高三生物第一轮复习光合作用与生物固氮课件人教版

1、高三生物第一轮复习光合作用与生物固氮课件人教版知识内容知识内容考试要求考试要求光合作用的发现光合作用的发现 叶绿体中的色素叶绿体中的色素 光合作用的过程光合作用的过程C3C3植物和植物和C4C4植物的概念及叶片结构的特点植物的概念及叶片结构的特点 光合作用的重要意义光合作用的重要意义 提高农作物的光合作用效率提高农作物的光合作用效率 共生固氮微生物和自生固氮微生物共生固氮微生物和自生固氮微生物 生物固氮的意义生物固氮的意义 生物固氮在农业生产中的应用生物固氮在农业生产中的应用 一、考纲解读一、考纲解读: :二、知识网络（必修）二、知识网络（必修）光合作用的发现光合作用的发现叶绿体中的色素叶绿体

2、中的色素光合作用光合作用光反应阶段光反应阶段光合作用的过程光合作用的过程暗反应阶段暗反应阶段光合作用的意义光合作用的意义活跃化学能转换成稳定化学能活跃化学能转换成稳定化学能光能在叶绿体中的转换光能在叶绿体中的转换光能转换成电能光能转换成电能电能转换成活跃化学能电能转换成活跃化学能光光合合作作用用C C3 3植物与植物与C C4 4植物植物C C3 3植物与植物与C C4 4植物在叶片结构的特点植物在叶片结构的特点C C3 3途径与途径与C C4 4途径（选学）途径（选学）C C3 3植物与植物与C C4 4植物的概念植物的概念二氧化碳的控制二氧化碳的控制必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应提高

3、农作物的光合作用效率提高农作物的光合作用效率光照强弱的控制光照强弱的控制二二, ,知识网络（选修）知识网络（选修）共生固氮微生物共生固氮微生物固氮微生物的种类固氮微生物的种类自生固氮微生物自生固氮微生物生物固氮过程简介生物固氮过程简介生物生物固氮固氮生物固氮的意义生物固氮的意义生物固氮在农业生产中的应用生物固氮在农业生产中的应用二二; ;知识网络（选修）知识网络（选修）1 1、光合作用的是如何发现光合作用的是如何发现？2 2、叶绿体的色素有哪些叶绿体的色素有哪些？3 3、各种色素有什么功能？如何提取和分离、各种色素有什么功能？如何提取和分离？4 4、光合作用是怎样进行的光合作用是怎样进行的？5

4、 5、光反应和暗反应有何区别和联系光反应和暗反应有何区别和联系？6 6、光合作用有何重要意义？、光合作用有何重要意义？7 7、影响光合作用的因素有哪些？、影响光合作用的因素有哪些？这些因素是如何影响光合这些因素是如何影响光合作用的？作用的？ 8 8、可以采取哪些措施来提高农作物的光合作用效率可以采取哪些措施来提高农作物的光合作用效率？ 三、基础知识回顾三、基础知识回顾反应中心反应中心叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素下页下页四四. .新新 知知 识识 完完 善善类囊体类囊体光光光光O2H2OeH+ADP+PiATPNADP+NADPH下页下页四四. .新新 知知 识识 完完 善善(CH2O)O2

5、H2OADP+PiC C3 3途径：在光合作用的暗反应中，途径：在光合作用的暗反应中，COCO2 2被被C C5 5 固定形成两个固定形成两个C C3 3化合物的途径。化合物的途径。C C4 4途径：在光合作用的暗反应中，途径：在光合作用的暗反应中，COCO2 2中的中的C C首先被转移到首先被转移到C C4 4 中，中，然后才转移到然后才转移到C C3 3的化合物的途径。的化合物的途径。下页下页C C4 4途径及途径及C C3 3 、C C4 4植物植物四四. .新新 知知 识识 完完 善善C C4 4途径途径 C C3 3途径途径COCO2 2C C4 4PEPPEP酶酶C C3 3（PE

6、PPEP）C C3 3 （丙酮酸）丙酮酸）C C4 4ATPATPADP+PiADP+Pi叶肉细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体2C2C3 3C C5 5（CHCH2 2OO）ATPATPADP+PiADP+PiNADP NADP + +NADP HNADP H维管束鞘细胞叶绿体维管束鞘细胞叶绿体固定固定COCO2 2多种酶多种酶还原还原下页下页C C4 4途径：途径：四四. .新新 知知 识识 完完 善（善（C C4 4植物）植物）维管束鞘细胞维管束鞘细胞有无围绕着有无围绕着维管束的维管束的“花环花环”细胞大小细胞大小是否有叶绿体是否有叶绿体下页下页四四. .新新 知知 识识 完完 善善大气中大气中的

7、的COCO2 2含量含量低的低的COCO2 2含量含量高的高的COCO2 2产产物物能量能量能量能量C C4 4途径途径C C3 3途径途径COCO2 2 泵泵下页下页C C4 4植物中植物中“二氧化碳泵二氧化碳泵”示意图示意图四四. .新新 知知 识识 完完 善善途径途径途径途径途径途径下页下页四四. .新新 知知 识识 完完 善善两两两两个个个个阶阶阶阶段段段段 反反反反应应应应部部部部位位位位 反反反反应应应应条条条条件件件件 反反反反应应应应物物物物 1 1 2 2 物物物物 质质质质变变变变化化化化 3 3 能能能能量量量量变变变变化化化化 产产产产物物物物 两两两两个个个个阶阶阶阶

8、段段段段的的的的关关关关系系系系 光光光光反反反反应应应应为为为为暗暗暗暗反反反反应应应应提提提提供供供供了了了了 和和和和 ；暗暗暗暗反反反反应应应应为为为为光光光光反反反反应应应应补补补补充充充充了了了了 和和和和 。 光光光光合合合合作作作作用用用用的的的的实实实实质质质质 把把把把 转转转转化化化化成成成成 ；同同同同时时时时把把把把 能能能能转转转转变变变变成成成成 能能能能贮贮贮贮存存存存在在在在 。 光反应光反应暗反应暗反应叶绿体片层结构薄膜上叶绿体片层结构薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能叶绿体色素、酶、光能酶酶光能转变为光能转变为ATP、NADPH中的化学能中

9、的化学能ATP、NADPH中的化学能转变为中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能贮存在有机物中的化学能O2、ATP、NADPH（CH2O）、）、ADP、Pi、NADP、C5ATPNADPHADP、PiNADP无机物无机物有机物有机物光光化学化学有机物有机物ADP+Pi +能量能量 ATP酶酶NADP+ H+ +能量能量 NADPH酶酶H2O e + H+ +O2酶酶CO2+C5 2C3酶酶2 C3 C5+（CH2O）ATPADP+PiNADPH NADP酶H2O、ADP、PI、NADPCO2、C5、 ATP、NADPH光合作用光反应与暗反应的区别(高三）下页下页下页下页固氮固氮自然界中的氮循环

10、自然界中的氮循环下页下页生物固氮在农业生产上的应用：生物固氮在农业生产上的应用： 弥补土壤中氮素损失弥补土壤中氮素损失 进行根瘤菌拌种，提高豆科作物产量进行根瘤菌拌种，提高豆科作物产量 用豆科植物做绿肥用豆科植物做绿肥 使用自生固氮菌制剂为农作物提供氮素营养使用自生固氮菌制剂为农作物提供氮素营养生物固氮的下页下页O光照强度光照强度COCO2 2吸收吸收COCO2 2释放释放ABCO光光合合作作用用速速率率COCO2 2浓度浓度ABO光光合合作作用用速速率率10 20 30 40 50 温度（温度（C）ABC光合作用的实际量光合作用的实际量2 4 6 8叶面积指数叶面积指数O物质的量物质的量呼吸

11、量呼吸量干物质量干物质量O光光合合作作用用速速率率叶龄叶龄ABCO光光合合作作用用速速率率水和矿质元素浓度水和矿质元素浓度A下页下页单一因素对光合作用影响的图象单一因素对光合作用影响的图象五、知识拓展应用五、知识拓展应用下页下页多因素对光合作用的影响多因素对光合作用的影响五、知识拓展应用五、知识拓展应用光光 能能 利利 用用 率率光合作用效率光合作用效率 地面接受的光能地面接受的光能100%单位土地面积上的植物制单位土地面积上的植物制造的有机物中所含能量造的有机物中所含能量 =光合作用吸收的光能光合作用吸收的光能100%单位叶面积制造的有机物单位叶面积制造的有机物 中所含能量中所含能量=下页下

12、页提高光能的利用率提高光能的利用率( (农作物产量农作物产量) )的措施的措施五、知识拓展应用五、知识拓展应用（1 1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用（2 2）光合作用实际产氧量）光合作用实际产氧量 = = 实测的氧气释放量实测的氧气释放量 + +呼吸作用耗氧量呼吸作用耗氧量（3 3）光合作用实际）光合作用实际COCO2 2消耗量消耗量 = = 实测的实测的COCO2 2消耗消耗 量量 + + 呼吸作用呼吸作用COCO2 2释放量释放量（5 5）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的 反应时，然后列出方程予以计

13、算。反应时，然后列出方程予以计算。（4 4）光合作用葡萄糖净生产量）光合作用葡萄糖净生产量 = = 实际光合作用实际光合作用 葡萄糖生产量葡萄糖生产量 - - 呼吸作用葡萄糖消耗量。呼吸作用葡萄糖消耗量。下页下页五、知识拓展应用五、知识拓展应用D下页下页六、巩固与练习六、巩固与练习 (05北京理综北京理综) 下列能鉴别野牛草是否为下列能鉴别野牛草是否为C4植物的简便方法（植物的简便方法（ ） A.制作叶表皮临时装片，观察气孔大小制作叶表皮临时装片，观察气孔大小 B.制作叶横切临时装片，观察叶脉结构制作叶横切临时装片，观察叶脉结构 C.分离、测定叶片中各种色素的含量分离、测定叶片中各种色素的含量

14、 D.用碘液测定叶片中淀粉的含量用碘液测定叶片中淀粉的含量 B六、巩固与练习六、巩固与练习2、下页下页3、(2003(2003江苏江苏) )生长旺盛的叶片，剪成生长旺盛的叶片，剪成5mm5mm见方的小块，抽见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理去叶内气体，做下列处理( (如图如图) )，这四个处理中，沉入底部，这四个处理中，沉入底部的叶片最先浮起的是的叶片最先浮起的是 ( )( )C六、巩固与练习六、巩固与练习下页下页4、（20062006年江苏理综卷年江苏理综卷4 4题）光合作用的过程包括光反应和暗反题）光合作用的过程包括光反应和暗反应光反应能够为暗反应提供的物质是（应光反应能够为暗反应提供的

15、物质是（ ）A AHH和和ATPATPB BC C5 5化合物化合物C CH H2 2O O和和O O2 2、D DO O2 2和和C C3 3化合物化合物 A六、巩固与练习六、巩固与练习下页下页5、下页下页 （20062006年四川卷年四川卷5 5题）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭题）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室小室，调节小室COCO2 2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以度（以COCO2 2吸收速率表示）吸收速率表示）, ,测定结果如下图。下列相关叙述，正测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是确的是 ( )( )A

16、.A.如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点左移点左移B.B.如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点右移点右移C.C.如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a a点右移，点右移，b b点右移点右移D.D.如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a a点左移，点左移，b b点右移点右移D6、下页下页（20062006年江苏卷年江苏卷5 5题）栽培豆科植物可以提高土壤题）栽培豆科植物可以提高土壤肥力，原因是与豆科植物共生的根瘤菌利用固氮酶把肥力，原因是与豆科植物共生的根瘤菌利用固氮酶把（）（）A AN N2 2转变为

17、转变为NHNH3 3 B BHNOHNO3 3转变为转变为NHNH3 3C CN N2 2转变为转变为NONO3 3- - D DNHNH3 3转变为转变为NONO3 3- -7、A（2004江苏）江苏）过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。在保证营养需要的情况下，有人对小麦是产量与播种量的关系在保证营养需要的情况下，有人对小麦是产量与播种量的关系进行了研究，结果如下图所示。进行了研究，结果如下图所示。（1）略有下降（）略有下降（2） 植株过密，叶片接受光照不足；通风透植株过密，叶片接受光照不足；通风透气差，气差，CO2供应不足供应不足（1）根据上图分

18、析，当播种密度过大时小麦产量将）根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将_. （2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原理是原理是_ 。下页下页8、在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题：重要细胞器，请回答以下问题： (1)叶绿体中合成叶绿体中合成ATP的能量来源是的能量来源是 ，合成的，合成的ATP用用于于 ，释放的氧气的来源是，释放的氧气的来源是 ，CO2除来自大气外除来自大气外还来源于还来源于 。 (2)线粒线粒体中合成体中合成ATP的能量来源的能量来源 合

19、成的合成的ATP用用于于 吸收的氧气除来自大气外还来源于吸收的氧气除来自大气外还来源于 （3）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡请问这两种气泡成分是否一样生气泡请问这两种气泡成分是否一样?请解释原因。请解释原因。 (4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变，两支试假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化管产生气泡的量分别有什么变化?为什么为什么?

20、水的分解水的分解光合作用光合作用9、下页下页实验、光合作用需要实验、光合作用需要CO210、 （2001广东高考）为证实广东高考）为证实“二氧化碳是光合作用合二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料成有机物必需的原料”， 某人设计了下列实验方案：某人设计了下列实验方案：目的（略）目的（略）材料和用具（略）材料和用具（略）实验方法和步骤：实验方法和步骤：用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯和一杯NaOH溶液，密封不漏气。溶液，密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶

21、片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。机物。暗室内装有红色安全灯。饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。充分进行光合作用。取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于洒精中。素溶于洒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色出现。碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色出现。该实验方案有几项明显的错误，请指出错误并该实验方案有几项明显的错误，请指出错误并改正改正。实验、光合实验、光

22、合COCO2 2答案答案为了增强实验的可信度和说服力，应设立对照组，对为了增强实验的可信度和说服力，应设立对照组，对照组的设计如下：照组的设计如下：对照组：A、装置同题干中的步骤，且玻璃罩的大小颜色等相同，但其内用同种长势相同的另一株植物代替题干中的植物，用一杯清水代替NaOH溶液（即：条件对照）；B、作适当的饥饿处理；C、重复题干中的步骤、；D、有效检验叶片淀粉的存在情况。实验、光合实验、光合COCO2 2答案答案本题还涉及到特殊干扰因素的排除问题，即先应把原有本题还涉及到特殊干扰因素的排除问题，即先应把原有的有机物消耗殆尽，饥饿处理的环境是无光的人造暗室（可安的有机物消耗殆尽，饥饿处理的环

23、境是无光的人造暗室（可安装绿色安全灯），题中红光是光合作用主要吸收的单质光之一，装绿色安全灯），题中红光是光合作用主要吸收的单质光之一，无法有效去除原有的有机物，因此应改为绿光灯。无法有效去除原有的有机物，因此应改为绿光灯。暗室内装绿色安全灯（而不是红色安全灯）实验、光合实验、光合COCO2 2答案答案些步是正确的，饥饿的时间和光照时间等一些定量问题在实验设计中往往用 “一定”、“适当”、“适量”、“若干”等模糊语言表示。实验、光合实验、光合COCO2 2答案答案此步是正确的，为了使实验结果更明显必须脱去叶绿素等色素，而叶绿素等色素是脂溶性色素，必须用有机溶剂脱色。这里用酒精脱色，而酒精是一种

24、易燃品，必须水浴加热，以免发生危险。实验、光合实验、光合COCO2 2答案答案鉴定不同的有机物往往采用不同的方法，葡萄糖鉴定不同的有机物往往采用不同的方法，葡萄糖可用斐林试剂、斑氏度剂、银镜反应等进行还原性鉴定。可用斐林试剂、斑氏度剂、银镜反应等进行还原性鉴定。步骤中用碘碘化钾测定的不是葡萄糖，而是淀粉。分析：分析：结论：结论：A A 装置内存在装置内存在 COCO2 2 ，B B 装置中没有装置中没有COCO2 2存在。存在。 COCO2 2是光合作用的原料之一。是光合作用的原料之一。光合作用需要光合作用需要COCO2 2实验更正装置实验更正装置结束17711771年：英年：英普里斯特利的实

25、验普里斯特利的实验18641864年：德年：德萨克斯的实验萨克斯的实验18801880年：美年：美恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验2020世纪世纪3030年代：美年代：美鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验光合作用的发现光合作用的发现返回返回叶叶绿绿体体中中的的色色素素返回返回色素分离实验及作用1 1、吸收、传递光能、吸收、传递光能（大多数叶绿素（大多数叶绿素a ,a ,全部叶绿素全部叶绿素b b，胡萝卜素，叶黄素），胡萝卜素，叶黄素）2 2、转换光能、转换光能（少数处于特殊状态下叶绿素（少数处于特殊状态下叶绿素a) a) 返回返回光合作用的过程光合作用的过程返回返回光反应与暗反应的区别与联系光反应与

26、暗反应的区别与联系光反应为暗反应提供了光反应为暗反应提供了H和和ATP；暗反应为光；暗反应为光反应提供反应提供ADP和和Pi。暗反应暗反应光反应光反应项目项目联系联系能量转换能量转换物质变化物质变化条件条件部位部位ATP有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能多种酶、多种酶、CO2叶绿体基质中叶绿体基质中CO2+C5 2C3酶酶H ATP2C3 （CH2O）酶酶CO2 2的固定的固定：C3的还原的还原：光能光能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光、色素、酶、水光、色素、酶、水叶绿体基粒囊状膜上叶绿体基粒囊状膜上ATP的合成的合成 ： ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶水的光解水的光解 ： 2H

27、2O 4H+O2光光光光返回返回. .光照强度光照强度. .温温 度度. .COCO2 2 浓度浓度. .矿质元素矿质元素. .叶片面积叶片面积影响光合作用的因素影响光合作用的因素返回返回延长光合作用时间延长光合作用时间 大田：复种（一年种两茬或三茬）大田：复种（一年种两茬或三茬） 温室：人工光照温室：人工光照增加光合作用面积增加光合作用面积 改变株型、合理密植改变株型、合理密植提高光合作用效率提高光合作用效率（1 1）控制光照强弱（阳生植物和阴生植物）控制光照强弱（阳生植物和阴生植物）（2 2）增加水分和二氧化碳。）增加水分和二氧化碳。（3 3）增加矿质元素的供应）增加矿质元素的供应（4 4

28、）控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。）控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。提高光能利用率的措施（提高产量）提高光能利用率的措施（提高产量）返回返回普里斯特利实验一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片在暗处放置几小的叶片萨克斯的实验萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照脱色脱色结论结论: : 绿色叶片在光合作用中产生了淀粉绿色叶片在光合作用中产生了淀粉恩吉尔曼实验如何验证：不同波长的可见光引起的光合作用强度是不同的。如何验证：不同波长的可见光引起的光合作用强度是不同的。 返回返回光合作用氧来源的探究O O光照强度光照强度黑暗中呼吸所放出的黑暗中呼吸所放出的COCO2 2净光合量净光合量总光