导学教程高考生物一轮复习 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课件.ppt

第3讲能量之源 光与光合作用 考纲要求 1 光合作用的基本过程 2 影响光合作用速率的环境因素 3 实验 叶绿体色素的提取和分离 1 捕获光能的色素和叶绿体的结构 考点1光合作用的结构和功能 rna 叶绿素 叶绿素b 蓝绿色 类胡萝卜素 胡萝卜素 叶黄素 基粒 2 光合作用的探索历程 连线 3 光合作用的过程 1 根据图示写出各标号所代表的物质或过程名称 2 根据图示填写 光反应进行的场所是 物质变化是 能量变化是将 基粒 光能 o2 h atp 基质 co2 c3 光 暗 叶绿体类囊体薄膜 水的光解 atp的合成 光能转化为atp中活跃的化学能 暗反应进行的场所是 发生的物质变化有 能量变化是将atp中活跃的化学能转变成 3 写出光合作用的总反应式 叶绿体基质 co2固定 c3还原和atp水解 有机物中稳定的化学能 1 正误判断 1 植物体内含有的所有色素都参与光合作用 2 能进行光合作用的生物一定含有叶绿体 3 含有光合色素的生物一定能进行光合作用 4 叶片黄化 叶绿体对红光吸收增多 5 细胞中不能合成atp的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构 2 教材改编题 下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图 关于甲物质和乙物质的相对分子质量的比较 正确的是 a 甲 乙b 甲 乙c 甲 乙d 无法确定 解析小球藻在光照下进行光合作用 而光合作用产生氧气 氧气中的氧元素全部来自水中的氧元素 所以第一支试管中产生的物质是o2 相对分子质量是32 第二支试管中产生的物质是18o2 相对分子质量是36 所以相对分子质量的比较为甲物质小于乙物质 答案b 1 画出光合作用的图解 并分别写出光反应与暗反应的场所 物质和能量变化 提示 2 写出光合作用的总反应式并标出各元素的去向 提示 3 光反应与暗反应的联系 1 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供 2 没有光反应 暗反应无法进行 没有暗反应 无法合成 h atp adp和pi 有机物 4 环境因素骤变对物质含量动态变化的判断当外界条件改变时 光合作用中c3 c5 h atp的含量变化可以采用下图分析 1 图示 2 分析 减少 增加 增加 减少 增加 增加 增加 减少 减少 易错警示 1 光反应快于暗反应 光照总时间相同时 光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累得多 因为 h atp基本不积累 利用充分 但一直光照会造成 h atp的积累 利用不充分 如甲一直光照10分钟 乙光照5秒和黑暗5秒相间隔持续20分钟 则光合作用制造的有机物 甲 乙 暗反应时间长 2 光合作用光反应产生的atp只用于暗反应阶段 不能用于其他生命活动 其他生命活动所需atp只能来自细胞呼吸 考向一光合作用的色素和场所1 叶绿体中的类囊体有两种 基粒类囊体和基质类囊体 如下图 基质类囊体能将单个基粒类囊体连接起来 下列有关叙述正确的是 a 叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内b h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在基质类囊体上c co2的固定过程发生在基粒类囊体上d 在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素解析叶绿体中的色素分布于类囊体膜上 h2o的光解在两种类囊体上都能发生 因为其上含有与光反应有关的酶 co2固定发生在叶绿体基质中 答案d 考向二光合作用的探究历程2 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 考向三光合作用的过程3 2015 安徽理综 下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在有关酶的催化作用下 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atp为c3的还原提供能量 并将能量转移到 ch2o 等有机物中 co2的固定不需要能量 a项错误 暗反应中 必须经过co2的固定和c3的还原才能形成有机物 b项错误 在暗反应中 一部分c3经过一系列变化形成c5 一部分c3还原成 ch2o 等有机物 c项正确 在co2供应不变的情况下 光照强度由强变弱时 光反应提供的 h 减少 atp形成减少 故 h 和atp的含量下降 导致c3还原过程减弱 但此时co2的固定仍在进行 故短时间内c3含量上升 c5含量下降 d项错误 答案c 4 2016 沈阳模拟 如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径 下列有关叙述中不正确的是 a 叶肉细胞中 只要线粒体消耗o2 光合作用就不缺少atp和co2b 过程 需要atp 过程 产生atpc 对于正常光合作用的叶片 如果突然降低光照强度 过程 都会减弱d 叶肉细胞的线粒体 叶绿体和细胞质基质中都含有与合成atp有关的酶 解析图中过程 依次为光合作用的光反应阶段 光合作用的暗反应阶段 有氧呼吸的第一阶段 有氧呼吸的第三阶段 在叶肉细胞中 线粒体产生的能量并不用于光合作用 光合作用光反应阶段产生的atp用于暗反应阶段 a项错误 过程 是c3的还原 需要atp和 h 过程 都能产生atp b项正确 对于正常光合作用的叶片 若突然降低光照强度 过程 减弱 过程 因缺少atp和 h 也会减弱 c项正确 叶肉细胞的线粒体 叶绿体和细胞质基质中都能够产生atp 故都含有与合成atp有关的酶 d项正确 答案a 考向四光照 co2浓度变化与c3 c5 h nadph 和atp变化的关系5 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 下列关于一段时间内叶绿体中atp与o2的相对含量变化的示意图中 正确的是 解析离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时 突然中断co2的供应使c3合成减少 一段时间内暗反应逐渐减弱 暗反应消耗的atp也逐渐减少 故atp相对含量逐渐增加 随着暗反应的减弱 光反应也逐渐减弱 所以叶绿体内氧气含量逐渐减少 答案b 6 如图是夏季晴朗的一天中 某绿色植物体内c3和c5两种化合物相对含量的变化曲线图 有人据图做出了如下分析和判断 其中正确的是 a m表示c5 因为夜间叶绿体不能产生atp和 h c5因缺少atp不能与co2结合而积累b 在5 9时 光合作用的最大限制因子是温度 11 15时最大的限制因子是光照和co2c 16 20时两种物质含量变化的主要原因是环境因素的改变引起植物气孔开放和atp h 生成减少d 环境因素的变化引起植物呼吸作用增强产生较多的co2是16 20时两种物质含量变化的主要原因 解析必须先读懂两条形态相似 变化相反曲线的意义 运用光合作用过程中物质 能量及影响因素等方面的规律审题 进行综合分析 才能正确做出选择 题干提示两条曲线是关于光合作用过程中 两种化合物相对含量的变化 因此 紧扣c3和c5相互转化的条件和因果关系是解题的出发点 早上有光照后 光反应产生的atp和 h 增多 c3被还原而减少 c5则增多 傍晚光照减弱 光反应产生的atp和 h 减少 c3增多 c5则减少 所以m表示c3 n表示c5 co2的固定不需要atp 在5 9时 光合作用的最大限制因子是光照而不是温度 11 15时光合作用最大的限制因子不是光照 而是co2 答案c 1 光合作用原理的应用 1 光合作用强度 概念 植物在 内通过光合作用制造 的数量 表示方法 用一定时间内 或 的数量来定量表示 考点2影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 单位时间 糖类 原料消耗 产物生成 2 影响因素 空气中 土壤中 光照的 以及光的 的高低 3 应用 控制 和温度的高低 适当增加作物环境中 来提高光合作用强度 co2浓度 水分含量 时间 强度 成分 温度 光照的强弱 co2的浓度 2 填表比较光合作用与化能合成作用 氧化无机物放出 绿色植物 硝化细菌 1 正误判断 1 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在适宜条件下光照培养 随培养时间的延长 玻璃容器内co2浓度一直保持稳定 不变化 2012 海南卷 2 番茄幼苗在缺镁培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度降低 暗反应强度降低 2011 全国新课标卷 3 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降温 可以提高作物产量 4 停止供水 植物光合速率下降 这是由于水是光合作用的原料 又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质 2012 浙江卷 5 在其他条件适宜情况下 在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照 并在黑暗中立即开始连续取样分析 在短时间内叶绿体中c3和c5化合物含量都迅速增加 2 生长于较弱光照条件下的植物 当提高co2浓度时 其光合速率未随之增加 主要限制因素是a 细胞呼吸和暗反应b 光反应c 暗反应d 细胞呼吸解析弱光条件下光反应产生的atp h 较少 还原的c3也少 有机物的产量低 增加二氧化碳浓度 光反应的产物并未随之增加 所以光合速率未发生改变 答案b 1 探究单因子对光合作用速率的影响 1 据图解读光照强度对光合作用强度的影响 a点 光照强度为0 只进行 ab段 光合作用强度 细胞呼吸强度 b点 光补偿点 光合作用强度与细胞呼吸强度 时的光照强度 bc段 光合作用强度 细胞呼吸强度 c点 光饱和点 光照强度达到c点后 光合作用强度 细胞呼吸 小于 相等 大于 不再随光照强度增强而增强 2 据图解读co2浓度对光合作用强度的影响 a点 co2补偿点 表示光合作用速率 细胞呼吸速率时的co2浓度 a 点 表示进行光合作用所需co2的 浓度 b和b 点 co2饱和点 两组都表示在一定范围内co2浓度达到该点后 光合作用强度 等于 最低 不再随co2浓度增加而增加 3 据图解读温度对光合作用强度的影响 光合作用是在酶催化下进行的 温度直接影响 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 其中ab段 10 35 随温度的升高而 b点 35 以上由于 下降 光合作用开始下降 50 左右光合作用停止 酶的活性 逐渐加强 光合酶活性 2 探究多种因子对光合作用的影响 p点时 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随该因子的不断加强 光合速率不断提高 当到q点时 横坐标所表示的因子不再影响光合速率 要想提高光合速率 可适当提高图示中的其他因子 3 光合作用坐标图中关键点移动分析如图1是光照强度对某一植物光合作用强度的影响 适当改变co2浓度 则会引起关键点的移动 适当提高co2浓度 呼吸作用不变 光合作用增强 对光合作用有利 a点的光合作用强度等于呼吸作用强度 此点为光的补偿点 要维持两者相等 则不需要那么高的光照强度 故a点左移 b点是光合作用强度达到最大值所需的最低的光照强度 此点为光的饱和点 此时该植物需要更大的光照才能达到饱和 故b点右移 c点为光合作用最强的点 同时该植物需要更大的光照强度才能达到饱和 故c点右上移 反之 当适当降低co2浓度时 则情况相反 1 模型构建通过观察发现在图1中存在着这样的变化 适当提高co2浓度时 a点左移 b点右移和c点右上移 a b c三点围成的三角形膨胀变大 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三点围成的三角形变小如图2 若图1所示内容为co2浓度对某一植物光合作用强度的影响 当改变光照强度时 关键点的移动同上 即适当提高光照强度时 a点左移 b点右移和c点右上移 a b c三点围成的三角形膨胀变大 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三点围成的三角形皱缩变小 该规律在此类型题中普遍存在 2 观点呈现 在有关光合作用的坐标图中 若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值增大 即条件的改变有利于光合作用 则a b c三点围成的三角形表现出膨胀变大的趋势 即a点左移 b点右移和c点右上移 如适当提高co2浓度 适当提高光照强度 若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值减小 即条件的改变不利于光合作用 则a b c三点围成的三角形表现出皱缩变小的趋势 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 考向一影响光合作用的环境因素1 2015 海南高中联考 下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图 有关描述错误的是 a 图1中 若光照强度适当增强至最适状态 a点左移 b点右移b 图2中 若co2浓度适当增大至最适状态 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 光合作用制造的有机物的量开始减少 解析图1和图2中的a点代表光合作用和呼吸作用相等时光合作用的强度 在曲线达到最高点之前 光照强度和co2浓度都是限制光合作用强度的因素 当其中一个因素增强 要达到相同的生理状态 另一个因素在其相对较弱时即可满足 故图1中光照强度适当增大至最适状态时 a点会左移 图2中co2浓度 适当增大至最适状态时 a点也会左移 图1和图2中的b点代表光合作用的饱和点 限制因素是光照强度和co2浓度 适当增强时 光合作用强度也会增大 所需的co2 浓度和光照强度也会增强 b点右移 图4中 光照下co2的吸收量 为植物净光合量 植物有机物积累量 黑暗中co2的释放量 为植物呼吸量 故当温度高于25 时 植物光合作用积累的有机物的量开始减少 而不是植物光合作用制造的有机物的量 植物总光合量 开始减少 答案d 2 某实验小组为研究植物的光合作用 将两棵基本相同的植物分别置于透明的玻璃罩内 如图甲 乙所示 在相同自然条件下 一昼夜中测得植物氧气释放速率分别如丙 丁曲线所示 下列对该实验的结果的分析正确的是 a ab段和cd段 曲线下降的原因相同b e点时 气孔关闭导致光合作用基本停止c 一昼夜中 装置乙的植物积累的有机物多d 14h时 装置甲的植物叶绿体中c3含量相对较高 解析ab段下降是由于co2浓度下降 cd段下降的原因是光照强度下降 a项错误 e点时 气孔关闭导致光合作用速率下降 但仍大于呼吸作用速率 b项错误 由两曲线和横轴围成的面积的大小可知装置乙的植物积累的有机物多 c项正确 由于14h甲装置中co2浓度较低 该植物叶绿体中的c3含量较低 d项错误 答案c 方法规律 绿色植物24h内有机物的 制造 消耗 与积累 1 典型图示 2 曲线解读 积累有机物时间段 ce段 制造有机物时间段 bf段 消耗有机物时间段 og段 一天中有机物积累最多的时间点 e点 一昼夜有机物的积累量 sp sm sn sp sm sn分别表示p m n的面积 考向二多因子变量对光合作用的影响3 甲图和乙图表示某植物在适宜的co2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系 下列相关描述中错误的是 a 甲图中 在a 点限制光合作用速率的主要因素是光照强度 在b 点限制光合作用速率的主要因素是温度或co2浓度b 从乙图可以看出 当超过一定温度后 光合作用速率会随着温度的升高而降低c 温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率的d 若光照强度突然由a变为b 短时间内叶肉细胞中c3的含量会增加 解析甲图表示光照强度和温度对光合作用速率的影响 乙图表示温度对光合作用速率的影响 分析甲图中某点上的限制因素时 要看曲线是否达到饱和点 如果没有达到饱和点 如a 点 则限制因素为横坐标表示的因素 即光照强度 当达到饱和点以后 如b 点 则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素 如温度或co2浓度 当光照强度突然增强时 光反应速率加快 产生更多的 h 和atp 短时间内c3的还原速率加快而co2的固定速率不变 故c3的含量会减少 答案d 4 2016 海淀二模 研究者探究不同光强条件下 两种不同浓度co2对某种蓝藻生长的影响 结果如下图所示 下列关于实验的叙述 不正确的是 a 和 分别表示高浓度和低浓度co2下的测量结果b 若相同条件下测量o2释放量 可得到相似的实验结果c 低光强时 不同的co2浓度对干重增加的影响不显著d 高浓度co2时 不同的光强对干重增加的影响不显著 解析由图可知在相同光照强度下 的光合作用强度比 高 co2浓度也是限制光合作用的一个重要因素 同等光照强度 在一定范围内co2浓度越高 光合作用强度越大 所以 和 应分别表示高浓度和低浓度co2下的测量结果 净光合作用强度也可以用o2的释放量来表示 由图可知低光强下 不同的co2浓度对干重增加的影响不显著 高浓度co2条件下 不同的光强对干重增加