高三高考生物一轮复习课件【知识导航+拓展迁移】 光合作用

第10讲

能量之源——光与光合作用问题探讨：由幼苗生长到高大乔木，植物增重所需要的物质主要是什么？任务一：阅读教材P101～102，填写以下表格。科学家实验结论1664海尔蒙特1771普利斯特利考点一、光合作用的探究历程树增重80Kg土壤减少0.6Kg水分是植物建造自身的原料植物可以更新空气科学家实验结论1779英格豪斯1864萨克斯只有在光照下植物才可以更新空气绿色叶片光合作用产生淀粉科学家实验结论1880恩格尔曼1939鲁宾、卡门氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。光合作用释放的氧来自水。科学家实验结论20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2（年代）科学家实验结论（或推测）1664海尔蒙特略水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利略植物可以更新空气1779英格豪斯略只有在光照下植物才可以更新空气1845R.梅耶略植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯略绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼略氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。1939鲁宾、卡门略光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文略光合产物中有机物的碳来自CO2思考与讨论：1、分析恩格尔曼的水绵实验设计巧妙之处（选材、实验条件、设计对照）？①选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。②先选用黑暗并且没有空气的环境，是为排除环境中光线和氧对实验的影响。③巧妙设计对照实验:在暗处用极细的光束照射,叶绿体可分为有光和无光的部位,形成一组对照实验;再者，临时装片又在完全曝光下进行实验，形成二次对照。2、上述实验中哪些采用了同位素标记法，在教材中还遇到过哪些实验用到了同位素标记法？鲁宾和卡门探究氧气来源实验；卡尔文的实验；注意：同位素标记法不同于荧光标记法。探究分泌蛋白的分泌过程的实验；探究DNA的半保留复制方式；噬菌体侵染细菌的实验……问题探讨：为什么大多数植物的叶片是绿色，有的颜色还会变黄、变红？考点二捕获光能的结构和色素1.叶绿体中色素的种类、功能、分布红光蓝紫光DNA、RNA、酶等色素、酶光合作用任务二：阅读教材P97～99，填写以下基础知识。2.实验：绿叶中色素的提取和分离称取5g新鲜绿叶绿叶中色素能溶解在有机溶剂

中，可用它提取绿叶中的色素。剪去主脉，剪碎放入研钵加入少许

，分次加入5mL

。

的研磨。

用

过滤得滤液。

无水乙醇二氧化硅、碳酸钙用尼龙布，不用滤纸，是因滤纸会吸附色素。无水乙醇快速充分单层尼龙布将滤纸条一端剪去两个角，并在距底1cm处用铅笔画细线绿叶中不同色素在层析液中的

，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得

，反之则

。

用

沾取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条细线，待滤液干后重复1~2次向容器倒入适量

中，将滤纸条插入层析液中溶解度不同快慢最少最高最快橙黄色蓝绿色最多最慢毛细吸管层析液思考与讨论

异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅滤纸条色素带重叠滤纸条无色素带①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏；③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低；④使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少①滤液细线不直；②滤液细线过粗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

1．实验中的异常现象分析过程操作要求操作目的提取色素实验试剂研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素实验操作迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发、色素分解盛放滤液试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素制备滤纸条滤纸剪去两个角使层析液同步到过滤液细线，防止色素带不整齐画滤液细线滤液细线要直、细、齐使分离出的色素带平整不重叠滤液干燥后再画1～2次积累色素，使分离出的色素带清晰分明分离色素滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2．实验操作要求及目的4．分析影响叶绿素合成的因素思考与讨论：3．结合色素的吸收光谱，分析恩格尔曼的第二个实验结果与结论？恩格尔曼的实验二临时装片中无氧气(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色；(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄；(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。好氧菌集中分布在叶绿体周围由红光和蓝紫光投射到的区域。叶绿体主要吸收红光和蓝紫光来进行光合作用，从而产生氧气。B1.(2022·北京房山区期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是(

)A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B.若选用同种但失绿变黄的叶片，色素含量可能是(甲＋乙)<(丙＋丁)C.四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D.四种色素中，丙和丁主要吸收红光色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶（CH2O）CO2吸收光解固定还原酶光反应暗反应

考点三、光合作用的过程①水的光解②ATP的形成①CO2的固定②三碳化合物的还原能任务三：阅读教材P103～104，写出光合作用的总反应式，并画出光合作用过程示意图。CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体

考点三、光合作用的过程任务三：阅读教材P103～104，写出光合作用的总反应式，并画出光合作用过程示意图。CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体光合作用中［H］的实质：NADPH（还原性辅酶Ⅱ）ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2NADP++H++2eNADPH酶NADPH既作为还原剂参与C3的还原，又可以为其提供能量。项目光反应暗反应反应场所反应条件物质变化能量变化联系类囊体薄膜叶绿体基质光照、色素、酶[H]、ATP、酶水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的还原（ATP的水解）光能→ATP（和NADPH）中活跃的化学能ATP（和NADPH）中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP、[H]（NADPH）暗反应为光反应提供ADP、Pi（、NADP+）思考与讨论：1.比较光反应和暗反应条件改变[H]ATPC3C5光照停止供应或减弱

CO2停止供应或减少↓↓↓↓↑↑↑↑2.分析光合作用中物质含量变化：环境条件改变影响光合作用过程分析①CO2供应不变，光照强度突然发生变化光照C3含量变化C5含量变化减弱Ⅰ过程减弱→NADPH和ATP合成减少→Ⅲ过程减弱、Ⅱ过程暂时不变→C3消耗减少、合成暂时不变→C3含量增加Ⅰ过程减弱→NADPH和ATP合成减少→Ⅲ过程减弱、Ⅱ过程暂时不变→C5消耗暂时不变、合成减少→C5含量减少增强与上述分析相反，结果是C3含量减少，C5含量增加②光照强度不变，CO2供应突然发生变化CO2供应C3含量变化C5含量变化减少Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程暂时不变→C3合成减少、消耗暂时不变→C3含量减少增加与上述分析相反，结果是C3含量增加，C5含量减少Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程暂时不变→C5消耗减少、合成暂时不变→C5含量增加3.光合作用中H、C、O的转移途径4、蓝藻和绿色植物都能进行光作用，据教材知识分析其中的异同？相同点：二者都含有光合色素和光合作用相关的酶，能通过光合作用将CO2和H2O转化为有机物，并释放氧气；都是光能自养型生物。不同点：二者都含的色素种类不同（如藻蓝素、类胡萝卜素等），进行光合作用的场所不同，蓝藻是原核生物，不具有叶绿体，绿色植物含有叶绿体，在其中能完成光合作用的全过程。5、绿色植物和硝化细菌的同化作用有何异同？相同点：两者能够把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存能量，都能以CO2作为碳源，同化作用类型都是自养型生物，都是生态系统中的生产者。不同点：绿色植物能够利用光能，通过光合作用制造有机物，为光能自养型；硝化细菌能够利用氧化NH3所释放的化学能来制造有机物，为化能自养型。2.(2021·广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是(

)A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合D3.(2021·江苏扬州期中)用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升。NaHSO3溶液的作用可能是(

)A.促进叶绿体中CO2的固定 B.促进叶绿体中ATP的合成C.抑制叶绿体中NADPH的形成 D.抑制叶绿体中有机物的输出B1.探究环境因素对光合作用强度的影响考点四：光合作用的原理的应用任务四：阅读教材P104～105，填写基础知识。打：用打孔器打出叶圆片30片（注意避开

）抽：用注射器排出叶圆片中的气体，置暗处清水中待用沉：3只小烧杯倒入有

清水，将叶圆片均分沉入其中照：将三个小烧杯分别放在

三种光照下照射观：观察并记录同一时间浮起的叶圆片

（或每组叶圆片上浮的时间）数量多不断增强下沉氧气上浮多强、中、弱富含CO2

大叶脉探究环境因素对光合作用强度的影响可以向清水中吹气或用NaHCO3溶液实验：探究环境因素对光合作用强度的影响进一步探究：探究影响光合作用强度的主要因素。实验步骤举例：2.影响光合作用强度的因素任务五：阅读教材P103～104，归纳影响光合作用的因素，并完成相关曲线的分析。

①光照强度影响光合速率含义气体代谢A点：只进行

，此时的CO2释放量表示

强度。AB段：光合作用强度

细胞呼吸强度。B点：

点，即光合作用强度=细胞呼吸强度。B点以后：即光合作用强度

细胞呼吸强度。C点对应的横坐标（D点）：

点，增加光强光合作用强度不再增加光补偿点光饱和点D细胞呼吸呼吸作用＜光补偿＞光饱和3.原理及应用——分析光合速率影响因素相关曲线阴生植物阳生植物比较两条曲线纵坐标的含义的不同

光强影响用总光合（或净光合）速率纵坐标的含义及表示方法具体措施当光照为0时，CO2的吸收量为负值，纵坐标表示的是

。用（单位时间单位面积）O2的

、CO2的

、有机物的

表示当光照为0时，CO2的固定量（或光合速率）为0，纵坐标表示

。用（单位时间单位面积）O2的

、CO2的

、有机物的

表示光合速率0光照强度光饱和点

总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率净光合速率释放量吸收量积累量总光合速率产生量固定量制造量①大棚种植阴雨天应补充光照；②控制光照强弱，充分利用好光能。实行间作套种，选择合适的植物种类进行搭配。（阳生植物与阴生植物）②CO2浓度影响光合速率含义具体应用措施CD段（包括C、D点）：CO2浓度过低，光合作用

。（只进行细胞呼吸）DE段（不包括E点）：光合作用强度

细胞呼吸强度。E点为

点：E点以后：光合作用强度

细胞呼吸强度。F点为

点①多施有机肥或农家肥；②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量；③释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。（大气施肥）A点：CO2浓度过低，

不能进行。（只进行细胞呼吸）B点为

点CO2补偿点CO2饱和点CO2浓度吸收CO2释放CO2CEFD总光合速率CO2浓度AB不能进行＜CO2补偿CO2饱和点光合作用CO2饱和＞

③

温度影响光合强度含义具体应用措施温度通过影响光合作用中___________来影响光合作用。B点为光合作用的________下光合作用速率最值，高于或低于最适温度，光合速率降低。酶的活性最适温度（1）大田中适时播种（2）温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温，维持昼夜温差，利于有机物的积累

④水分、矿质元素影响光合速率原因具体应用措施水是光合作用的原料，而且植物缺水会导致

关闭，影响

的供应，间接影响光合作用；矿质元素影响_________________________等的合成，从而影响光合作用。过度灌溉或施肥过多会使光合作用强度下降叶龄过大，光合作用也会降低，适时摘除老叶。/叶龄气孔叶绿素、酶、ATP、NADPHCO2合理灌溉、合理施肥适时浇水，使气孔开放，利于CO2的吸收，并加强蒸腾，降低植物体温度。.矿质元素矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADP+的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。K既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。N：酶及ATP的重要组分P：磷脂、ATP的重要组分；维持叶绿体膜的正常结构和功能Mg：叶绿素的重要组分K：既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。⑤多因子变量对光合作用影响的分析常见曲线模型曲线分析P点：限制光合速率的因素应为

所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子(图1为

，图2为

，图3为

)横坐标温度CO2浓度光照强度4.(2021·北京卷，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是(

)BA.两组植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D.HT植株表现出对高温环境的适应性5.(2022·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出不正确的一项(

) A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率

的增加值，则补偿点B应相应地向右移动 B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向

右上方移动 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动B光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)发生部位含叶绿体的细胞(主要是

)所有___________

反应场所_________________________________________条件光、H2O、CO2、适宜的温度、酶、色素________________________________________能量代谢

转变为

,储存在有机物中有机物中的化学能释放,一部分转移到

中，一部分以

的形式散失物质代谢将

(CO2和H2O)合成

(如C6H12O6)将有机物(如C6H12O6)分解为无机物(H2O和CO2)1.光合作用和细胞呼吸的比较考点五

光合作用与细胞呼吸的关系叶肉细胞活细胞叶绿体细胞质基质、线粒体（主要）有光、无光都可,适宜的温度、O2、酶光能化学能ATP热能无机物有机物任务六：归纳影响光合作用和呼吸作用的区别和联系，完成相关知识填空。①.关系图解写出图中字母代表的物质：b：

，c：

，d：ADP，e：

，f：C5，g：

，h：

。ATPC32.光合作用和细胞呼吸的联系O2NADPHCO2分析比较：光合作用和呼吸作用的ATP和［H］的来源和去路。光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路光反应水的光解还原C33.定量测定光合速率与呼吸速率①．液滴移动法(1)在

条件下，装置甲中红色液滴左移的距离代表

消耗氧气的量。(2)在适宜的光照下，装置乙中红色液滴右移的距离代表

。(3)真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。原理图如下：黑暗有氧呼吸净光合速率从某一水层取水样，装入等体积黑瓶和白瓶中，测得初始溶氧量；将黑、白瓶沉入原水层中，经过一段时间后将其取出，并进行溶氧量的测定。原理图如下：(1)在有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为

量，白瓶中氧气的增加量为

量，二者之和为总光合作用量。(2)在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差为

。②．黑白瓶法有氧呼吸净光合作用总光合作用量测定单位时间、单位面积叶片中有机物的生成量，如下图所示。以有机物的变化量来测定光合速率(S为叶圆片面积)；净光合速率＝

；

呼吸速率＝

；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝

.③．叶圆片称重法(z－y)/2S(x－y)/2S(x＋z－2y)/2S将植物叶片的一部分(A)遮光处理，另一部分(B)则给予光照处理，并采用适当的方法阻止两部分物质和能量的转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，经计算_____________即为（总）光合作用产生有机物的量，再通过计算可得出光合速率。原理图如下：④．半叶片法（MB—MA）光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析1.图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨3时～4时，温度降低，_________减弱，CO2释放减少。2.图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，

开始启动。3.图1的D、F点、图2的D′、H′点：此时光合作用强度

呼吸作用强度。细胞呼吸光合作用等于4.植物光合作用和细胞呼吸的常见曲线4.图1的E点、图2的F′G′段形成的原因：温度过高，部分气孔关闭，______供应不足，出现“午休”现象。5.图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度

呼吸作用强度，之后光合作用强度小于呼吸作用强度。6.图1的G点、图2的

点：此时光照强度降为0，光合作用停止。CO2等于I′如何根据上面两图确定植物一昼夜有机物积累量？S1S2S3S2—（S3+S1）图1中有机物积累量可以用_________来表示，可能大于、等于或小于0.图2中有机物积累量可以用A’和J’的“高低”来判断。6.(2022·辽宁实验中学高三质检)某生物科研小组从池塘某一深度取水样，分装到六对黑白瓶中(白瓶为透光瓶，黑瓶为不透光瓶)。剩余水样立即测定初始溶解氧为10mg/L。将瓶密封后有五对置于五种不同强度的光照条件下(温度相同)，一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量。请根据记录数据(如表)判断，下列说法正确的是光照强度(klx)abcde原水层白瓶溶氧量(mg/L)31019303019黑瓶溶氧量(mg/L)333332光照强度(klx)abcde原水层白瓶溶氧量(mg/L)31019303019黑瓶溶氧量(mg/L)333332A.光照强度为a时，白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，说明a为黑暗条件B.光照强度为b时，植物不能发生光合作用C.原水层与c的白瓶溶解氧含量相同，可以推测原水层的光照强度为cD.当光照强度大于d时，白瓶中的植物产生的氧气量都是30mg/LA7.(2022·重庆南开中学调研)甲图为某种植物在夏季晴朗无云的一昼夜植物CO2吸收量的变化，乙图是同种植物在春季的某一晴天的变化情况。请回答下列问题：(1)植物叶肉细胞中光合作用光反应的场所是_____________________，在该部位分布着吸收光能的色素，其中____________________主要吸收蓝紫光和红光。(2)甲图中该植物一天中有机物积累最多的时刻是_____(填图中字母)，在12点左右出现光合作用强度“低谷”，原因是_____________________________________