高考生物总复习 第5章第4节 能量之源 光与光合作用课件（夯实双基+高频考点+专项突破+把脉高考）新人教版必修1 .pptVIP

第4节能量之源 光与光合作用 一 捕获光能的色素1 叶绿素 约占3 4 包括 叶绿素a 色 叶绿素b 色 主要吸收 2 类胡萝卜素 约占1 4 包括 胡萝卜素 色 叶黄素 黄色 主要吸收 蓝绿 黄绿 蓝紫光和红光 橙黄 蓝紫光 二 叶绿体的结构1 结构 一般呈扁平的 外表有 层膜 内部有许多 由 堆叠而成 吸收光能的色素分布在 上 与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和基粒之间的 内 2 功能 进行光合作用的场所 椭球形或球形 双 基粒 类囊体 类囊体的薄膜 基质 三 光合作用1 概念 是指绿色植物通过 利用光能 把 和水转化成储存着 的有机物 并且释放出 的过程 2 探究历程 1 直到18世纪中期 人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料 叶绿体 二氧化碳 能量 氧气 2 1771年 英国的普利斯特利的实验证实 植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气 3 1779年 荷兰的英格豪斯证明了光和 在更新空气中不可缺少 4 1864年 德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有淀粉 绿叶 5 1939年 美国的鲁宾和卡门利用 证明了光合作用释放的氧气来自 6 20世纪40年代 美国的卡尔文 利用同位素示踪技术最终探明了 在光合作用中转化成有机物中碳的途径 同位素标记法 水 co2中的碳 3 过程 1 光反应 条件 光 叶绿素 物质变化 将水分解成 和o2 能量变化 将光能转变成 中的化学能 场所 叶绿体 上 酶 h atp 类囊体的薄膜 2 暗反应 条件 多种 的催化 物质变化 co2首先被一个 固定 生成两个三碳化合物 三碳化合物被 h 还原生成 能量变化 atp中 的化学能转变为 中稳定的化学能 酶 五碳化合物 有机物 活跃 有机物 场所 叶绿体内的 中 4 光合作用强度 1 概念 指植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量 2 影响因素 浓度 土壤中的水 温度和光 光的成分和光照时间的长短 基质 糖类 co2 四 化能合成作用1 概念 某些细菌能够利用体外环境中某些 时所释放的能量 把二氧化碳和水合成有机物 并储存能量 2 举例 如硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时释放的 将co2和h2o合成为糖 硝化细菌属自养生物 无机物氧化 化学能 思考感悟化能合成作用与光合作用有何异同点 提示 1 相同点 都能将无机物合成有机物 2 不同点 合成有机物时利用的能量不同 光合作用利用的是光能 化能合成作用利用的是无机物氧化时所释放的能量 考点一光合作用过程分析1 光合作用过程 易误警示 1 光合作用总反应式及元素去向 2 色素分子吸收光能不需要酶参与 其他光反应 暗反应的生理反应却需要酶的参与 2 光合作用条件骤变时物质量的变化分析当外界因素中光照强度 co2浓度骤然变化时 短时间内将直接影响光合作用过程中c3 c5 h atp及adp的生成量 进而影响叶肉细胞中这些物质的含量 它们的关系归纳如下 易误警示以上各物质含量的变化是在外界条件改变的短时间内发生的 且是相对含量的变化 即时应用1 2012 茂名市高三第一次模拟 光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段 下列叙述正确的是 a 光反应和暗反应互相提供物质和能量 b 炎热的夏季中午 植物的 光合午休 现象是因为暗反应受阻 但光反应正常进行c 在其他条件适宜的情况下 光照突然停止 暗反应中c3合成速率降低d 光反应和暗反应的条件不同 可单独进行 解析 选c 光反应和暗反应可相互提供物质 但不能相互提供能量 光合作用的光反应和暗反应是一个统一整体 不能单独进行 停止光照后 h 和atp不再产生 细胞中c3积累 c5合成减少 从而导致c3合成速率降低 考点二光合作用与细胞呼吸1 光合作用与有氧呼吸的比较 2 光合作用速率与呼吸作用速率 1 呼吸速率的表示方法 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 即时应用2 下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系 下列说法错误的是 a 过程需多种酶参与 且需atp供能b 适宜条件下 过程在活细胞中都能进行c 过程有水的参与d 过程产生的 h 都能与氧结合产生水 解析 选d 过程为光合作用的暗反应 需要多种酶的催化 而且需要光反应产生的 h 和atp 过程为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段 发生于细胞质基质 只要是活细胞都要进行细胞呼吸 过程为光合作用的光反应 产生的 h 用于还原三碳化合物 过程为细胞有氧呼吸的第二 三阶段 产生的 h 都将与氧气结合生成水 考点三与提高光能利用率有关的因素及其应用1 光合作用时间光合作用时间越长 制造的有机物越多 因此在农业生产中可通过延长作物的生育期或改变耕作制度以提高光能利用率 如将一年一熟制改为一年两熟制 2 光合作用面积 1 光合作用速率与叶面积的关系 2 曲线所表述的含义oa段表明随叶面积的不断增大 光合作用实际量不断增大 a点为光合作用面积的饱和点 之后随叶面积的增大 光合作用量不再增加 原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下 ob段干物质量随光合作用增加而增加 而由于a点以后光合作用量不再增加 而叶片随叶面积的不断增加 oc段呼吸量不断增加 所以干物质积累量不断降低如bd段 植物的叶面积指数不能超过d点 若超过d点 植物将入不敷出 无法生活下去 3 应用 在农业生产中 通过合理密植 适当间苗 修剪以增加有效光合作用面积 提高光能利用率 3 光照强度 1 光合作用速率与光照强度的关系 2 曲线所表述的含义a点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放的co2量表明此时的呼吸强度 ab段表明随光照强度加强 光合作用逐渐加强 co2的释放量逐渐减少 有一部分co2用于光合作用 到b点时 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 称b点为光补偿点 植物白天光照强度应在光补偿点以上 植物才能正常生长 bc段表明随光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到c点以上不再加强了 c点为光合作用的光饱和点 3 应用 增加光照强度 阴生植物和阳生植物的间作套种都可提高光能利用率 4 co2浓度 1 光合作用速率与co2浓度的关系 2 曲线表述的含义在一定范围内 随co2浓度的增大 光合作用强度增加 在a点时 光合作用吸收的co2量等于细胞呼吸释放的co2量 称为co2补偿点 b点时光合作用强度达最大值 称为co2饱和点 c3植物的co2补偿点高于c4植物 3 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 5 必需矿质元素 1 必需矿质元素与光合作用速率的关系 2 曲线表述的含义 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而导致植物光合作用速率下降 3 应用 在农业生产上 根据植物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可以提高作物的光能利用率 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浓度不同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 解析 选d 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浓度 因此其差异是由co2浓度造成的 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光合作用强度上升 叶绿体色素的提取与分离1 实验原理 1 绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂 无水乙醇或丙酮 中 而不溶于水 从而使色素从生物组织中脱离出来 2 各种色素在层析液中的溶解度不同 随层析液在滤纸上扩散速度也不同 溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 从而使各种色素分离开 2 实验程序 3 实验成功的关键 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 2 研磨要迅速 充分 叶绿素不稳定 易被活细胞内的叶绿素酶水解 充分研磨使叶绿体完全破裂 提取较多的色素 3 滤液细线不仅要求细 直 而且要求含有较多的色素 所以要求待滤液干后再画2 3次 4 滤液细线不能触及层析液 否则色素溶解到层析液中 滤纸条上得不到色素带 特别说明 研磨时加入碳酸钙是为了中和细胞破碎时释放出的核酸等酸性物质 避免叶绿素被酸性物质破坏 研磨加时入二氧化硅目的是加快研磨速度 用铅笔划滤液细线而不用圆珠笔等 原因是避免其他颜色物质干扰实验结果 易误警示 1 层析液中的丙酮 苯等易挥发 且有毒 因此分离色素时 应用棉塞塞紧试管口 2 在滤纸条上 相邻两条色素带间距最宽的是胡萝卜素和叶黄素 相邻两条色素带间距最窄的是叶绿素a和叶绿素b 实战演练 专项提能 小试牛刀 2012 珠海市高三第一次调研 回答下列关于 绿叶中色素的提取和分离 实验中的问题 1 某同学的操作程序如下 将5g新鲜完整的菠菜叶 放入研钵中 加入无水乙醇 石英砂 caco3以后 迅速研磨 用毛细吸管吸取少量滤液 沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线 并连续迅速地重复画1 2次 将画好细线的滤纸条插入层析液中 并不断摇晃 以求加快色素在滤纸条上的扩散 结果实验失败 请指出其错误所在 2 某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别 选择了新鲜菠菜的 绿叶 嫩黄叶 做 绿叶中色素的提取和分离 实验 色素层析结果如图 请根据实验结果填写下表 3 秋天 北方树叶大都由绿变黄 其原因是占四种色素总量80 的 和 分解 从而显示出 和 的颜色 答案 1 不应用完整叶片 而应去掉叶柄后剪碎 不应连续迅速重复画线 而应待干燥后重复画线 不应摇晃以免层析液没及滤液细线 2 3 叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素 光合速率与呼吸速率的关系真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 由关系式用o2 co2或葡萄糖的量表示如下 1 光合作用产氧量 氧气释放量 细胞呼吸耗氧量 2 光合作用固定co2量 co2吸收量 细胞呼吸释放co2量 3 光合作用葡萄糖产生量 葡萄糖积累量 增重部分 细胞呼吸消耗葡萄糖量 将一新鲜叶片放在特殊的装置内 给予不同强度的光照 其他条件保持不变 测得氧气释放速率如下表所示 下列对该数据的分析 错误的是 a 该叶片细胞呼吸吸收o2的速率是0 2 l cm 2叶面 min 1b 当光照强度为2klx时 光合作用释放o2的速率与细胞呼吸吸收o2的速率基本相等c 当光照强度为8klx时 光合作用产生o2的速率为0 8 l cm 2叶面 min 1d 当光照强度超过10klx时 光合作用速度不再提高 标准解答 本题考查光合作用与细胞呼吸的相关计算 逐项分析如下 变式训练 将某绿色植物的叶片放在特定的装置中 用红外线测量仪进行测量 测定的条件和结果见下表 若将该叶片先置于20 6000勒克斯光照条件下10小时 然后置于10 黑暗条件下 则该叶片一昼夜葡萄糖积累的量为 a 2 91b 11 25c 22 5d 33 75 影响光合作用的因素 2011 高考新课标全国卷 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 的环境中 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 回答问题 1 图中物质a是 c3化合物 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的浓度将比b的 低 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 高 低 其原因 解析 1 co2浓度降低时 c3化合物产生减少而消耗继续 故c3化合物的浓度降低 所以物质a代表的是c3化合物 2 在正常情况下 1molco2与1molc5化合物结合形成2molc3化合物 即c3化合物的浓度是c5化合物浓度的2倍 co2浓度迅速下降到0 003 后 c5化合物的产生量不变而消耗量减少 故c5化合物的浓度升高 3 co2浓度继续处于0 003 时 因光反应产物 h 和atp的积累而抑制光反应过程 足量的 h 和atp引起暗反应中c5化合物的浓度又逐渐降低 而c3化合物的浓度逐渐升高 在达到相对稳定时 c3化合物的浓度仍是c5化合物浓度的2倍 4 co2浓度较低时 暗反应减弱 需要的 h 和atp量减少 故co2浓度为0 003 时 在较低的光照强度时就能达到最大光合速率 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 光合作用过程中的一些易错点 1 细胞中 h atp c3 c5等物质含量的改变是在外界条件改变 如停止光照 停止co2供应 的短时间内发生的 且是相对含量的变化 分析时应