高考生物专题复习 第14讲 光合作用的发现及叶绿体中的色素课件 大纲人教版.ppt

第六章 知识框架 生命活动的实现离不开物质的转变及能量的转换 光合作用是生物界能量的来源 光合作用的发现过程 能量转换 物质变化 影响光合作用的因素都是历年考查的重点 植物的代谢除了光合作用以外 还有矿质代谢 水分代谢 这些也是植物生命活动的基础 此知识点考查题目多种多样 要进行系统综合训练 第六章 复习策略 1 复习时要学会绘制光合作用发现史的过程图 明确每个实验的实验原理 材料选择 实验目的 实验过程 了解每个实验之间的逻辑关系 领悟科学的实验方法 通过绘制光合作用过程图 把握光反应和暗反应之间的关系 通过设计实验探究影响光合作用的外界因素 并绘制影响光合作用的因素的曲线图 第六章 复习策略 2 代谢过程主要包括物质的吸收 运输 利用 散失等主要过程 水分代谢包含上述四个过程 矿质代谢一般不包括矿物质的散失 然后逐一进行比较 总结出物质代谢的共同点和不同点 任何代谢离不开环境 总结影响光合作用 水分与矿质元素代谢的主要环境因素及其在生产上的应用 3 渗透作用原理注意选择题 识图分析题形式的考查 矿质代谢多为实验设计题 影响矿质元素吸收的因素多利用曲线图来考查 第六章 复习策略 1 本章包括必修教材第三章中第三 四 五节内容和选修教材中第二章第一节的内容 主要是植物新陈代谢方面的内容 主要考点 1 光合作用的发现 实验探究过程及影响因素 2 光合作用与呼吸作用的关系及其在生产实践中的应用 3 植物吸水和失水的原理及应用 4 矿质元素的吸收及影响因素 5 水分和矿质元素的运输 第六章 使用建议 第六章 使用建议 2 本章复习重点包括三个方面 1 光合作用的过程及影响因素 掌握光反应和暗反应之间的关系 影响光合作用的外界因素 2 光合作用与呼吸作用的关系及其在生产实践中的应用 3 呼吸作用与水分代谢和矿质代谢之间的关系 第六章 使用建议 3 在教学中 要注意 1 以植物的新陈代谢为线索 综合复习光合作用 必修 选修 矿质代谢和水分代谢 将光合作用 水分与矿质元素代谢有机结合在一起 符合高考考试大纲 能把握所学知识的要点和知识的内在联系 的要求 2 注重教材实验 色素的提取与分离 质壁分离和复原 和实验设计题型 影响光合作用的因素 光合作用的发现 矿质元素的生理作用及水分代谢等 第六章 使用建议 4 课时安排本章共5讲及一个全章综合训练卷 一个单元滚动训练卷 第14讲建议2课时完成 第15讲建议2课时完成 第16讲建议2课时完成 第17讲建议2课时完成 第18讲建议2课时完成 全章综合训练卷建议1课时完成 单元滚动训练卷建议1课时完成 大约共需12课时 第14讲 光合作用的发现及叶绿体中的色素 第14讲光合作用的发现及叶绿体中的色素 第14讲 考点整合 考点一光合作用的发现 1 18世纪中期 人们认为植物体内全部营养物质都是从 中获得的 2 1771年 英国科学家普里斯特利用蜡烛和小鼠分别与绿色植物在一起的实验 证明 3 1864年 德国科学家萨克斯实验 暗处理几小时的绿色叶片一半曝光一半遮光 然后用碘蒸气处理 曝光处叶片变蓝 说明 土壤 植物可以更新空气 光合作用产生淀粉 第14讲 考点整合 4 1880年 美国科学家恩格尔曼的实验证明氧是由 释放出来的 是绿色植物进行光合作用的场所 5 20世纪30年代 美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记h2o和co2的实验 证明 叶绿体 叶绿体 光合作用释放的氧全部来自参加反应的水 第14讲 考点整合 易错易混点 对实验用叶片进行黑暗处理 又称为饥饿处理 目的是消耗叶片中原有淀粉 避免其干扰 用碘检验绿叶中淀粉必须用酒精先进行脱色处理 避免叶绿体色素的干扰 同位素标记法可以追踪所要观察的元素 以研究c o等原子在光合作用中转移的途径 第14讲 考点整合 考点二光合作用色素 第14讲 考点整合 易错易混点 欲降低光合作用可采用绿光 而要增强光合作用可采用红光和蓝紫光或白光 叶绿素不稳定 容易被破坏 这是深秋叶片失绿的原因 第14讲 考点整合 考点三实验 叶绿体中色素的提取和分离 1 原理 叶绿体中的色素溶解于 如 相似相溶 形成色素液 所以可以用无水乙醇和丙醇提取叶绿体中色素 分离的原理是 四种色素在层析液中 不同 因而随层析液在滤纸上的 不同 根据此原理使各色素分离开来 有机溶剂 酒精或丙酮 溶解度 扩散速度 第14讲 考点整合 2 步骤 1 提取叶绿体中的色素 法 5克叶片 放入研钵中 加入少许二氧化硅 碳酸钙 5毫升丙酮 快速 充分地 后收集滤液 将研磨液迅速倒入基部已放一块单层尼龙布的漏斗中过滤 将滤液收集到小试管中 及时用 将试管塞紧备用 研磨 称取 剪碎 研磨 过滤 棉塞 第14讲 考点整合 2 制备 将干燥过的定性滤纸剪成6cm 1cm的条 一端剪去 距该端 处用铅笔画一条极细的横线 用毛细吸管吸取少量滤液 沿铅笔线均匀画 的滤液线 待 后再重复画2 3次 次数越多色素越多 3 色素分离 法 将干燥后的滤纸条 一端朝下放入有少许 2 3ml 层析液的烧杯中 盖上 4 观察 层析后 取出滤纸条 风干后观察色素分离情况 滤纸条 两角 1cm 一条细而直 干燥 纸层析 画线 培养皿 第14讲 考点整合 易错易混点 由于叶绿素容易分解 所以应避免强光或温度过高 重复画滤液细线时应风干 不可加热 叶绿素溶液在透射光下呈绿色 在反射光下呈红色的现象称为荧光现象 探究点一光合作用发现的相关实验中科学家们注意了哪些问题 第14讲 要点探究 第14讲 要点探究 1 普里斯特利实验图 其对照实验是怎样设置的 a与b对照 c与d对照 b与c为平行实验 起相互对照的作用 2 恩格尔曼实验过程 现象 变量和结论 第14讲 要点探究 3 恩格尔曼实验在设计上的巧妙之处 主要表现在以下四个方面 1 选材方面 选用水绵为实验材料 水绵不仅具有细长的带状叶绿体 而且叶绿体呈螺旋状分布在细胞中 便于观察 分析研究 2 将临时装片放在黑暗且没有空气的环境中 排除了光线和氧气的影响 从而确保实验正常进行 3 选用极细光束照射 并且选用好氧细菌检测 从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位 4 进行黑暗 局部光照 和曝光对比实验 从而明确实验结果完全是光照引起的 第14讲 要点探究 4 萨克斯实验中黑暗处理的目的是什么 怎样设置对照 萨克斯实验中黑暗处理的目的是 消耗掉叶片中原有的淀粉 曝光与遮光形成对照 检验试剂为碘蒸气 检验前用酒精浴加热处理 目的是溶解色素以去除叶片绿色 5 鲁宾和卡门为了弄清光合作用中氧元素的去向 实验方法是什么 为什么同时设置两组实验 实验方法是 同位素标记法 两组实验互为对照 可增强实验的科学性和可信度 从而能够证明光合作用释放的氧全部来自于参加反应的水 第14讲 要点探究 例1请回答与光合作用有关的问题 1 甲 乙 丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图14 2所示 图14 2 第14讲 要点探究 请据图回答 强光下上述三种植物固定co2能力最强的植物是 乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是 填 a b c d 当光照强度从a到b时 植物光合作用强度增加得最快 2 植物光合作用产生的o2来自h2o 还是来自co2 请写出简单实验思路并证明你的结论 第14讲 要点探究 答案 1 甲 c 甲 2 来自于h2o 分别将c18o2和ho提供给两组植物 分析两组植物光合作用释放的o2 18o仅在ho组植物中产生 即可证明上述结论 第14讲 要点探究 解析 1 依题意 在强光下甲植物光合作用强度较乙 丙植物高 因此 甲固定co2能力最强 随着光照强度的增强 乙植物在c光照强度时先达到最大光合作用强度 在a点 三种植物的光合作用强度相同 而b点时甲的光合作用最大 所以甲植物光合作用强度增加得最快 2 首先用18o分别标记co2和h2o中的氧提供给两组植物作为光合作用的原料 分析两组植物光合作用释放的18o2仅在ho组的植物中产生 点评 光合作用部分的考查是历年高考的重点 可能独立考查 也可能联合呼吸作用等其他生理代谢考查 以下变式题将从多个角度对恩格尔曼实验进行考查 第14讲 要点探究 变式题 2010 嘉兴模拟 1880年美国生物学家g engelmann设计了一个实验研究光合作用的光谱 他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上 并在水绵的悬液中放入好氧细菌 观察细菌的聚集情况 如图14 3所示 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 第14讲 要点探究 a 细菌对不同的光反应不同 细菌聚集多的地方 水绵光合作用强b 好氧细菌聚集多的地方 o2浓度高 水绵光合作用强 则在该种光照射下植物光合作用强c 好氧细菌聚集多的地方 水绵光合作用产生的有机物多 则在该种光照射下植物光合作用强d 聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物 o2 使水绵的光合作用速度加快 则该种光有利于光合作用 第14讲 要点探究 b 解析 好氧细菌生活需要氧气 因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方 也是水绵光合作用强的地方 探究点二实验 植物细胞中叶绿素的提取与分离 1 光合作用的概念 1 场所 叶绿体 2 原料 co2和h2o 3 条件 光 色素 酶 4 产物 有机物 氧气 第14讲 要点探究 第14讲 要点探究 易错易混点 注意同位素标记技术的应用 如光合作用产物氧气来源于参加反应的水 第14讲 要点探究 第14讲 要点探究 第14讲 要点探究 易错易混点 1 有关光合色素的基础 1 含量最多的色素为叶绿素a 含量最少的为胡萝卜素 二者之间相距最远的色素带为叶黄素和叶绿素a 2 光合作用中最有效的光为白光 最无效的光为绿光 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 3 叶片呈绿色的原因是叶片不易吸收绿光 而反射的绿光最多 秋天叶片变黄表现出类胡萝卜素颜色 叶片变红的原因是液泡中有色素 第14讲 要点探究 2 实验注意问题 1 选材要选择新鲜 颜色深绿的叶片 保证提取到较多色素 2 丙酮易挥发且有一定的毒性 在研磨绿叶时 可将纸片盖在研钵上 纸中心穿一个洞 将杵棒穿过洞口进行研磨 研磨要迅速 充分 尽量减少丙酮挥发 滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧 以免滤液挥发 3 划滤液细线 要细且直 并含有较多的色素 可重复多次 第14讲 要点探究 4 向烧杯加层析液时 不要污染烧杯壁 层析液要少量 5 将干燥后画有滤液细线的滤纸条放入烧杯层析液中时 剪角一端朝下 一定不要让滤液细线没入层析液中 以防色素溶解在层析液中 导致色素带不清晰 不整齐 6 色素分离时 不可掀开培养皿盖 要从外面观察色素分离情况 不要让最快分离的色素上升过高或分离到纸条的最顶端 第14讲 要点探究 特别提醒 1 不同颜色温室大棚的光合效率 1 无色透明大棚日光中各色光均能透过 有色大棚主要透过同色光 其他光被其吸收 所以用无色透明的大棚光合效率最高 2 色素对绿光吸收最少 因此绿色塑料大棚光合效率最低 第14讲 要点探究 2 影响叶绿素合成的因素 1 光照 光是影响叶绿素合成的主要条件 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素 因而叶片发黄 2 温度 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性 进而影响叶绿素的合成 低温时 叶绿素分子易被破坏 而使叶子变黄 3 必需元素 叶绿素中含n mg等必需元素 缺乏n mg将导致叶绿素无法合成 叶变黄 另外 fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分 缺fe也将导致叶绿素合成受阻 叶变黄 第14讲 要点探究 3 色素分子作用的不同除少数处于特殊状态的叶绿素a 其他色素分子都能吸收和传递光能 但能够转换光能的仅是少数叶绿素a分子 它接受光能后处于激发态 易失去电子而变为强氧化剂 于是就从周围水分子中夺得电子恢复原状 水则被分解 所以在光反应中h2o是最终电子供体 nadp 是最终电子受体 第14讲 要点探究 例2 2010 江苏卷 不同生态环境对植物光合速率会产生影响 某课题组测定生长于a地 平原 和b地 山区 银杏叶片不同时间的光合速率 结果如图14 6所示 图14 6 第14讲 要点探究 1 植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素 在某些环境因素影响下 部分结合型叶绿素与蛋白质分离 成为游离型叶绿素 a b两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表 第14讲 要点探究 请完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图 从表中数据分析 导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是 2 为提取银杏叶片中的叶绿素 研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外 还应加入 经快速研磨 过滤 将滤液收集到试管中 塞上橡皮塞 将试管置于适当的光照下2 3min后 试管内的氧含量 3 甲 乙是7月1日和10月1日b地银杏叶绿体亚显微结构典型照片 推测 图是10月1日的叶绿体照片 理由是 第14讲 要点探究 第14讲 要点探究 答案 见下图 结合型叶绿素含量降低 2 无水酒精 碳酸钙 石英砂 sio2 基本不变 3 甲10月1日的光合作用速率低 甲图中叶绿体类囊体薄膜结构破坏 第14讲 要点探究 解析 1 绘制曲线等分点 坐标系的建立 坐标轴含义 定量曲线的坐标轴刻度合理 描点连线 定量曲线注意曲线走势 起点和终点 2 注意比较绘制曲线与已知光合速率曲线发现b地银杏叶绿素总量高 但光合速率低 确定光合作用速率与叶绿素总量变化无直接关联 再分析表格数据发现b地银杏结合型叶绿素含量比a地少 确定光合速率下降主要与结合型叶绿素含量明显减少有关 研磨后 叶绿体被破坏 功能丧失 在10月份 游离型叶绿素增多 说明叶绿体的结构部分被破坏 第14讲 要点探究 点评 本题结合色素特性考查光合作用的影响因素 意在考查考生获取信息的能力并转化信息的能力 推理能力和应用能力 以下变式题将从光合作用色素进行考查 第14讲 要点探究 变式题 2010 中山模拟下列有关植物叶绿体的成分和功能的叙述中 正确的是 a 吸收光的色素位于基粒上 转化光能的色素位于基质中b 得到电子后的某些叶绿素a即成为强氧化剂 能使nadph转变成nadp c 光能转化为电能后 能使某些叶绿素b不断得到电子和失去电子d 分解水的部位在基粒 分解atp和nadph的部位在基质 第14讲 要点探究 d 解析 叶绿体中吸收和转化光能的色素均在基粒上 失去电子后的某些叶绿素a成为一种强氧化剂 叶绿素b只能吸收光能 不能转化光能 1 2011 南昌联考 德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时 饥饿 处理 消耗掉叶片中的淀粉 后 再把叶片的一部分遮光 其余部分曝光 一段时间后 将该叶片经脱色 漂洗后再用碘液处理 结果发现遮光部分不变蓝 曝光部分变蓝 下列有关本实验的分析及结论合理的是 本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因 实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉a 全部b 只有 c 只有 d 只有 第14讲 备用习题 第14讲 备用习题 解析 d该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照 错误 该实验只能证明