高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第10讲 光合作用的探究历程与基本过程课件 新人教版.ppt

第10讲光合作用的探究历程与基本过程 2017备考 最新考纲 1 光合作用的基本过程 2 实验 叶绿体中色素的提取和分离 考点一捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 5年3考 自主梳理 1 叶绿素和其他色素 转换 酒精 纸层析 类胡萝卜素 叶绿素b 叶绿素a 红光和蓝紫光 2 叶绿体的结构与功能 1 结构模式图 双层膜 暗反应 基粒 色素 光反应 光合反应 叶绿体 3 光合作用的探究历程 连一连 答案 a b c a e e d c b d 深度思考 1 英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功 则只要有光照 植物一定能更新空气 对吗 提示不对 植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率 即净光合速率 0 若光照强度不够充分 在光补偿点以下 则植物不但不能更新空气 反而会使空气变得更混浊 2 某植物叶片不同部位的颜色不同 将该植物在黑暗中放置48h后 用锡箔纸遮蔽叶片两面 如图所示 在日光下照光一段时间 去除锡箔纸 用碘染色法处理叶片 观察到叶片有的部位出现蓝色 有的没有出现蓝色 请思考 1 本实验设置了哪些对照 其自变量和因变量分别是什么 实验结论分别是什么 2 实验中对植株进行暗处理 其目的是什么 提示 1 图中d与e对照 其单一变量为有无光照 结果d部位经碘液检测显示蓝色 e部位不显示蓝色 表明光合作用制造淀粉必须有 光 图中a与b d对照 其单一变量为叶绿体有无 结果b d部位经碘液检测显示蓝色 a部位不显示蓝色 表明光合作用制造淀粉 必须有 叶绿体 2 该实验的关键是饥饿处理 其目的是使叶片中的营养物质消耗掉 增强了实验的说服力 影响叶绿素合成的三大因素 跟进题组 题组一捕获光能的色素和结构 1 2015 四川卷 1 下列在叶绿体中发生的生理过程 不需要蛋白质参与的是 a mg2 吸收b o2扩散c 光能转换d dna复制解析叶绿体对mg2 的吸收 需要细胞膜上载体蛋白的协助 也需要消耗atp供能 a不符合题意 o2的扩散是单纯扩散 既不需要载体协助 也不需要消耗能量 也就不需要蛋白质的参与 b符合题意 光能转换为化学能的过程中需要酶 蛋白质 作催化剂 c不符合题意 dna复制需要dna聚合酶 解旋酶等 也需要消耗atp供能 d不符合题意 b 2 关于叶绿素的叙述 错误的是 a 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素b 被叶绿素吸收的光可用于光合作用c 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同d 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析mg是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 用于光合作用的光反应过程 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 叶绿素不能有效地吸收绿光 绿光被反射出去 使植物呈现绿色 答案d 题组二光合作用的探究历程 3 下列关于光合作用探究历程的叙述 不正确的是 a 普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气b 萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉c 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量d 鲁宾和卡门的实验中 用18o分别标记h2o和co2 证明了光合作用产生的氧气来自h2o而不是co2解析恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的 叶绿体是进行光合作用的场所 但不能定量分析光合作用生成的氧气量 答案c 4 下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图 下列有关叙述正确的是 a 两实验均需进行 黑暗 处理 以消耗细胞中原有的淀粉b 两实验均需要光的照射c 两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照d 两实验均可证明光合作用的产物有氧气 解析本题主要考查光合作用的发现过程 图示的两实验中 只有萨克斯的实验需进行 黑暗 处理 目的是消耗掉细胞中原有的淀粉 恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所 萨克斯实验的目的是探究光合作用产物 所以两实验均需要光的照射 恩格尔曼的实验中 照光处理与不照光 黑暗与完全曝光形成对照 萨克斯的实验中 暗处理的叶片一半曝光 一半遮光形成对照 恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物 萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物 答案b 恩格尔曼实验方法的巧妙之处 1 巧选实验材料 选择水绵和好氧细菌 水绵的叶绿体呈螺旋式带状 便于观察 用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位 2 妙法排除干扰因素 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰 3 巧妙设计对照实验 用极细的光束照射 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位 相当于一组对照实验 临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果 考点二光合作用的过程 5年9考 自主梳理 1 完善光合作用的过程 atp 光 色素 酶 类囊体的薄膜上 h o2 atp atp中活跃的化学能 酶 叶绿体基质 有机物中稳定的化学能 atp c3 ch2o 2c3 co2 2 写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向 3 光反应与暗反应的比较 酶 atp 类囊体薄膜 叶绿体基质 水的光解 c3的还原 atp中活跃的化 学能 有机 物中稳定的化学能 h 和atp adp和pi 巧记光合作用过程的 一 二 三 四 如图为某细胞内生物膜结构的一部分 据图分析 1 图示结构中产生的atp 填 能 或 不能 运出所在的细胞器 用于其他生命活动 2 图示膜结构为叶绿体 填 外膜 或 内膜 类囊体膜 3 图中发生的能量转换是 4 图中 色素 是指 不能 类囊体膜 光能 活跃的化学能 叶绿素 a b 类胡萝卜素 跟进题组 题组一光合作用过程分析 1 2015 安徽卷 2 右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图 下列叙述正确的是 a co2的固定实质上是将atp中的化学能转变为c3中的化学能b co2可直接被 h 还原 再经过一系列的变化形成糖类c 被还原的c3在相关酶的催化作用下 可再形成c5d 光照强度由强变弱时 短时间内c5含量会升高 解析由图解可知 光反应产生的atp和 h 参与c3的还原 而不参与co2的固定 a b错误 被还原的c3在有关酶的催化作用下一部分合成了 ch2o 另一部分又形成了c5 c正确 光照强度变弱时 光反应产生的atp和 h 减少 故短时间内c5含量会降低 d错误 答案c 2 根据下面光合作用图解 判断下列说法正确的是 a 过程发生于叶绿体基质中b 过程发生于叶绿体类囊体薄膜上c 图示 依次为 h atp co2 ch2o d 不仅用于还原c3化合物 还可促进 与c5的结合 解析根据光合作用的过程判断 分别表示 h atp co2 ch2o 光反应和暗反应 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 暗反应发生在叶绿体的基质中 c3化合物还原过程中需要atp co2固定过程中不需要atp 答案c 题组二环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响 3 2015 福建卷 3 在光合作用中 rubp羧化酶能催化co2 c5 即rubp 2c3 为测定rubp羧化酶的活性 某学习小组从菠菜叶中提取该酶 用其催化c5与14co2的反应 并检测产物14c3的放射性强度 下列分析错误的是 a 菠菜叶肉细胞内rubp羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质b rubp羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行c 测定rubp羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法d 单位时间内14c3生成量越多说明rubp羧化酶活性越高 解析rubp羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定 属于暗反应 其场所是叶绿体基质 a正确 暗反应不需要光 有光和无光条件下都可进行 b错误 实验中利用14c标记co2并检测产物放射性强度 即采用同位素标记法 c正确 单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率 酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性 d正确 答案b 4 卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果获得了1961年的诺贝尔化学奖 卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中 通过一个通气管向玻璃容器中通入co2 通气管上有一个开关 可控制co2的供应 容器周围有光源 通过控制电源开关可控制光照的有无 请回答下列问题 1 实验材料小球藻属于 填 原核 或 真核 生物 2 卡尔文通过停止 来探究光反应和暗反应的联系 他得到的实验结果是下图中的 3 卡尔文通过停止 来探究光合作用过程中固定co2的化合物 这时他发现c5的含量快速升高 由此得出固定co2的物质是c5 4 卡尔文向密闭容器中通入14co2 当反应进行到第5s时 14c出现在一种c5和一种c6中 将反应时间缩短到0 5s时 14c出现在一种c3中 上述实验中卡尔文是通过控制 来探究co2中碳原子的转移路径的 采用的技术方法有 等 5 卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70 的蒸馏水中 这样做是为了使细胞中的 失活 此时 细胞中的化合物就保持在热处理之前的状态 解析 1 小球藻属于真核生物 2 在光照下 光反应进行 其产生的atp和 h 参与暗反应中c3的还原 因此 通过停止光照可以探究光反应和暗反应的联系 当停止光照后 光反应停止 atp和 h 的合成停止 则c3的还原减少 c3浓度增大 c5浓度减小 停止光照一段时间后 c3和c5浓度基本保持不变 3 在暗反应中 co2与c5结合形成c3 当停止co2的供应后 co2的固定受到影响 故会导致c5含量升高 4 由题中叙述可知 实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究co2中碳原子的转移路径的 该实验中他采用了放射性同位素标记法 5 酶是生物体内催化化学反应的催化剂 大多数酶的化学本质是蛋白质 在高温下酶的结构被破坏 导致细胞中的化学反应不能进行 化合物的含量不再发生变化 答案 1 真核 2 光照a 3 co2的供应 4 反应时间同位素标记法 5 酶 巧用模型法分析物质量的变化 1 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化 2 以上各物质变化中 c3和c5含量的变化是相反的 h 和atp含量变化是一致的 3 具体分析时只有理清c3 c5的 来源 与 去路 c3产生于co2的固定 消耗于c3的还原 c5产生于c3的还原 消耗于co2的固定 才能避开试题陷阱 考点三 实验 叶绿体中色素的提取和分离 5年3考 自主梳理 1 实验原理 有机溶剂无水乙醇 无水乙醇 溶解度 溶解度高 层析液 2 实验流程 叶绿 素 提取液 均匀 整齐 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 黄色 蓝绿色 黄绿色 最多 最高 最低 1 从色素带的宽度可推知色素含量的多少 2 从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小 3 在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b 距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素 提醒 深度思考 1 为什么滤液细线要重复画 且线要细 直 提示重复画线是为了增加色素的浓度 使分离出的色素带清晰分明 滤液细线要细 直是为了防止色素带之间出现重叠 2 层析时 为什么不能让滤液细线触及层析液 提示滤纸条上的滤液细线触及 或没入 层析液 会使滤液中的色素溶解于层析液中 滤纸条上得不到色素带 使实验失败 跟进题组 题组叶绿体中色素提取和分离过程与结果 1 2015 江苏卷 21改编 为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响 某同学用乙醇提取叶绿体色素 用石油醚进行纸层析 下图为滤纸层析的结果 为色素条带 下列叙述不正确的是 a 强光照导致了该植物叶绿素含量降低b 类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照c 色素 吸收光谱的吸收峰波长不同d 画滤液线时 滤液在点样线上只能画一次解析由图示可知 强光下 表示的叶绿素色素带变窄 说明叶绿素含量降低 a正确 强光照条件下 类胡萝卜素含量增加 说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照 b正确 是叶绿素a 是叶绿素b 都是主要吸收蓝紫光和红光 但吸收光谱的吸收峰波长不同 c正确 画滤液线时 滤液在点样线上画2 3次 d错误 答案d 2 如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程 请分析回答 1 纸层析法分离色素的 结果 如下图所示 其中共有的色素带的颜色是 据此能得出的结论是 2 蒜黄和韭黄都是在避光条件下培育出来的蔬菜 对这种现象的最好解释是 3 若由于各组操作不同 出现了以下四种不同的层析结果 下列分析最不合理的是 a 甲组可能误用蒸馏水作提取液和层析液b 乙组可能是因为研磨时未加入sio2c 丙组是正确操作得到的理想结果d 丁组可能是因为研磨时未加入caco3 4 将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间 结果 吸收光谱最明显的差异出现在 光区域 将制得的韭菜滤液在强光下曝光1 2h 再重复上述实验 其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致 其原因是 答案 1 橙黄色 黄色叶绿素的形成需要光 2 环境因素影响了基因的表达 3 c 4 红叶绿素不稳定 在强光下易分解 叶绿体中色素的提取和分离实验异常现象分析 1 收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂 二氧化硅 研磨不充分 使用放置数天的菠菜叶 滤液色素 叶绿素 太少 一次加入大量的无水乙醇 提取浓度太低 正确做法 分次加入少量无水乙醇提取色素 未加碳酸钙或加入过少 色素分子被破坏 2 滤纸条色素带重叠滤纸条上的滤液细线接触到层析液 3 滤纸条看不到色素带 忘记画滤液细线 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 4 滤纸条只呈现胡萝卜素 叶黄素色素带 忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为 黄叶 易错易混防范清零 易错清零 易错点1混淆塑料大棚中 塑料颜色 与 补光类型 的选择 点拨为提高光能利用率 塑料大棚栽培时常选择 无色塑料 以便透过各色光 这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收 尽管黄绿色吸收量较小 但总不会起负作用 而阴天或夜间给温室大棚 人工补光 时 则宜选择植物吸收利用效率最高的 红光或蓝紫光 灯泡 因为若利用白炽灯 则其发出的光中 黄 绿光 利用率极低 从节省能源 节电 节省成本 角度讲 用红灯泡 紫灯泡效率最高 易错点2误认为温室生产中昼夜温差越大 作物产量越高 点拨白天适当提高温度或增加co2浓度 可有利于提高光合产量 夜晚不进行光合作用 适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗 故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量 从而提高作物产量 然而 昼夜温差并非越大越好 因为夜晚温度过低时 呼吸酶活性过小 当呼吸作用被过度抑制时 必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程 从而制约次日的光合作用 这对作物生长显然不利 易错点3误认为光合作用暗反应中c5可参与 ch2o 生成 点拨光合作用暗反应中c5的作用在于固定co2形成c3 14co2中的14c转移途径为14co2 14c3 14ch2o 中间没有c5参与 c5的作用为c5 co2 2c3 ch2o c5 c5被用于再次固定co2 不能理解为c5生成 ch2o 易错点4不明确化能合成作用的实质及其与光合作用的本质区