高考生物复习第3单元细胞的能量供应和利用第3讲能量之源-光与光合作用全国公开课一等奖百校联赛示范课

第三单元生态系统与环境保护第3讲能量之源——光与光合作用第1页[最新考纲]1.光合作用基本过程(Ⅱ)2.试验：绿叶中色素提取和分离3.影响光合作用速率环境原因(Ⅱ)第2页1．光合作用探究历程中2种同位素(1)18O：鲁宾和卡门利用HO和C18O2证实光合作用释放氧气来自水。(2)14C：卡尔文利用14CO2探明了CO2中碳在光合作用中转化成有机物中碳路径。2．光合作用2个场所(1)光反应：叶绿体类囊体薄膜。(2)暗反应：叶绿体基质。3．光合作用过程中3种能量改变光能→活跃化学能(ATP)→稳定化学能(糖类)第3页第4页5．提升光合作用强度2种办法(1)控制光照强弱和温度高低。(2)适当增加环境中CO2浓度。第5页知识点一捕捉光能色素和结构[课前导学]

第6页1．以下关于叶绿素叙述，错误是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区吸收峰值不一样D．植物展现绿色是因为叶绿素能有效地吸收绿光【答案】D【解析】Mg是合成叶绿素a和叶绿素b必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区吸收峰值不一样；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物展现绿色。[小题通关]

第7页2．(年河北廊坊质检)叶绿体是植物进行光合作用场所，以下关于叶绿体结构和功效叙述，正确是()A．叶绿体中色素主要分布在类囊体腔内B．H2O在光下分解为[H]和O2过程发生在基质中C．CO2固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用产物——淀粉是在基质中合成【答案】D第8页【解析】本题考查叶绿体结构与功效相关知识，意在考查考生了解分析能力，难度较小。叶绿体中色素分布在类囊体薄膜上，A错误；H2O光解发生在类囊体薄膜上，而不是基质中，B错误；CO2固定发生在叶绿体基质中，C错误；光合作用产物——淀粉是在暗反应阶段产生，场所是叶绿体基质，D正确。第9页[连一连]知识点二光合作用探索历程[课前导学]

第10页以下关于光合作用探究历程叙述，不正确是()A．普利斯特利试验证实了植物能够更新空气B．萨克斯试验证实了光合作用产物除氧气外还有淀粉C．恩格尔曼试验定量分析了水绵光合作用生成氧气量D．鲁宾和卡门试验中，用18O分别标识H2O和CO2，证实了光合作用产生氧气来自H2O而不是CO2【答案】C【解析】恩格尔曼试验能够证实氧气是由叶绿体释放出来，叶绿体是进行光合作用场所，但不能定量分析光合作用生成氧气量。[小题通关]

第11页1．反应式：____________________________________。知识点三光合作用过程[课前导学]

第12页2．过程(1)区分光、色素、酶类囊体薄膜上[H]＋O2

ATPATP中活跃化学能各种酶叶绿体基质C3

C5＋(CH2O)有机物中稳定化学能第13页(2)联络：光反应为暗反应提供____________；暗反应为光反应提供____________。[H]和ATP

ADP、Pi

光合作用过程“一、二、三、四”第14页

光合作用过程“一、二、三、四”第15页1．思索判断：(1)光合作用光反应阶段产生[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。()(2)H2O在光下分解为[H]和O2过程发生在叶绿体基质中。()(3)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应。()(4)在其它条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停顿光照，并在黑暗中马上开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5化合物含量都快速增加。()(5)光合作用光反应产生ATP只用于暗反应阶段，不能用于其它生命活动，其它生命活动所需ATP来自细胞呼吸。()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√[小题通关]

第16页2．下列图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确是()A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B．②是氧气，可参加有氧呼吸第三阶段C．③是C3，能被氧化为(CH2O)D．④是ATP，在叶绿体基质中生成【答案】B第17页【解析】依据光合作用图解可知，图中①是光合色素，分布在叶绿体类囊体薄膜上；②是氧气，可参加有氧呼吸第三阶段，与有氧呼吸第一、二阶段产生[H]结合生成水，释放大量能量；③是C3，在[H]和ATP作用下还原为(CH2O)；④是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上生成。第18页1．光合作用强度知识点四光合作用原理应用[课前导学]

糖类消耗生成第19页2．影响光合作用强度原因水分温度CO2浓度长短、强弱

第20页如图曲线表示在适宜温度、水分和一定光照强度下，甲、乙两种植物叶片CO2净吸收速率与CO2浓度关系。以下分析正确是()A．CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用B．适当增加光照强度，a点将左移[小题通关]

C．CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度增大而不停增强【答案】B第21页【解析】图中a点时甲叶片CO2净吸收速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，说明a点之前就已经进行了光合作用，A错误；适当增加光照强度，光合速率会加紧，a点将向左移动，B正确；CO2浓度为b时，甲、乙净光合作用强度相等但呼吸速率不一定相等，所以总光合速率不一定相等，C错误；CO2浓度到达饱和点后，光合作用强度不再增加，D错误。第22页1．光反应与暗反应比较光合作用过程项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促，以微秒计较迟缓条件色素、光、酶、水、ADP、Pi各种酶、ATP、[H]、CO2、C5场所叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质第23页第24页第25页3．光照和CO2浓度改变对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量影响第26页第27页第28页(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量改变，而非长时间。(2)以上各物质改变中，C3和C5含量改变是相反，[H]和ATP含量改变是一致。第29页

光反应类囊体薄膜上产生O2进入同一细胞线粒体内被利用经过了几层生物膜？提醒：四层。第30页1．(年陕西西安调研)在光合作用探究历程中，德国科学家梅耶依据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时能量转化假说。以下哪项科学试验能证实这一假说()A．英格豪斯证实植物在光照条件下能够改变空气成份试验B．恩格尔曼证实光合作用有效光是红橙光和蓝紫光试验C．萨克斯证实绿叶在光下进行光合作用能够产生淀粉试验D．鲁宾和卡门证实光合作用产生氧气来自于水试验【答案】C光合作用探究历程相关试验第31页【解析】英格豪斯试验结论是只有在光下植物才能更新空气，植物体只有绿叶才能更新空气；恩格尔曼试验是对光合作用条件证实，并无能量改变；萨克斯试验证实了光合作用产物除氧气外还有淀粉，即光合作用能将光能转化为稳定化学能；鲁宾和卡门证实了光合作用释放氧气来自水。第32页(1)普利斯特利试验：缺乏对照试验，试验结果说服力不强。应将点燃蜡烛和小鼠分别单独置于含同一个但已死亡植物玻璃罩内，作为空白对照。普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中作用。(2)萨克斯试验①对照类型为本身对照，自变量为光有没有，因变量为颜色改变(有没有淀粉生成)，试验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。②该试验关键是要进行饥饿处理，使叶片中营养物质被消耗掉，以增强试验说服力。

第33页(3)恩格尔曼试验①将暂时装片放在黑暗和无空气环境中是为了排除环境中O2影响。②设置细光和好氧菌好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气部位。(4)鲁宾和卡门试验①应用同位素标识法追踪CO2和H2O中O元素在光合作用中转移路径。②此试验设置了对照，自变量是标识物质H2

18O和C18O2，因变量是释放O2有没有放射性。第34页2．(年安徽合肥月考)如图表示叶绿体中色素吸收光能情况。据图判断，以下说法不正确是()考查绿叶中色素种类和功效第35页A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长光B．用450nm波长光比600nm波长光更有利于提升光合作用强度C．由550nm波长光转为670nm波长光后，叶绿体中C3量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长光利用量显著降低【答案】C【解析】由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500nm，A正确；叶绿体中色素吸收450nm波长光比吸收600nm波长光要多，B正确；由550nm波长光转为670nm波长光后，叶绿体中色素吸收光变多，光反应产生ATP和[H]增多，暗反应中C3还原量增多，则叶绿体中C3量降低，C错误；叶绿素吸收420～470nm波长光较多，当缺镁时，叶绿素合成受到影响，叶绿素吸收420～470nm波长光变少，D正确。第36页3．(年陕西西安测试)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段示意图。以下叙述正确是()A．CO2固定实质上是将ATP中化学能转变为C3中化学能B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列改变形成糖类C．被还原C3在相关酶催化作用下，可再形成C5D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高【答案】C考查光合作用过程第37页【解析】ATP为C3还原提供能量，并将能量转移到(CH2O)等有机物中，CO2固定不需要能量，A错误；暗反应中，必须经过CO2固定和C3还原才能形成有机物，B错误；在暗反应中，一部分C3经过一系列改变形成C5，一部分C3还原成(CH2O)等有机物，C正确；在CO2供给不变情况下，光照强度由强变弱时，光反应提供[H]、ATP降低，造成C3还原过程减弱，但此时CO2固定仍在进行，故短时间内C3含量上升，C5含量下降，D错误。第38页【答案】B第39页【解析】突然中止CO2供给会造成CO2固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量降低，A错误；突然中止CO2供给使C3含量降低，进而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和[H]含量降低，进而使C3含量增多、C5含量降低，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提升，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP比值增加，D错误。第40页

借助图解突破物质改变分析借助光合作用过程图解，有利于搞清影响光合作用原因有哪些？是怎样影响？这些问题能够借助简化了光合作用过程图解来分析：第41页环境条件改变后，短时间内物质量即时改变分析(把光反应和暗反应比作咬合在一起齿轮，二者在②③处联动，故②③即时改变一致)：光照增强时→①加紧→ATP和[H]量增加→②③加紧→C3消耗量增加、C5生成量增加(即时改变分析至此，④速率暂时不变，一小段时间后将加紧)。规律Ⅰ：反应速率改变情况分析：光照改变从左端入手，按①→②③分析，④暂时不变；CO2浓度改变从右端入手，按④→②③分析，①暂时不变。这是很短时间内改变，快则均快，慢则均慢；最终四个反应速率改变保持一致。规律Ⅱ：物质量改变分析：ATP、[H]和C5量改变一致，C3量改变与C5量改变相反。光照强度改变从ATP、[H]量改变切入，CO2浓度改变从C3量改变切入。比如：光照强度不变，停顿CO2供给→C3量降低→ATP、[H]量增加→C5量增加。第42页1．探究单因子对光合作用速率影响(1)据图解读光照强度对光合作用强度影响A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸。AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。B点：光赔偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时光照强度)。BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。C点：光饱和点(光照强度到达C点后，光合作用强度不再随光照强度增强而增强)。环境原因对光合作用影响及在农业生产上应用第43页(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度影响A点：CO2赔偿点(表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时CO2浓度)。A′点：表示进行光合作用所需CO2最低浓度。B和B′点：CO2饱和点(两组都表示在一定范围内CO2浓度到达该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加)。第44页(3)据图解读温度对光合作用强度影响光合作用是在酶催化下进行，温度直接影响酶活性。普通植物在10℃～35℃下正常进行光合作用，其中AB段(10℃～35℃)随温度升高而逐步加强，B点(35℃)以上因为光合酶活性下降，光合速率开始下降，50℃左右光合作用停顿。第45页2．探究各种因子对光合作用影响P点时，限制光合速率原因应为横坐标所表示因子，随该因子不停加强，光合速率不停提升。当到Q点时，横坐标所表示因子不再影响光合速率，要想提升光合速率，可适当提升图示中其它因子。第46页3．光合作用坐标图中关键点移动分析

如图是光照强度对某一植物光合作用强度影响，适当改变CO2浓度，则会引发关键点移动：适当提升CO2浓度，呼吸作用不变，光合作用增强，对光合作用有利，A点光合作用强度等于呼吸作用强度，此点为光赔偿点，要维持二者相等，则不需要那么高光照强度，故A点左移；B点是光合作用强度到达最大值所需图1

最低光照强度，此点为光饱和点，此时该植物需要更大光照才能到达饱和，故B点右移；C点为光合作用最强点，同时该植物需要更大光照强度才能到达饱和，故C点右上移；反之，当适当降低CO2浓度时，则情况相反。第47页(1)模型构建经过观察发觉在图1中存在着这么改变：适当提升CO2浓度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成三角形膨胀变大；适当降低CO2浓度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成三角形变小如图2。第48页若图1所表示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度影响，当改变光照强度时，关键点移动同上，即适当提升光照强度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成三角形膨胀变大；适当降低光照强度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成三角形皱缩变小。该规律在这类型题中普遍存在。第49页(2)观点展现①在相关光合作用坐标图中，若某条件改变使光合作用强度与呼吸作用强度差值增大，即条件改变有利于光合作用，则A、B、C三点围成三角形表现出膨胀变大趋势，即A点左移、B点右移和C点右上移，如适当提升CO2浓度、适当提升光照强度。②若某条件改变使光合作用强度与呼吸作用强度差值减小，即条件改变不利于光合作用，则A、B、C三点围成三角形表现出皱缩变小趋势，即A点右移、B点左移和C点左下移。如适当降低CO2浓度、适当降低光照强度。第50页【答案】C影响光合作用单一环境原因第51页【解析】图中BC段固定CO2酶活性越强，固定CO2越多，光合速率越大，A正确；CO2含量在O～s时，伴随CO2浓度升高，植物光合速率逐步增大，所以温室效应能有效提升植物光合速率，B正确；当CO2浓度低于b时植物能进行光合作用，但其强度小于呼吸作用，C错误；当CO2浓度高于s时，CO2到达饱和状态，此时[H]和ATP不能满足暗反应需要，Pm值主要受光反应速率限制，D正确。第52页2．以下为相关环境原因对植物光合作用影响关系图，相关描述错误是()多因子变量对光合作用影响第53页A．图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移B．图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移C．图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多D．图4中，当温度高于25℃时，光合作用制造有机物量开始降低【答案】D【解析】图4中“光照下CO2吸收量”为植物净光合量(植物有机物积累量)，“黑暗中CO2释放量”为植物呼吸量，所以当温度高于25℃时，植物净光合速率开始降低，而不是植物光合作用制造有机物量(植物总光合量)开始降低。第54页

关于环境原因影响光合速率两点提醒(1)温度改变对光合作用影响：当温度改变时，不论是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参加暗反应酶种类和数量均比参加光反应多。(2)CO2浓度对光合作用影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物细胞呼吸，使有机物堆积，进而影响光合作用。第55页试验：绿叶中色素提取和分离[试验理论]第56页1．绿叶中色素提取和分离试验操作分析[方法透析]第57页第58页第59页第60页2.绿叶中色素提取分离异常现象分析(1)搜集到滤液绿色过浅原因分析①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少许无水乙醇提取色素)。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重合：滤液细线不直；滤液细线过粗。(3)滤纸条看不见色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。第61页

如图表示某同学做“绿叶中色素提取和分离”试验改进装置。应将滤液滴在a处还是b处？试验结果应会出现四个不一样