高考生物一轮复习 专题6 光合作用课件.ppt

专题6光合作用 高考生物 考点一光合色素和叶绿体 知识清单 一捕获光能的色素及提取和分离1 捕获光能的色素 1 分布 主要分布在 叶绿体类囊体薄膜上 2 功能 吸收 传递和转换光能 其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收 蓝紫光和红光 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 蓝紫光 2 实验方法及原理 3 实验流程 4 实验结果分析 如图所示 1 在滤纸条上会呈现四条色素带 从上到下依次是 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a和叶绿素b 记忆口诀 胡黄ab 它们的颜色自上而下依次是橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 2 四种色素中色素带最宽的色素呈现蓝绿色 在层析液中溶解 度最大的色素是胡萝卜素 二捕获光能的结构 叶绿体1 结构 2 功能 进行光合作用的场所 3 与功能相适应的结构特点 吸收光能的色素分布于类囊体薄膜上 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中 1 绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 1 滤纸条色素带颜色均较浅 未加石英砂 二氧化硅 研磨不充分 一次性加入无水酒精的量过多 提取液浓度太低 划滤液细线时次数太少 2 滤纸条下面两条色素带较浅 叶绿素较少 未加碳酸钙或加入过少 叶绿素被破坏 实验材料中叶绿素的含量较少 如泛黄的叶片 3 滤纸条色素带重叠 滤液细线过粗 忘记画滤液细线 滤液细线浸入层析液 色素全部溶解到层析液中 4 滤纸条看不见色素带 例1 2017黑龙江虎林一中上学期期末 20 如图横轴表示色素的相对含量 纵轴表示与滤液细线的相对距离 下列说法正确的是 a 分离色素时滤液细线需浸没在层析液中b 乙醇是水溶性有机溶剂 四种色素均易溶于乙醇 水或丙酮中c 四种色素中含量最大的是乙 d 发黄菠菜叶中含量显著减少的是丙和丁 解析用纸层析法分离色素时 滤液细线一定不能浸没在层析液中 否则色素会溶解在层析液中 a错误 乙醇和丙酮是有机溶剂 四种色素均易溶于乙醇或丙酮 但不易溶于水 b错误 四种色素中含量最大的是乙 叶绿素a c正确 发黄的菠菜叶中含量显著减少的两种色素是叶绿素b和叶绿素a 即甲和乙 d错误 答案c 2 光合色素 知能拓展影响叶绿素合成的 三大 重要外界因素 1 光 光是影响叶绿素合成的主要条件 一般情况下 植物在黑暗中不能合成叶绿素 叶片会发黄 2 温度 温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性 影响叶绿素的合成 低温时叶绿素容易被破坏 叶片显示出类胡萝卜素的颜色 叶片变黄 3 矿质元素 矿质元素对叶绿素的合成也有很大影响 氮和镁是叶绿素合成的必需元素 铁 镁 铜 锌是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂 缺失这些矿质元素 叶绿素无法合成 叶片会变黄 例2 2016课标全国 4 6分 关于高等植物叶绿体中色素的叙述 错误的是 a 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中b 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收c 通常 红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用d 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的 解析叶绿体中的色素是有机物 可溶于无水乙醇 a正确 mg2 是构成叶绿素的成分 可由植物的根从土壤中吸收 b正确 一般情况下 光合作用所利用的光都是可见光 叶绿体中的色素主要吸收红光 蓝紫光用于光合作用 c错误 叶绿素的合成需要光照 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是叶绿素合成受阻引起的 d正确 答案c知识归纳叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光 叶绿素的形成除需要有正常基因外 还需要有光 水 适宜的温度以及n mg等矿质元素 考点二光合作用的原理及应用 一光合作用的过程1 填充过程图解 2 过程分析 1 光反应为暗反应提供了 h 和atp 其转移方向是从 类囊体薄膜到 叶绿体基质 2 能量变化 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 3 若环境中的co2含量减少 则叶绿体中c3的含量将降低 c5的含量将升高 h 和atp的含量将升高 3 反应式co2 h2o ch2o o2 二光合作用的影响因素1 外界因素 1 光照的强度和光质 温室大棚适当补充光照可提高光合速率 对温室大棚用无色透明玻璃最利于进行光合作用 2 空气中的co2浓度 该物质是光合作用的原料之一 主要影响 光合作用过程的暗反应阶段 3 环境中温度的高低 主要影响酶的活性 4 土壤中水分的多少 该物质是光合作用的原料之一 缺乏时首先会引起气孔关闭 会影响co2进入叶肉细胞 从而影响光合速率 2 内部因素不同植物或同一植物在不同发育期光合速率不同 其主要影响因素是叶绿体的数量以及叶绿体中色素和酶的含量 一 光合作用的探索历程1 普利斯特利的实验密闭玻璃罩 绿色植物 1 没有发现光在植物更新空气中的作用 而将空气的更新归因于植物的生长 2 受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 萨克斯的实验黑暗中饥饿处理的绿叶 1 该实验设置了自身对照 自变量为光的有无 因变量是颜色变化 有无淀粉生成 2 该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 在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理 3 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明光是光合作用的必要条件 3 恩格尔曼实验 1 结论 叶绿体是光合作用的场所 光合作用过程能产生氧气 2 该实验设置极细光束和黑暗 完全曝光和黑暗两组对照 自变量为光照的有无 因变量为好氧菌聚集的部位 4 鲁宾和卡门的实验 1 该实验设置了对照 自变量是标记物质 o和c18o2 因变量是o2的放射性 2 鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪co2和h2o中的元素在光合作用中的转移途径 二 光反应与暗反应的区别与联系 例3 2015安徽理综 2 6分 下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 解析由图解可知 光反应产生的atp和 h 参与c3的还原 而不参与co2的固定 a项 b项错误 被还原的c3在有关酶的催化作用下一部分合成了 ch2o 另一部分又形成了c5 c项正确 光照强度变弱时 光反应产生的atp和 h 减少 故短时间内c5含量会降低 d项错误 答案c 三 光合速率的影响因素1 单因子变量对光合速率的影响 1 光照强度 a点 光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 co2释放量即为细胞呼吸强度 ab段 光合作用逐渐加强 但小于细胞呼吸强度 b点 光补偿点 即光合作用强度 细胞呼吸强度 bc段 光合作用强度大于细胞呼吸强度 c点 继续增加光照强度光合速率不再增加 c点对应的光照强度称为光饱和点 知能拓展当条件改变时 曲线中几个关键点的移动规律 a点 与呼吸强度相关 呼吸强度增加或减小 a点相应下移或上移 b点 此时光合速率应等于呼吸速率 若环境改变 如光照强度降低 使光合速率低于呼吸速率 则b点应右移 通过增强光照强度以提高光合速率 反之则b点左移 c点 与光合速率相关 若环境改变 如co2浓度降低 使暗反应速率降低 光合作用对光照的需求降低 则c点左移 d点左下移动 反之则c点右移 d点右上移动 2 co2浓度 图1为净光合速率曲线 a点表示co2补偿点 即光合作用强度等于细胞呼吸强度时的co2浓度 图2为实际光合速率曲线 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 3 温度 最适温度条件下 酶的活性最高 光合作用最强 温度过高光合速率几乎为零 光合速率和呼吸速率的最适温度不同 与光合速率有关的酶对高温较敏感 4 必需矿质元素 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 5 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 影响co2进入叶肉细胞 间接影响光合作用 2 多因子变量对光合速率的影响 1 p点 限制光合速率的因素应为横坐标表示的因子 随着该因子的不断加强 光合速率不断提高 2 q点 横坐标表示的因素不再是限制光合速率的因子 限制因素主要为各曲线表示的因子 例4 2018北京海淀上学期月考 24 图甲表示某光强度和适宜温度下 该植物光合强度增长速率随co2浓度变化的情况 图乙表示在最适温度及其他条件保持不变的情况下 某植物叶肉细胞co2释放量随光强度变化的曲线 下列叙述正确的是 a 图甲中 与f点相比 e点三碳化合物的含量较高 b 图甲中 与g点相比 f点植物光合速率和光饱和点均较高c 图乙中若其他条件不变 co2浓度下降则a点将向右移动d 若图乙中的b点骤变为c点时 短时间内nadph含量将下降 解析与f点相比 e点co2浓度较低 三碳化合物合成较少 所以e点三碳化合物的含量较低 a错误 图甲曲线表示某光强度和适宜温度下 该植物光合强度增长速率随co2浓度的变化情况 只要光合强度增长速率为正值 植物光合速率都在不断增加 g点co2浓度较f点高 所以g点光合速率和光饱和点均较f点高 b错误 若图乙中co2浓度下降 光补偿点将增大 所以a点将向右移动 c正确 若图乙中b点骤变为c点时 光强度增加 短时间内光反应加快 nadph含量将上升 d错误 答案c 方法1 模型法 分析光合作用过程中的物质含量变化1 方法模型当外界条件改变时 光合作用过程中c3 c5及atp和adp含量的变化可以采用下图分析 方法技巧 1 光照突然停止时 atp adp c3 c5 分析如下 2 co2供应突然停止时 c5 c3 atp adp 分析如下 2 含量变化模型 例5 2016天津理综 2 6分 在适宜反应条件下 用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后 突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射 下列是光源与瞬间发生变化的物质 组合正确的是 a 红光 atp下降b 红光 未被还原的c3上升c 绿光 h 下降d 绿光 c5上升 解析植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光 对绿光的利用很少 突然改用光照强度与白光相同的红光照射后 光反应速率加快 产物 h 和atp上升 进而c3的还原过程加快 未被还原的c3下降 a b项错误 而改用光照强度与白光相同的绿光照射后 光反应速率减慢 产物 h 和atp下降 进而c3的还原过程减慢 c5下降 c项正确 d项错误 答案c评析本题考查捕获光能的色素 光反应和暗反应过程的能量变化和物质变化等相关知识 难度适中 方法2 对比法 分析光合速率变化曲线和物质含量变化曲线说明 甲图代表24小时内植物净光合速率的变化曲线 乙图代表24小时内密闭环境中的co2含量变化曲线 曲线甲中a i与曲线乙中的a i一一对应 1 曲线甲 乙各段变化的原因 2 曲线甲 乙分析要点的对比 例6 2018吉林实验中学月考 15 某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验 连续48小时测定温室内co2浓度及植物co2吸收速率 得到如图所示曲线 整个过程呼吸速率恒定 据图分析正确的是 a 图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个 b 绿色植物吸收co2速率达到最大的时刻是第45小时c 实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱d 实验全过程叶肉细胞内产生atp的场所是线粒体和叶绿体 解析图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率 当吸收速率为零时 表示植物不从外界吸收二氧化碳 此时光合作用所需的二氧化碳全由呼吸作用提供 即此时呼吸速率与光合速率相等 根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个 分别在第6 18 30 42小时 a错误 据曲线分析 co2吸收速率最大时对应的时刻是第36小时 b错误 由曲线图看出 前24小时比后24小时的平均co2吸收速率低 因此 前24小时比后24小时的平均光照强度弱 c正确 实验全过程叶肉细胞内产生atp的场所包括细胞质基质 线粒体和叶绿体 d错误 答案c 考点三光合作用与细胞呼吸的关系 一光合作用和有氧呼吸的区别 二光合作用和细胞呼吸的联系1 过程联系上图表示叶肉细胞内部分代谢过程 表示物质 甲 戊表示过程 请写出相应的物质和过程名称 atp 丙酮酸 co2 o2 甲 光反应 乙 有氧呼吸第二阶段 2 物质联系3 能量联系 1 光合作用与有氧呼吸过程中 h 和atp来源 去路的比较 2 光合作用和细胞呼吸综合曲线解读 1 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用 测得的数值为呼吸速率 a点 2 绿色组织在有光条件下 光合作用与细胞呼吸同时进行 测得的数据为净光合速率 3 各点 段 的光合作用和呼吸作用分析 例7 2017四川成都五校期初联考 11 如图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程 下列有关说法正确的是 a 过程 产生 h 过程 消耗 h 过程 既产生也消耗 h b 过程 只发生在叶绿体基质 过程 只发生在线粒体基质c 过程 消耗co2释放o2 过程 消耗o2释放co2d 若叶肉细胞内过程 的速率大于过程 的速率 则甘蔗的干重必然增加 解析过程 分别为光反应 暗反应和呼吸作用 光反应中水的光解产生 h 暗反应中消耗 h 和atp 呼吸作用中第一 二阶段产生 h 第三阶段消耗 h a正确 甘蔗叶肉细胞的暗反应只发生在叶绿体基质 过程 发生在细胞质基质和线粒体 b错误 光反应不消耗co2 只是释放o2 c错误 叶肉细胞内过程 的速率大于过程 的速率 甘蔗的干重不一定增加 因为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 而图示仅为叶肉细胞中的能量代谢 d错误 答案a 方法1光合作用和呼吸作用过程中 三率 的判断和计算1 三率 的概念及内在关系 1 呼吸速率 植物非绿色组织 如苹果果肉细胞 或绿色组织在黑暗条件下测得的值 单位时间内一定组织的co2释放量或o2吸收量 2 真正 总 光合速率 表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗的co2或产生o2的量 3 净光合速率 植物绿色组织在有光条件下 光合作用与细胞呼吸同时进行时 测得的数据为净光合速率 从数值关系上 净光合速率 光合速率 呼吸速率 方法技巧 1 根据坐标曲线判定 当光照强度为0时 若co2吸收值为负值 该值代表呼吸速率 该曲线则代表净光合速率 若co2吸收值为0 该曲线代表真正光合速率 2 根据实验条件判定 实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值 则为呼吸速率 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为净光合速率 3 根据代谢过程图解进行判定 2 三率 的判断 图中 和 分别表示从外界吸收的co2和释放到外界中的o2 两者均表示净光合速率 图中 和 分别表示线粒体进行细胞呼吸产生的co2和消耗的o2 两者均表示呼吸速率 图中 和 分别表示叶绿体进行光合作用利用的co2和产生的o2 两者均表示真正光合速率 故 4 根据关键词判定 单位时间内的变化量 提示表中 co2吸收量 是指植物体或植物细胞吸收的co2量 代表净光合速率 若有文字表述为 光合作用co2吸收量 则代表真正光合速率 3 植物有机物积累量的计算方法 1 计算方法 常见以下两种情况 持续光照条件下 有机物积累量 v净 t 有时光照有时黑暗条件下 有两种计算方法 方法一 有机物积累量 光合作用产生量 呼吸作用消耗量 v净 v呼 t光 v呼 t光 t暗 方法二 有机物积累量 光照时的积累量 黑暗时的消耗量 v净 t光 v呼 t暗 2 注意事项 判断植物体能否正常生长 即判断植物有机物积累量是否大于0 注意所求与已知的物质是否一致 如已知co2的量求葡萄糖的量 则需要借助反应式运用化学计算方法进行换算 计算结果还应注意时间 面积 质量 物质的量等单位是否统一 例8 2018湖北黄冈上学期质检 23 将大豆幼苗放在特定的实验装置中 研究温度对光合作用和呼吸作用的影响 各组其他实验条件相同且适宜 实验以co2的吸收量与释放量为指标 实验结果如表所示 下面对该表数据分析有错误的是 a 每天光照24小时 在25 时幼苗生长最快b 每天光照24小时 在35 时幼苗不能生长c 每天光照12小时 20 时幼苗积累的有机物最多d 每天光照12小时 30 时积累的有机物与5 时的相等 解析表中 黑暗中co2释放量 代表呼吸速率 光照下co2吸收量 代表净光合速率 判断每天光照24小时条件下幼苗生长最快的温度 即判断净光合速率最大时对应的温度 a正确 35 时净光合速率大于0 所以每天光照24小时幼苗可以生长 b错误 每天光照12小时 黑暗12小时 幼苗积累有机物的量 12 净光合速率 12 呼吸速率 12 净光合速率 呼吸速率 20 时净光合速率与呼吸速率的差值最大 幼苗积累的有机物最多 c正确 每天光照12小时 30 时积累的有机物 用co2吸收量表示 为12h 3 5mg h 12h 3 0mg h 6mg 5 时积累的有机物 用co2吸收量表示 为12h 1 0mg h 12h 0 5mg h 6mg 两者相等 d正确 答案b 方法2 实验法 测定光合速率和呼吸速率1 常用方法 密闭装置法 黑白瓶法 半叶法等 2 测定原理 光照条件下单位时间内物质 co2 o2 有机物 的变化量为净光合速率 黑暗