高三生物专题复习 能量之源——光与光合作用课件.ppt

第3讲能量之源 光与光合作用 1 绿叶中色素的提取和分离 判断改错 1 色素提取液是无水乙醇 分离液是层析液 2 不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关 3 分离结束后 滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色 蓝绿色 黄色和橙黄色 提示 分离结束后 滤纸条上自上而下的色素依次是胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 颜色自上而下依次是橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 2 色素的种类 含量及功能 1 结构示意图 答案 b a e c d 1 过程图解 2 反应式 1 光合作用强度 1 含义 植物在内通过光合作用制造糖类的数量 2 指标 光合速率 3 表示方法 2 影响光合速率的环境因素 1 原料 空气中 土壤中 2 光照条件 光照强度 光照时间和光的成分等 3 其他 ph等 单位时间 co2的浓度 水分的多少 温度 3 光合作用和化能合成作用的比较 点拨 以上两类生物代谢类型都是自养型 在生态系统中的成分都是生产者 农业中松土可使硝化细菌在o2充足条件下将更多的nh3转化成no或no 提高肥效 1 下图为叶绿体的亚显微结构图 下列关于其结构与功能的叙述不正确的是 a 和 均为选择透过性膜b 上分布有与光反应有关的色素和酶c 在 上形成的产物 h 和atp进入 中为暗反应提供物质和能量d 中进行的反应使atp进入糖类等有机物中 解析 和 表示叶绿体的外膜和内膜 为生物膜 具有选择透过性 为基粒 其上分布着光反应所需的色素和酶 光反应的产物 h 和atp进入 叶绿体基质中 为暗反应提供还原氢和能源物质atp atp水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能 而非直接将atp转移到有机物中 答案 d 2 下列关于光合作用的探究历程的叙述 不正确的是 a 萨克斯让叶片在暗处放置几小时 然后一半遮光 一半曝光处理 得出光合作用需要光照才能进行的结论b 恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验 得出氧气是由叶绿体释放出来的结论c 梅耶根据能量转化和守恒定律 指出植物在进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来d 鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法 证明光合作用释放的氧气来自水 解析 萨克斯让叶片在暗处放置几小时 然后一半遮光 一半曝光 证明了光合作用的产物除了o2外 还有淀粉 恩格尔曼证明了叶绿体是光合作用产生o2的场所 梅耶推测光合作用把光能转换为化学能 鲁宾和卡门证明了光合作用中的o2来自水 答案 a 3 2010 天津高考 在叶肉细胞中 co2的固定和产生场所分别是 叶绿体基质 类囊体薄膜 线粒体基质 线粒体内膜a b c d 解析 植物细胞的光合作用包括光反应和暗反应 光反应包括水的光解和atp的生成 光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上 暗反应包括co2的固定和c3的还原 发生在叶绿体的基质中 植物细胞的细胞呼吸包括三个阶段 其中第二阶段是前一个阶段产生的丙酮酸和水结合生成co2 该过程发生在线粒体基质中 答案 a 4 2012 珠海模拟 下图表示植物光合作用的一个阶段 下列各项叙述正确的是 a 该反应的场所是叶绿体的类囊体b c3生成 ch2o 需要 h atp和多种酶c 提高温度一定能促进 ch2o 的生成d 无光条件有利于暗反应进行 解析 图示为光合作用的暗反应阶段 该反应发生的场所是叶绿体基质 该过程在有光 无光的条件下均会进行 其物质变化为co2的固定和c3的还原 其中c3还原需要光反应提供 h 和atp 此外还需多种酶的参与 温度通过影响该过程中酶的活性影响 ch2o 的生成 因此 在最适温度以上 提高温度不能促进 ch2o 的生成 答案 b 5 正误判断 1 2011 海南高考t12 c 红枫叶片能吸收光能进行光合作用 提示 红枫叶片含叶绿体 叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用 2 2011 浙江高考t1 a 破坏叶绿体外膜后 o2不能产生 提示 光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜 破坏叶绿体外膜 不会影响光反应的进行 仍然会有o2产生 3 2009 安徽高考t1 b h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在基质中 提示 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在叶绿体类囊体薄膜上 4 2008 江苏高考t5 c 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 提示 叶绿体中的atp主要产生于光反应 而且光合作用的糖不可能在叶绿体中分解 1 过程图解 2 反应式及元素去向 3 光反应与暗反应的比较 1 下图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时有关中间产物的量的变化情况 下列判断中正确的是 a 曲线a可表示c5含量的变化b 曲线a可表示还原氢量的变化c 曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化d 曲线b可表示c3量的变化 解析 在光照变为暗处时 h atp和c5的含量减少 c3含量增多 答案 c 2 如图所示 图甲为叶绿体结构与功能示意图 图乙表示一株小麦叶片细胞内c3相对含量在一天24小时内的变化 请据图分析 1 图甲中a b c d分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质 则a b c d依次是 2 在 中发生的过程称为 在 中含有的参与此过程的物质是 3 在 中发生的反应与 中发生反应的物质联系是 4 图乙中 从 点开始合成有机物 至 点有机物合成终止 5 ab段c3含量较高 其主要原因是 6 e点c3含量极少 其原因是 7 e点与f点相比 叶绿体中 h 含量较 填 高 或 低 解析 1 据光合作用过程可知 图中a b c d依次是h2o co2 c3和c5 2 是基粒类囊体 在其上发生光反应 其上含有参与光反应的色素和酶 3 是叶绿体基质 发生暗反应 光反应为暗反应提供 h 和atp 暗反应为光反应提供adp和pi等 4 图中从b点开始c3含量下降 至h点c3含量不再变化 说明光合作用从b点开始 到h点结束 5 6 7 在b点前无光照 不能进行光反应 不能进行c3的还原 因此在ab段c3含量较高 b点之后 开始进行光合作用 c3含量相对下降 h点无光照 光合作用停止 e点c3含量少的原因是植物因 光合午休 气孔关闭 导致co2供应不足 c3合成减少 c3少 h 消耗少 因此e点 h 含量高于f点 答案 1 h2o co2 c3 c5 2 光反应酶和色素 3 光反应为暗反应提供 h 和atp 暗反应为光反应提供adp和pi等 4 bh 5 无光不进行光反应 c3不能被还原 6 气孔关闭 叶肉细胞内co2含量低 co2的固定减弱 7 高 1 光照强度 1 曲线分析 2 应用 延长光照时间 增加光合作用面积 如合理密植 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低 如图中虚线所示 间作套种农作物 可合理利用光能 2 co2浓度 1 曲线分析 曲线表示在一定范围内 光合速率随co2浓度的增加而增大 但当co2浓度增加到一定范围后 光合速率不再增加 a点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的co2浓度 即co2补偿点 b点表示co2饱和点 限制b点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素 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 提高光合作用速率 3 温度 1 温度主要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 冬季 温室栽培可适当提高温度 晚上可适当降低温度 以降低细胞呼吸消耗有机物 4 光质 1 由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光多 吸收绿光最少 故单色光中 红光下光合速率最高 蓝紫光次之 绿光最差 不同波长的光对光合作用的影响是不同的 2 应用 温室大棚使用无色透明的玻璃 或薄膜 若要降低光合作用 则使用有色 如蓝色或绿色 玻璃 或薄膜 5 矿质元素 1 曲线的含义 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使植物吸水困难 从而导致光合作用速率下降 2 应用 在农业生产上 根据植物的需肥规律 合理施肥 可以提高作物的光合作用 6 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 3 2010 安徽高考 为探究影响光合作用强度的因素 将同一品种玉米苗置于25 条件下培养 实验结果如图所示 请回答 1 与d点相比 b点条件下限制玉米对co2吸收量的因素是 c点条件下限制玉米对co2吸收量的主要因素是 2 实验结果表明 在 的条件下施肥效果明显 除本实验所涉及的因素外 从增加光合作用面积的角度考虑 采取 措施能提高玉米的光能利用率 解析 1 b点与d点的单一变量为光照强度 水肥条件都比较适宜 与d点相比 b点条件下玉米吸收co2的量少 主要是因为b点所对应的光照强度弱 c点条件下 光照强度和矿质元素都比较适宜 而土壤中的含水量较低 因此限制玉米吸收co2的主要因素是土壤含水量 2 从图中曲线可以看出 在土壤含水量低于40 时 施肥与不施肥的效果相同 而当含水量达到60 时 施肥后玉米的光合作用强度明显高于不施肥的 增加光合作用面积的方法主要有合理密植 间作套种等 答案 1 光照强度 或光强 土壤含水量 2 土壤含水量40 60 合理密植 1 区别 2 联系 1 物质方面 3 光合速率与呼吸速率 1 呼吸速率的测定方法 植物置于黑暗环境中 测定实验容器内co2增加量 o2减少量或有机物减少量 2 净光合速率和真正光合速率 净光合速率 常用一定时间内o2释放量 co2吸收量或有机物积累量表示 真正光合速率 常用一定时间内o2产生量 co2固定量或有机物产生量表示 3 光合速率与呼吸速率的关系 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率 a点 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 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 4 表观 净 光合速率的测定方法 如下图 条件 整个装置必须在光下 nahco3溶液作用 玻璃瓶中的nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定 满足了绿色植物光合作用的需求 植物光合速率指标 植物光合作用释放氧气 使容器内气体压强增大 毛细管内的水滴右移 单位时间内水滴右移的体积即是光合速率 4 光合作用为生物界提供了赖以生存的物质和能量基础 细胞呼吸为生物体的生命活动提供了直接能源 下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述正确的是 a 光合作用与细胞呼吸总是同时进行的b 光合作用形成的糖类和o2可在细胞呼吸中被利用c 光合作用产生的atp主要用于细胞呼吸d 光合作用在叶绿体中进行 需要消耗o2 解析 本题考查光合作用与细胞呼吸的关系 光合作用必须在有光条件下才能进行 而细胞呼吸在有光和无光条件下都能进行 光合作用可以为细胞呼吸提供糖类和o2 但光合作用的光反应中产生的atp只能用于暗反应 不能用于除此以外的其他生命活动 答案 b 5 如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系 下列说法不正确的是 a 能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5b 各种生物体 病毒除外 都能进行的过程是3c 1 3和4过程产生的 h 都能与氧结合产生水d 2过程需多种酶参与 且需atp供能 解析 本题主要考查光合作用与细胞呼吸过程中 h 与atp的产生与利用 图中的1过程为光合作用光反应阶段 2过程表示光合作用暗反应阶段 3过程表示细胞呼吸第一阶段 除病毒外的各种生物体都能进行 4和5分别表示有氧呼吸第二 三阶段 其中第三阶段产生的能量最多 供各项生命活动利用 1过程中产生的 h 用于暗反应 作为还原c3的还原剂 3和4过程产生的 h 与o2结合产生水 答案 c 考向一光合作用的过程及影响因素 1 从近五年高考看 考查光合作用的过程 影响因素及在农作物增产上的应用 一直是高考中的热点 如2011年江苏高考t4 浙江高考t1 新课标全国高考t3 t29 福建高考t2 大纲全国高考t33等 2 预计2013年高考 本部分内容会联系生活实际以实验分析或图表曲线分析的形式综合考查 需特别关注 1 2011 新课标全国高考 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 环境中 其叶片暗反应中c3和c5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图 回答下列问题 1 图中物质a是 填 c3化合物 或 c5化合物 2 在co2浓度为1 的环境中 物质b的浓度比a的低 原因是 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 物质b浓度升高的原因是 3 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 暗反应中c3和c5化合物浓度达到稳定时 物质a的浓度比b的 填 低 或 高 4 co2浓度为0 003 时 该植物光合速率最大时所需要的光照强度比co2浓度为1 时的 填 高 或 低 其原因是 解析 本题主要考查光合作用的过程及其影响因素 1 暗反应过程中 一分子co2和一分子c5反应会生成两分子c3 所以 光合作用正常进行时 细胞中c3的含量一般是c5含量的2倍 2 当环境中co2浓度突然降低 co2的固定量减少 而c3的还原过程短时间内未受影响 这样c3的生成量减少 而消耗量不变 所以短时间内c3的含量会降低 相反 c5的生成量不变 但消耗量减少 故c5含量会升高 3 一段时间后 反应达到平衡 c3的含量仍会高于c5的含量 4 在低co2浓度的环境中 暗反应固定的c3的量较少 需要消耗的 h 和atp较少 因此所需的光照强度较弱 答案 1 c3化合物 2 暗反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5化合物的含量稳定 根据暗反应的特点 此时c3化合物的分子数是c5化合物的2倍当co2浓度突然降低时 c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5化合物积累 3 高 4 低co2浓度低时 暗反应的强度低 所需atp和 h 少 考向二光合作用与细胞呼吸的关系 1 从近五年高考看 对光合作用与细胞呼吸关系的考查是高考中的最常考查的几种关系之一 多集中在对真正光合速率 净光合速率 呼吸速率的关系上 如2011年大纲全国高考t33 安徽高考t29 广东高考t26 2010年浙江高考t29 天津高考t1 福建高考t26等 2 预计2013年高考 对本部分的考查多以曲线或图表的形式结合光合作用和呼吸作用的相关基础知识综合考查 2 2010 上海高考 分析有关植物光合作用的资料 回答问题 在一定浓度的co2和适当的温度条件下 测定a植物和b植物在不同光照条件下的光合速率 结果如下表 据表中数据回答问题 1 与b植物相比 a植物是在 光照条件下生长的植物 判断的依据是 2 当光照强度超过9千勒克司时 b植物光合速率 造成这种现象的实质是 跟不上 反应 3 当光照强度为9千勒克司时 b植物的总光合速率是 mgco2 100cm2叶 小时 当光照强度为3千勒克司时 a植物与b植物固定的co2量的差值为 mgco2 100cm2叶 小时 光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响 某植物正处于结果期 如图 4 若只留一张叶片 其他叶片全部摘除 如图 则留下叶片的光合速率 原因是 解析 1 本题考查光照强度与光合作用之间的关系 由表中可以看出a植物达到光补偿点或饱和点所需的光照强度比b植物所需光照强度低 因此a与b相比较而言 a植物所需光照强度弱 2 本题考查植物光合作用的影响因素和光反应 暗反应之间的关系 当光照强度达到9千勒克司时 达到b植物对光的最大要求 光照强度继续增加 光反应会继续加快 但暗反应已达到最大值 不会继续增加 从而影响了光合作用的强度 3 本题考查光合作用过程中呼吸作用和光合作用间的关系 光饱合时 b植物光合作用所需要的二氧化碳等于光照下吸收的二氧化碳的量与呼吸作用释放量的和 即30 15 45 3千勒克司时 a植物固定co2的量为11 5 5 16 5 b植物固定co2的量为15 二者的差值为1 5 4 本题考查光合作用速率的影响因素 其他叶片摘除后 结果期植物需要的大量营养由一张叶片提供 光合作用产物会迅速输出 从而光合速率增加 答案 1 弱光因为a植物在光饱和时的光照强度低于b植物 a植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于b植物 2 不再增加暗反应光 3 451 5 4 增加枝条上仅剩一张叶片 总光合产物减少 但结果期的植物对营养的需求量大 因此叶中光合作用产物会迅速输出 故光合速率增加 真正光合速率 净光合速率和呼吸速率三者的关系 实验9 叶绿体中色素的提取和分离 1 实验原理 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 2 实验流程 3 注意事项 1 选材 应选取鲜嫩 颜色深绿的叶片 以保证含有较多的色素 2 提取色素 研磨要迅速 充分 且加入各物质的量要成比例 以保证提取较多的色素和色素浓度适宜 3 画滤液细线 用力要均匀 快慢要适中 滤液细线要细 直且干燥后重复画一两次 使滤液细线既有较多的色素 又使各色素扩散的起点相同 4 色素分离 滤液细线不要触及层析液 否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中 滤纸条上得不到色素带 说明 下列几种情况会造成提取液颜色过浅 研磨不充分 色素未能充分提取出来 称取绿叶过少或加入无水乙醇过多 色素溶液浓度小 未加碳酸钙或加入过少 色素分子部分被破坏 1 下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况 以下说法正确的是 a 提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发b 水稻在收获时节 叶片中色素量变为 甲 乙 丙 丁 c 四种色素都能溶解在层析液中 乙色素的溶解度最大d 四种色素中 丙和丁主要吸收红光 解析 观察该坐标时要注意两点 一是色素的含量 二是扩散的距离 前者对应着教材实验中的滤纸条上色素的宽度 后者反应了不同色素在层析液中的溶解度大小 扩散距离越大的色素在层析液中的溶解度越大 根据上面分析可以判断甲 乙 丙 丁分别代表叶绿素b 叶绿素a 叶黄素和胡萝卜素 在收获季节 叶绿素大大减少 所以b正确 提取色素时碳酸钙可以保护色素 在层析液中溶解度最大的色素扩散距离最大 所以丁色素溶解度最大 丙和丁主要吸收蓝紫光 答案 b 2 分别在a b c3个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜绿叶 并按下表所示添加试剂 经研磨 过滤得到3种不同颜色的溶液 即深绿色 黄绿色 或褐色 几乎无色 注 表示加 表示不加 试回答 1 a处理得到的溶液颜色是 原因是 2 b处理得到的溶液颜色是 原因是 3 c处理得到的溶液颜色是 原因是 解析 加入少量caco3可以防止叶绿素受到破坏 95 的乙醇能溶解叶绿素 而蒸馏水是作为对照 叶绿素不溶于水 通过比较可知 a由于没有加入少量caco3 部分叶绿素受到破坏 处理得到的滤液颜色是黄绿色 b虽加了少量caco3 但没加乙醇 只加了蒸馏水 由于叶绿素不溶于水 处理得到的滤液几乎无色 c加入少量的caco3和乙醇 没加蒸馏水 由于大量叶绿素溶于乙醇中 处理得到的滤液颜色是深绿色 答案 1 黄绿色部分叶绿素受到破坏 2 几乎无色叶绿素不溶于水 3 深绿色大量叶绿素溶于乙醇 1 2011 浙江高考 下列有关叶绿体及光合作用的叙述 正确的是 a 破坏叶绿体外膜后 o2不能产生b 植物生长过程中 叶绿体内各种色素的比例保持不变c 与夏季相比 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短d 离体的叶绿体基质中添加atp h 和co2后 可完成碳反应 解析 光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜 破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行 仍然会有o2产生 a项错误 植物叶片在衰老过程中 部分色素 如叶绿素 遭到破坏 各种色素的比例发生改变 叶绿素含量相对减少 叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多 b项错误 与夏季相比 冬季温度较低 低温直接影响光合作用所需酶的活性 温度是影响光合速率的主要原因 c项错误 碳反应的场所是叶绿体基质 碳反应所需条件为atp h co2 所以在离体的叶绿体基质中添加atp h 和co2后 可完成碳反应 d项正确 答案 d 2 2011 江苏高考 某种铁线莲的根茎可作中药 有重要经济价值 下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果 相关叙述正确的是 多选 a 适当的遮光处理 可提高其干重b 叶绿素含量与净光合速率呈正相关c 叶绿素a b可作为其利用弱光能力的判断指标d 遮光90 时 铁线莲不进行光合作用 解析 由表格数据可知 植物干重随遮光比例的增加而先增加后减少 说明适当遮光可以提高其干重 a项正确 叶绿素含量随遮光比例的增加而逐渐增加 净光合速率先增加后减少 两者不呈正相关 b项错误 叶绿素a b变化与植物净光合速率和植物干重变化一致 因此可作为植物利用弱光能力的判断指标 c项正确 净光合速率 真正光合速率 呼吸速率 遮光90 时 植物净光合速率为0 则说明光合速率和呼吸速率相等 d项错误 答案 ac 3 2011 大纲全国高考 将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲 乙两组 甲组培养在适宜的光照条件下 其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累 乙组培养在光照较弱的条件下 其叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉 乙组未检测到淀粉的原因是 a 叶片不进行光合作用 只进行呼吸作用b 叶片光合作用强度低 没有淀粉的积累c 维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶d 维管束鞘细胞不含叶绿体 不能进行光合作用 解析 玉米