高三理综生物第1轮复习_必修1_5.4_光合作用

(2012高考安徽卷)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入AF试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表),(1)会产生CO2和H2O的试管有_，会产生酒精的试管有_，根据试管_的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)继续进行。,CE,BF,BDF,线粒体内膜,能,(2013湛江模拟)将某种植物种子在水中浸透，然后按下图装置进行实验，实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回答下列问题：,(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加_水，使代谢增强。(2)装置中使用NaOH的目的是_，X液面变化值表示_。,自由水,吸收种子呼吸产生的二氧化碳,种子有氧呼吸消耗的氧气,(3)影响结果准确性的环境因素有_(至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，该装置除试管内金属网上需要放_、_的同种种子外，其他条件与上图装置相同。(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变，原因是_。,气温，气压，装置的气密性等,等量,煮熟,氧气减少，有氧呼吸减弱，而种子进行无氧呼吸释放的二氧化碳被氢氧化钠吸收，管内气压没有变化,高三理综生物第1轮复习,必修1 分子与细胞,第5章 细胞的能量供应和利用,5.3 能量之源光与光合作用,考纲要求：光合作用的基本过程影响光合作用的环境因素,一.捕获光能的色素和结构,基础知识,一.捕获光能的色素和结构,一.捕获光能的色素,实验 绿叶中色素的提取和分离,提取：绿叶中的色素溶于_而不溶于水，可用_提取色素。分离：各种色素在_中溶解度不同，_随 _在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各 种色素相互分离。,有机溶剂无水乙醇,无水乙醇,层析液,溶解度高的,层析液,1.实验中几种化学试剂的作用,提取,分离,研磨,色素,2.替代材料可用其他绿色叶片代替菠菜叶，但不能用大白菜等含叶绿素较少的材料。3.替代实验品(1)提取液：提取液除用无水乙醇外，还可用丙酮代替。(2)二氧化硅：用纯净的细河沙代替，使研磨更加迅速充分。(3)碳酸钙：用碳酸钠代替碳酸钙，由于碳酸钙不溶于水，使滤液有许多泡沫，而碳酸钠易溶于水，使滤液泡沫大大减少。,二,二氧化硅、碳酸钙,无水乙醇,一端两个角,用铅笔画线,橙黄色,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,黄绿色,1.为什么要在滤纸条一端剪去两角？提示：防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。2.试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因。提示：(1)叶片颜色太浅；(2)叶片放置时间太久；(3)研磨不充分；(4)未加CaCO3粉末；(5)加入提取液量太多。,3.实验中的注意事项及操作目的归纳,使滤液中色素含量高,溶解色素,研磨充分和保护色素,防止乙醇挥发，充分溶解色素,防止乙醇挥发和色素氧化,使层析液在滤纸上快速扩散,使分离出的色素带平整不重叠,使分离出的色素带清晰分明,防止色素直接溶解到层析液中,4.结果总结,最宽（最多）：叶绿素a最窄（最少）：胡萝卜素相邻距离最近：叶绿素a和叶绿素b色素在滤纸上自上而下分布依次为： 胡萝卜素叶黄素叶绿素a 叶绿素b色素含量最多的是：叶绿素a,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,叶绿体中的色素,(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),(黄色),3/4,1/4,这四种色素对光的吸收有什么差别吗？,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,这四种色素对光的吸收有什么差别吗？,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿体中的色素,(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),(黄色),3/4,1/4,这四种色素对光的吸收有什么差别吗？,、1817年 法国科学家首次从植物中分离出叶绿素。,、1865年 德国植物学家萨克斯叶绿素集中在叶绿体结构中,捕获光能的色素存在于哪里呢？,基础知识,二.叶绿体的结构,叶片中的叶肉细胞,绿叶,叶肉细胞亚显微结构模式图,叶绿体亚显微 结构模式图,叶绿体的结构,外膜,内膜,类囊体,基粒,分布着色素,基质,水绵结构,1880年，(美）恩吉尔曼(G. Engelmann)的实验,黑暗中,无空气,光照下,无空气,1880年，(美）恩吉尔曼(G. Engelmann)的实验,1、为什么水绵是合适的实验材料？2、他是如何控制实验条件的？3、他是如何对照的？,水绵具有细而长的叶绿体，便于观察,选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响,选用极细的光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧气的部位,讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：,自身对照,总结:叶绿体的功能,叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。,B,叶绿体主要吸收红光和蓝光,幼嫩的茎和果实等器官的一些含光合色素的细胞,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。 藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方,分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，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_ _，原因是_。,黄绿色,部分叶绿素受到破坏,几乎无色,叶绿素不溶于水,深绿色,大量叶绿素溶于乙醇中,基础知识,二 光合作用的原理和应用,光合作用的概念 光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,1648年海尔蒙特（比利时）实验,结论：建造植物体的原料是水分,+74.75kg,-0.057kg,基础知识,光合作用的探究历程,结论：植物可以更新空气,1771,普利斯特利的实验,基础知识,光合作用的探究历程,1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来,基础知识,光合作用的探究历程,普利斯特利实验只有在阳光照射下才能成功,1864年，（德）萨克斯的实验,结论：,碘液,植物通过光合作用可制造淀粉。,基础知识,1880年，恩格尔曼实验,光合作用的场所是叶绿体,产物是氧气.,基础知识,光合作用的探究历程,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H2180,C02,H20,C18O2,第二组,1802,02,美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,基础知识,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。,CO2 + H2 * O,（CH2O)+ * O2,基础知识,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,基础知识,光合作用的过程,光反应阶段与暗反应阶段的比较,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,需光、色素和酶,不需光、色素;需多种酶,光能转变为ATP中活泼的化学能,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,CO2中C的转移途径：H2O中H转移途径：,总反应式：,CO2+H2O,叶绿体,光能,(CH2O)+O2,CO2,C3,（CH2O）,H2O,H,（CH2O）,叶绿体处不同条件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,增加 下降 减少 减少,减少 增加 增加 减少,增加 减少增加 减少,自养生物,以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌铁细菌、硫细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌,B,D,C,D,B,普利斯特利,植物可以更新空气,英格豪斯,R.梅耶,只有在光照下只有绿叶才可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。,光合作用释放的氧来自水。,光合产物中有机物的碳来自CO2,下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中B是 ，它来自于 的分解。图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于 。图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示， H为I提供,2,水,H,基质,C3的还原,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,影响光合作用强度的因素,(色素、酶）,Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。,光照强度、光质、光照时间；,气体反应物,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,影响光合作用强度的因素,探究 环境因素对光合作用强度的影响,光合作用强度（光合速率）：是衡量光合作用强弱的指标。其大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。,参考案例 探究光照强弱对光合作用强度的影响,一、实验原理,通过调节实验装置与光源的远近来调节光照强弱。 利用真空渗水法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排出O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关。 O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。,纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？ 如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？ABC点各代表的意义？如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点,C,净光合速率,光合速率（强度）,阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物,净值=总值（实际值）呼吸消耗值,不过原点的曲线代表的是净值；题干交代“测定”的值一定是净值,2.影响光合强度的外界因素,光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用,补充光照,间作、合理密植,控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素),维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温),合成作用（或同化作用）,分解作用（或异化作用）,无机物 有机物,有机物 无机物,光能化学能,化学能ATP、热能,合成有机物，储存能量,分解有机物、释放能量，供细胞利用,叶绿体,活细胞,只在光下进行,有光、无光都能进行,为生理过程，ah为物质名称，请回答：,1.过程发生的场所是_。 2.上述过程中，能够产生ATP的过程_。 3.较强光照下，过程中d的移动方向是（具体）_。 4.假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是_；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是_。 5.上述过程中，必须有氧气参与进行的是_。,线粒体,增大,增大,5,基质类囊体,(2010全国，31)请回答下列问题： (1)氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是 _，构成细胞膜的元素是_。 (2)缺镁时植物叶片发黄，其原因是 。 (3)在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、 碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是 ；碳酸 钙的作用是_； 丙酮的作用是_。 (4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的 _。,氮、磷,氮、磷,镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致,叶绿素合成受阻,有助于磨碎植物细胞,防止研磨过程中叶绿体色素被破坏,色素的提取溶剂,叶绿素a,（一）光能转换成电能,（二）电能转换成活跃的化学能,O2,H2O,e,H+,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是,A.曲线a-b点，叶绿体中C3浓度降低B.曲线b-d点，叶绿体中C5浓度升高C.曲线b-c点，叶绿体中C5浓度几乎不变D.d点时，限制光合作用速率的环境因素主要有光照强度、二氧化碳浓度和温度等,D,已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25和30，如图曲线表示该植物30时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25条件下（原光照强度和CO2浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动分别是,A.a点上移，b点左移，m值增加B.a点不移，b点左移，m值不变C.a点上移，b点右移，m值下降D.a点下移，b点不移，m值上升解析 温度降低，呼吸消耗减少，光照较弱时光合强度即可等于呼吸强度，净光合量增加。答案 A,(2007北京理综) 科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。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II和III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 I和 II光合作用强度差异的 原因是温度的不同C光照强度为ab，曲线 I、II光合作用强度随光照强度升 高而升高D光照强度为ac，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升 高而升高,D,对应例题2：下列相关叙述，正确的是 （ ）A如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移 B如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移 C如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移 D如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移,【解析】光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线图可知：a点时，CO2吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，b点时，CO2吸收速率最大，CO2浓度达到饱和点。当光照强度适当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时CO2浓度只有小于a点时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故a点左移。光照强度增强，光能增多，光反应增强，CO2浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此CO2浓度只有大于b点时的浓度，光合作用强度才能达到最大值，故b点右移。此题的答案为D。,D,(2010天津理综，1)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：CO2的固定发生在光合作用暗反应阶段，进行场所是叶绿体基质。CO2产生于有氧呼吸的第二阶段，进行场所是线粒体基质。,答案：A,光合作用和细胞呼吸是植物体最重要的生命活动，右图为其简单过程示意图。下列有关叙述正确的是 ()A图中代表光合作用的是，代表细胞呼吸的是B图中发生在叶绿体内，过程发生在线粒体内C植物细胞内部都能发生过程，且都能产生ATPD图中X和Y代表同一物质，X产生于叶绿体基质中，Y产生于线粒体中,A,下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2 吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的情况与B点相符的是,C,光合作用和呼吸作用中的化学计算,净光合作用强度实际光合作用强度 呼吸作用强度 或表观光合作用强度真光合作用强度 呼吸作用强度,实测CO2吸收量光合作用实际CO2吸收量呼吸作用CO2释放量实测O2释放量光合作用实际O2释放量 呼吸作用O2消耗量实测葡萄糖积累量光合作用实际葡萄糖生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量,注：关键是分清总光合作用量与净光合作用量,（2）光强度,B：光补偿点,C2：光饱和点,光照强度,0,C2,a(净光合作用 )=b(总光合作用 ) c(呼吸作用),光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。,光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答：（1）该植物的呼吸速率为每小时释放CO2mg/dm2。（2）b点表示光合作用与呼吸作用速率。,（3）若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25Klx条件下光照1小时，则该植物光合作用吸收CO2 mg/dm2；合成葡萄糖mg。,5,相等,250,170.5,（4）若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长？为什么？,（5）若该植物为阴生植物，则b点应向移动。,不能正常生长。白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。,左,下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：,1甲图曲线中C点和E点处，植株处于何种生理活动状态_2根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段，其中光合作用强度最高的是 点，植株积累有机物最多的是 点。 3乙图中F-G段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。 4乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为：,温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了原料CO2的供应,V光合V呼吸,B-F,D,D,光强逐渐减弱,ATP,H,(07年高考山东卷) 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