高考生物一轮复习3.11能量之源-光与光合作用课件.ppt

第11课时 能量之源光与光合作用,一、捕获光能的色素和结构,红光,蓝紫光,DNA、RNA、酶,色素和酶,光合作用,议一议 (1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？ (2)温室内自然光照射的情况下，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？ _ 【答案】(1)不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。 (2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光达到增产的目的。,二、光合作用的探索历程 连一连,想一想 和中科学家用什么样的技术手段得出实验结论？该技术手段有何用途？ _ 【答案】同位素标记法；追踪某元素或某物质的转移去向。 三、光合作用的反应式及过程 1反应式： _,2过程 (1)区别 (2)联系：光反应为暗反应提供_；暗反应为光反应提供_。,光、色素、酶,类囊体薄膜,HO2,ATP,ATP中活跃 的化学能,酶,叶绿体基质,C3,(CH2O),有机物中稳 定的化学能,H和ATP,ADP、Pi,判一判 1叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( ) 【答案】 【解析】分布在类囊体薄膜上。 2光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中( ) 【答案】 【解析】类囊体薄膜上和叶绿体基质中都有。 3叶绿体是光合作用的主要场所( ) 【答案】 【解析】是全部场所。,四、影响光合作用的因素和化能合成作用 1影响光合作用的因素有原料(包括_和土壤中的水分)，光照条件(包括_、光照时间和光的成分)，影响酶活性的_等。 2光合作用和化能合成作用的比较,CO2,光照强度,温度,化学能,1教材第97页问题探讨温室补充光源用何种单色光最有效？为什么不用绿色薄膜或绿色光源？ 提示 补充红光和蓝紫光，因为色素主要吸收上述两种单色光，最不吸收的是绿光。 2仔细阅读教材第99页图510，并回答教材第100页资料分析及教材第100页练习一中的第3题。,3根据教材第101102页“光合作用的探究历程”，列举生物学史涉及的科学家及实验思想(对照原则)和成就。 4了解教材第102页同位素标记法及教材第103页相关信息中H的含义。 5课后经典题：教材第100页二中2题，教材第106页“二”中第1题，教材第108页“一”中判断题和画概念图及“三”中第1题。,【答案】叶绿体 光照 温度 光反应 暗反应,【典例引领】 1如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是( ),考点32 提升结构模式图和过程流程图有机结合的解读能力光合作用过程,A结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲 C结构A释放的O2可进入线粒体中 D如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加 【答案】D 【解析】在光合作用中，CO2首先和C5生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3生成量减少，而其消耗量不变，因此C3含量减少；而C5由于无法与CO2结合，其消耗量减少，而其生成量基本不变，因此其积累量短期内会增加。,排雷 (1)光合作用中能量转变为光能电能活跃化学能稳定化学能。 (2)通过元素的去路掌握光合反应的实质。 (3)有光合作用就有呼吸作用，但反过来不一定，如根中的细胞只存在呼吸作用。 (4)分析光合作用物质动态变化要整体把握光合作用从光反应到暗反应的过程。,2光反应和暗反应的关系,3色素只存在于光反应部位叶绿体类囊体薄膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以与光合作用有关的酶存在于两个部位叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中，但暗反应中酶的种类和数量多。 4若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用 甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物甲乙(暗反应时间长)。 5CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。,【对位训练】 1如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,BC3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 【答案】B,【典例引领】 2(2014广东惠州调研)甲乙两图分别表示光照强度和空气中的CO2含量对某绿色植物作用的影响，丙图表示一天内某时间段蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线。请据图回答下列问题：,考点33 提升曲线题解题能力 光合作用的影响因素及曲线分析,(1)甲图中的B点时细胞进行的生理活动的特点是_，分别与乙、丙图中的_点叶肉细胞所处的生理状态相同，此时细胞中能产生ATP的部位有_，如果在缺镁的条件下，G点将向_方移动。 (2)C点与B点相比较，叶绿体基质中C3的含量_。(填“较多”“较少”或“不变”) (3)甲图中A点所进行的生理反应表达式为_。 (4)光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图中限制E点的外界因素是_。施用农家肥能提高蔬菜的产量主要是因为_ 。,【解析】(1)甲图中的B点时植物的光合速率与呼吸速率相等，乙图中D点时光合速率与呼吸速率相等，丙图中G点时光合速率与呼吸速率相等。B点时细胞产生ATP的部位包括线粒体、叶绿体和细胞质基质，在缺镁的条件下，光合速率减慢，达到与细胞呼吸速率相等时的时间增加，CO2浓度增大。 (2)C点与B点相比较，光照浓度增大，光反应产生的ATP和H增多，叶绿体基质中C3的还原加快，含量减少。 (3)甲图中A点所进行的生理反应为有氧呼吸。 (4)限制E点的外界因素是温度、光照速度等。施用农家肥能提高蔬菜产量主要是因为农家肥中的有机物被分解者分解产生二氧化碳。,排雷 (1)审题纵坐标的含义指净光合速率不是真正光合速率，即不再考虑呼吸消耗的量。 (2)当净光合速率为0时，说明光合作用速率呼吸作用速率。 (3)审题题干中有“夏季晴朗的白天”可知：花生出现午休现象。,【考点剖析】 1光照强度对光合作用强度的影响,AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度(如图3所示)。 B点：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(如图4所示)。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上就不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。B点以后的细胞代谢特点可用图5表示。,(1)曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。 (2)点含义：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。 图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。 (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，提高光合作用速率。,4必需元素的供应对光合作用强度的影响 (1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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渗透失水而萎蔫。 (2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。,6叶龄对光合作用强度的影响 (1)曲线分析：随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加(OA段)。 壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合作用速率基本稳定(AB段)。 老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降(BC段)。 (2)应用：摘除老叶、残叶。,7多因子对光合作用强度的影响 (1)曲线分析：P点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合作用速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。,【对位训练】 2(2012天津)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率净光合速率呼吸速率)，结果见下图。据图判断，下列叙述正确的是( ),A与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多 B与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多 C若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1K2K3 D密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 【答案】A,【解析】解答本题应从分析曲线图出发，注意辨析总光合作用量、净光合作用量与呼吸量的含义及其相互关系。A、B项考查对光合作用与细胞呼吸的综合理解，C项考查对种群环境容纳量的理解，D项考查酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸形成产物的区别。从图中可读出d1、d2、d3三个浓度下对应的净光合速率和呼吸速率，根据题中公式可知d1、d2、d3浓度对应的光合速率大小为：d2d1d3，因此d1浓度下光反应形成的H多于d3浓度，A项正确。分析图像得出：d2时的呼吸速率大于d3时的呼吸速率，因此后者产生的ATP量少，B项错误。,分析净光合速率曲线知，d2时有机物净积累量最大，可推知其环境条件较为适宜，其种群对应的K值应最大，C项错误。蓝藻在进行有氧呼吸时获得能量较多，繁殖速度快，种群密度大，产物为水和二氧化碳；进行无氧呼吸时细胞产生能量较少，繁殖速度慢，产物为酒精和二氧化碳，其中的酒精能抑制自身繁殖，使种群密度减小，因此通过测定种群密度及代谢产物可以判断出其代谢类型，D项错误。,【典例引领】 3(2012海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是( ) A叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 B绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D乙醇提取的叶绿色素不能吸收光能 【答案】D,考点34 实验技能提升绿叶中色素的提取与分离,【解析】叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A正确；叶绿体中叶绿素的含量为3/4，类胡萝卜素的含量为1/4，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C正确；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以吸收光能的。 排雷 (1)明确叶黄素吸收光的种类吸收蓝紫光不吸收红光。 (2)明确叶黄素在滤纸条上的位置从上至下为第2条，从下至上为第3条，注意审题。,【考点剖析】 1实验过程,2注意问题 (1)关键词与试剂对应关系不能颠倒： 提取色素无水乙醇 分离色素层析液 (2)用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止挥发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其他绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。,(3)色素提取液呈淡绿色的原因分析： 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，色素浓度小； 未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 (4)叶片绿色：叶绿素类胡萝卜素31；最不吸收绿光，反射回来；叶片变黄：低温破坏了叶绿素，呈现出了类胡萝卜素的颜色；叶片变红：低温破坏了叶绿素，呈现出液泡中花青素的颜色。,【对位训练】 3如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是( ) A应向培养皿中倒入层析液 B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处 C实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) D实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色 【答案】D,【典例引领】 41880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是( ),考点35 关注生物学史光合作用的探究历程,A细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用 【答案】B 【解析】好氧细菌是需要氧气的，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。,【考点剖析】 1实验常考易错点 (1)萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气。 (2)恩格尔曼选用水绵作实验材料的好处：叶绿体大且呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。 (3)鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。 (4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。,2上述实验中对照实验设置 在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。 (1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。 (2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。 (3)普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。,3恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。 (2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。 (3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,【对位训练】 4(2014南昌质检)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( ) 本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因 实验开始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉 A B C D 【答案】 A,1曲线中点的含义和移动规律,光合作用曲线中点的含义和移动规律及如何确定变量,光照强度与光合速率的关系曲线图中各点的含义 (1)光补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则光补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，而光合作用不受影响，则光补偿点应右移(左移)。 (2)光饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则光饱和点应右(左)移。,(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，从增加光合面积的角度考虑，采取_措施能提高玉米的光能利用率。 【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 【解析】此图中包含三个变量：光强、施肥、土壤含水量，上升阶段则横坐标是制约因素，若含水量相同，则可能是光强或施肥的原因。,错因分析 施肥效果明显不是在土壤含水量60%这一点，而是在40%60%这一段。,对光合作用条件骤变时各物质量的变化模糊不清,(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_(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_。,【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，所需的ATP和H少,【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，1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2 mol C3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。,错因分析 对C5与C3的数量关系不清楚：1C51CO2 2C3，故出现二倍关系；对C3和C5的变化来源和去向辨析不清楚。对第3小题审题不清要求达到稳定时C3和C5的比较。,纠错训练 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是( ),1(2014山东枣庄三中月考)在光照适宜条件下，将培养在CO2浓度为0.003%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为1%的环境中，其叶绿体中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图，相关说法错误的是( ),题组一 光合作用过程,AA曲线表示C3，B曲线表示C5 B夏季“午休现象”时C3、C5变化与本图不一致 C适当增加光强，叶肉细胞中的C3、C5会同时增加 D当CO2浓度又变为0.003%时，图中曲线将再次发生变化 【答案】C,【答案】A 【解析】过程是光合作用的光反应，是光合作用的暗反应，产生的H可在过程中将三碳化合物还原；过程是有氧呼吸的第一、二阶段，是有氧呼吸的第三阶段，在有氧呼吸第三阶段，H与氧结合生成水；能形成ATP的过程有：过程、；过程是光合作用的光反应，所以长在向阳坡的植物比背阳坡上的小麦过程旺盛。,题组二 色素的提取与分离实验,A.A组处理会造成滤液成黄绿色，因为部分叶绿素会被破坏 BB组处理会造成滤液几乎成无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中 CC组处理会造成滤液成深绿色，分离后自上而下数第三条色素带的颜色为蓝绿色 DA组与B组相互对照，可以证明叶绿体中的色素易溶解于乙醇 【答案】D,【解析】A组黄绿色，原因是碳酸钙的作用是保护叶绿素，不加碳酸钙会使部分叶绿素被破坏，导致滤液成黄绿色；B组无色，原因是加入了SiO2和CaCO3，研磨出的叶绿素不溶于水而溶