到叶绿体的 部位 用于 4 图中d是 在叶绿体中合成d所需的能量来自 5 图中e是 请写出其分子简式 6 图中f是 它是由co2和 结合后形成的 7 图中h是 此阶段是在叶绿体的 上进行的 i是 此阶段是在叶绿体的 中进行的 8 由c进入i过程称为 由d进入i过程称为 由f到g称为 由g到f称为 9 确切地说 j代表 答案 1 叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用的光反应 2 o2h2o 3 氢或 h 基质还原三碳化合物 4 atp色素吸收的光能 5 adpa p p 6 c3 三碳化合物 c5 五碳化合物 7 光反应类囊体结构薄膜暗反应基质 8 供氢供能c3的还原co2的固定 9 有机物 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 而将空气的更新归结于植物的生长 由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 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 h218o co2 植物 18o2h2o c18o2 植物 o2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 特别提醒 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个小时 以消耗掉叶片中的营养物质 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 典例1 下图表示德国科学家萨克斯的实验 叶片光照24h后 经脱色并用碘液处理 结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色 而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色 本实验证明 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放出氧气 光合作用制造淀粉a b c d 解析 本题考查对光合作用的条件 产物的生成进行综合分析 光照一段时间 叶片裸露的部分进行光合作用 脱色后用碘液处理变蓝 说明有淀粉生成 有锡箔覆盖的位置 因没有光 不能进行光合作用 未产生淀粉 用碘液处理不变蓝 说明光合作用需要光 没有光就不能进行光合作用 答案 c 互动探究 1 进行本实验前对叶片应做怎样的处理 2 本实验是否需要另设对照实验 提示 1 进行饥饿处理 耗尽叶片中的原有淀粉 2 不需要 叶片裸露部分为对照组 锡箔覆盖部分为实验组 方法技巧 在光合作用的发现中 科学家们利用了对照实验 使结果和结论更科学 准确 萨克斯 自身对照 自变量为光照 一半曝光与另一半遮光 因变量为颜色变化 恩格尔曼 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 因变量为好氧菌的分布 鲁宾和卡门 相互对照 自变量为标记物质 h218o与c18o2 因变量为o2的放射性 普利斯特利 缺少空白对照 实验结果说服力不强 变式训练1 1普利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气达到了平衡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 解析 普利斯特利的实验成败与否的关键是要看是否把装置置于阳光下 普利斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下 取得了成功 但他却忽视了这一点 即没有明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件 所以后来的科学工作者在重复该实验时 置于阳光下的取得了成功 不置于阳光下的则遭到失败 答案 a 二 光合作用过程分析1 光合作用过程图解 特别提醒 上述方程式表示的光合产物只为单糖 实际上光合产物主要是糖类 包括单糖 葡萄糖和果糖 二糖 蔗糖 和多糖 淀粉 其中以蔗糖和淀粉最为普遍 但一些实验证明 蛋白质 脂肪和有机酸也都是光合作用的直接产物 因此对光合作用产物应理解为有机物和氧气更为确切 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2 下图为光反应 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 2 光反应为暗反应提供了 和 3 光合作用中的能量转变是光能 4 如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 5 若对植物作如下处理 甲 持续光照10min 乙 光照5s后再黑暗处理5s 连续交替进行20min 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的总量是 a 甲多于乙b 甲少于乙c 甲和乙相等d 无法确定 解析 3 在光合作用过程中的能量变化是光能转变成atp中的化学能 再转变成有机物中的化学能 有机物主要是指糖类中的葡萄糖 4 第一个空的原因是缺少形成c3的原料co2 第二个空的原因是co2减少 固定过程受阻 c3合成减少 同时又由于光照停止 光反应产生的 h 和atp减少 使还原过程也受阻 这样c3的含量就相对稳定 5 甲乙两种情况下 光反应时间相等 产生的 h 和atp的量几乎相等 这些物质除用于光反应时间的暗反应外 还能维持无光时的一段时间的暗反应 即甲的暗反应时间为10min 而乙的暗反应的时间大于10min 注意此题问的是制造的有机物的总量 而不是积累的有机物的总量 故不必考虑细胞呼吸 答案 1 o2atp h co2 2 h atp 3 atp中的化学能糖类 有机物 中的化学能 4 缺乏形成c3的原料光反应受阻 缺乏 h 和atp还原c3 5 b 规律总结 绿色植物光合作用的 午休 现象出现的原因有三点 由于气温过高 蒸腾作用旺盛 水分在中午供应不足 气孔关闭 由于气孔关闭导致co2供应不足 光合作用的产物来不及运走 积累在叶肉细胞的细胞质中 阻碍细胞内co2的运输 变式训练2 1某科学家用14c标记的co2 去追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转移 下列途径中最可能的是 a 二氧化碳 五碳化合物 三碳化合物b 二氧化碳 叶绿素 atpc 二氧化碳 酒精 葡萄糖d 二氧化碳 三碳化合物 葡萄糖解析 在光合作用的暗反应中 用14c标记的co2先和五碳化合物发生反应 生成三碳化合物 然后三碳化合物被还原生成有机物 葡萄糖 即14c的去路为二氧化碳 三碳化合物 糖类 葡萄糖 答案 d 三 环境因素对光合作用强度的影响及应用1 探究光照强度对光合作用强度的影响及相关分析 1 实验流程 2 实验结论 在一定范围内 随着光照强度不断增强 光合作用强度也不断增强 小圆形叶片中产生的o2多 浮起的多 3 光照强度与光合作用速率的关系曲线分析应用 曲线分析a点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放的co2量可表示此时细胞呼吸的强度 ab段 随光照强度增强 光合作用强度也逐渐增强 co2释放量逐渐减少 这是因为细胞呼吸释放的co2有一部分用于光合作用 此时细胞呼吸强度大于光合作用强度 b点 细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用 即光合作用强度等于细胞呼吸强度 光照强度只有在b点以上时植物才能正常生长 b点所示光照强度称为光补偿点 bc段 表明随着光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到c点以上不再加强了 c点所示光照强度称为光饱和点 应用 阴生植物的b点前移 c点较低 如图中虚线所示 间作套种农作物的种类搭配 林带树种的配置 可合理利用光能 适当提高光照强度可增加大棚作物产量 2 co2浓度对光合作用强度的影响 1 曲线分析 图1和图2都表示在一定范围内 光合作用速率随co2浓度的增加而增大 但当co2浓度增加到一定范围后 光合作用速率不再增加 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 图2中的a 点表示进行光合作用所需co2的最低浓度 图1和图2中的b和b 点都表示co2饱和点 2 应用 在农业生产上可以通过 正其行 通其风 增施农家肥等增大co2浓度 提高光能利用率 3 温度对光合作用速率的影响 1 曲线分析 温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率 2 应用 冬天 温室栽培可适当提高温度 也可适当降低温度 白天调到光合作用最适温度 以提高光合作用 晚上适当降低温室温度 以降低细胞呼吸 保证植物有机物的积累 4 必需元素供应对光合作用速率的影响 1 曲线分析 在一定浓度范围内 增大必需元素的供应 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渗透失水而萎蔫 2 应用 根据作物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 5 水分的供应对光合作用速率的影响 1 影响 水是光合作用的原料 缺水既可直接影响光合作用 又会导致叶片气孔关闭 限制co2进入叶片 从而间接影响光合作用 2 应用 根据作物的需水规律合理灌溉 典例3 科学家研究co2浓度 光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响 得到实验结果如下图 请据图判断下列叙述不正确的是 a 光照强度为a时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是co2含量不同b 光照强度为b时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是温度不同c 光照强度为a b时 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高d 光照强度为a c时 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高 思路点拨 由题干获取的主要信息有 曲线表示co2含量 光照强度和温度对光合作用强度的综合影响 纵坐标光合作用强度为真光合作用强度 三条曲线相互之间有相同点和不同点 解答本题先明确三条曲线相互之间的相同点和不同点 再分析各关键点曲线差异的原因 解析 由题目中坐标曲线图信息可知 光照强度为a c时 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高 而曲线 在光照强度为b之前 光合作用强度已达最大值 因此d错误 光照强度为a时 曲线 和曲线 的变量是co2含量 因此其差异是由co2含量造成的 同理可知 造成曲线 和曲线 差异的原因是温度 光照强度为a b时 限制曲线 和曲线 光合作用强度的主要因素是光照强度 因此会随光照强度的上升而上升 答案 d 变式训练3 1请回答下列有关光合作用的问题 1 光合速率受到温度 二氧化碳和光照强度的影响 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 某植物光合速率与光照强度和温度的关系 在温度为10 光照强度大于 klx时 光合速率不再增加 当温度为30 光照强度小于l3klx时 光合速率的限制因素是 根据甲图 在乙图的坐标上标出光照强度为l2klx 温度分别为10 20 和30 时的光合速率 3 丙图表示a b两种植物的光合速率与光照强度的关系 当在 klx光照强度条件下 a b两种植物的光合速率相同 a植物在光照强度为9klx时 2h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 a植物在1d内 12h白天 12h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 klx 解析 光是光反应的必要条件 光照强度直接影响光合作用的光反应过程 co2的固定发生在暗反应过程中 co2浓度直接影响光合作用的暗反应阶段 据甲图可知 温度为10 光照大于l1klx时 光合速度不再增加 光强小于l3klx时 不同温度条件下 光合速率相等 限制光合速率的因素是光照强度而不是温度 据甲图知光强为l2klx 温度分别为10 20 和30 的光合速率分别为2 4 4 在乙图中标出 由丙图知当光照强度为6klx时 a和b植物光合速率都是6mg h 两种植物光合速度相同 a植物在光强为9klx 2h单位叶面积可积累葡萄糖为 8 2 44 1 6 180 10 9 mg 由丙图可知a植物每小时产生4mgco2 当光强为6klx时 每小时吸收4mgco2 净积累量等于呼吸作用消耗量 当植物处于白天12h 黑夜12h时 要使有机物积累量为正值 白天平均光照强度必须大于6klx 答案 1 光反应暗反应 2 l1光照强度 见下图 3 610 96 四 光合作用与有氧呼吸的比较1 区别与联系 2 光合作用与细胞呼吸的计算 1 光合作用速率表示方法 通常以一定时间内co2等原料的消耗量或o2 ch2o 等产物的生成量来表示 但由于测量时的实际情况 光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率 2 在有光条件下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 实验容器中o2增加量 co2减少量或有机物的增加量 称为表观光合速率 而植物真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 如下图所示 3 呼吸速率 将植物置于黑暗中 实验容器中co2增加量 o2减少量或有机物减少量 即表示呼吸速率 4 一昼夜有机物的积累量 用co2量表示 可用下式表示 累积量 白天从外界吸收的co2量 晚上呼吸释放的co2量 特别提醒 将离体叶片培养在nahco3溶液中 分别测定黑暗和光照下溶液ph的变化或借助酸碱指示剂的颜色变化 可以验证光合作用吸收co2和细胞呼吸释放co2 典例4 以测定的co2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响 结果如下图所示 下列分析正确的是 a 光照相同时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等b 光照相同时间 在20 条件下植物积累的有机物的量最多c 温度高于25 时 光合作用制造的有机物的量开始减少d 两曲线的交点表示光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等 思路点拨 由题干获取的主要信息有 曲线横坐标表示温度 纵坐标表示co2的吸收量与释放量 实线表示呼吸强弱 虚线表示表观光合速率 真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 解题时应注意光合作用有机物的合成量是实线与虚线的和 再结合每个选项分析即可 解析 光照相同时间 光合作用制造有机物的量等于有机物净积累量加细胞呼吸消耗有机物量 35 时光合作用制造有机物量为3 3 5 6 5 mg h 30 时为3 5 3 6 5 mg h a正确 由图表虚线可以看出光照相同的时间 25 时有机物净积累量最多 故b错误 温度超过25 有机物净积累量开始减少 光合作用制造的有机物的量仍随温度升高而增加 故c项错误 两条曲线的交点表示有机物积累 光合产生 呼吸消耗 量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 故d项错误 答案 a 互动探究 1 由图中曲线判断昼夜恒温且光照与黑暗时间相同时 哪一温度下对该植物增产最有利 2 在曲线相交的交点处 光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗的有机物的多少倍 提示 1 25 2 2倍 变式训练4 1下图表示高等植