高中生物第三单元细胞的能量供应和利用第10讲光合作用省公开课一等奖新名师获奖课件

第10讲光合作用第1页考情分析·备考导航最新考纲全国卷六年考题统计全国卷六年考题分值统计1.光合作用基本过程(Ⅱ)全国Ⅲ卷T29;全国Ⅰ卷T2;全国Ⅱ卷T6;全国Ⅱ卷T22.影响光合作用速率环境原因(Ⅱ)全国Ⅰ卷T30;全国Ⅱ卷T31;全国Ⅰ卷T29;全国Ⅱ卷T29;全国Ⅰ卷T29;全国卷T3、T293.试验:叶绿体色素提取和分离全国Ⅱ卷T4第2页知识梳理

自主学习扎实基础1.叶绿体中色素种类和功效考点一捕捉光能色素和叶绿体结构色素功效叶绿素(约占3/4)

(蓝绿色)主要吸收叶绿素b(

)类胡萝卜素(约占1/4)

(橙黄色)主要吸收

.

(黄色)叶绿素a黄绿色红光和蓝紫光胡萝卜素叶黄素蓝紫光第3页2.叶绿体结构和功效(1)结构模式图双层膜暗反应类囊体色素与光反应相关酶光合作用叶绿体第4页【深挖教材】(1)为何高等植物叶片普通展现绿色?说出你理由。提醒:因为叶绿体中色素几乎不吸收绿光,绿光被反射出来,所以叶片普通展现绿色。(2)入秋后,叶片逐步变黄,试解释其原因。提醒:入秋后,气温逐步降低,低温可造成叶绿素被破坏,而类胡萝卜素比较稳定,叶片中叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加,造成叶片变黄。第5页重点透析

剖析考点拓展深化1.影响叶绿素合成原因分析(1)光照:光是影响叶绿素合成主要条件,普通植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。(2)温度:温度可影响与叶绿素合成相关酶活性,进而影响叶绿素合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶片变黄。(3)必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将造成叶绿素无法合成,叶片变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中一些酶辅助成份,缺Fe也将造成叶绿素合成受阻,叶片变黄。2.不一样色素对光吸收及应用分析(1)不一样色素对光吸收①叶绿体中色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。②叶绿素对红光和蓝紫光吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大,对其它波段光并非不吸收,只是吸收量较少。(2)不一样色素对光吸收应用①无色透明大棚能透过日光中各种色光,有色大棚主要透过同色光,其它光被其吸收,所以无色透明大棚中植物光合效率最高。②叶绿素对绿光吸收最少,所以绿色塑料大棚中植物光合效率最低。③单色光中,蓝紫光下光合速率最高,红光次之,绿光最低。第6页题组例练

分类例练提炼方法题组一色素种类、功效及合成分析1.(·全国Ⅱ卷,4)关于高等植物叶绿体中色素叙述,错误是()A.叶绿体中色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.组成叶绿素镁能够由植物根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长植物幼苗叶片呈黄色是因为叶绿素合成受阻引发解析:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以蓝紫光和红光被叶绿体中色素吸收用于光合作用。C第7页2.(·陕西咸阳一模)下列图表示叶绿体中色素吸收光能情况。据图判断,以下说法不正确是()A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400nm～500nm波长光B.用450nm波长光比600nm波长光更有利于提升光合作用强度C.由550nm波长光转为670nm波长光后,叶绿体中C3量增加D.土壤中缺乏镁时,植物对420nm～470nm波长光利用量显著降低解析:由图可知,类胡萝卜素主要吸收400nm～500nm波长光;由图可知,叶绿体中色素吸收450nm波长光比吸收600nm波长光要多,所以用450nm波长光比600nm波长光更有利于提升光合作用强度;由图可知,由550nm波长光转为670nm波长光后,叶绿体中色素吸收光变多,光反应产生ATP和[H]变多,暗反应中C3还原量增多,则叶绿体中C3量降低;叶绿素吸收420nm～470nm波长光较多,当缺镁时,叶绿素合成受到影响,则植物对420nm～470nm波长光利用量显著降低。C第8页题组二叶绿体结构与功效分析3.图甲是叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出部分结构放大图。以下相关叙述正确是()A.图甲中生物膜面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大B.图乙所表示结构来自甲图中③C.③中叶绿素在液泡中也有D.ATP合成场所是④,分解场所是③B解析:图甲是叶绿体,主要经过形成大量片层结构类囊体膜来增大膜面积;图甲③是类囊体薄膜,图乙含有光合色素,光合色素分布在类囊体薄膜上,所以图乙也是类囊体薄膜;③中色素是叶绿素和类胡萝卜素,与光合作用相关,液泡中色素是花青素,和光合作用没相关系;光反应场所是类囊体薄膜③,产物是ATP和[H],产生ATP用于暗反应,暗反应场所是叶绿体基质④。第9页4.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生,某学者设计了以下试验:制作载有水绵和好氧性细菌暂时装片,用极细光束照射水绵,同时放在显微镜下观察。以下关于该试验分析,不正确是()A.光束在照射前,用三棱镜将其分解成单色光B.暂时装片应放置在没有空气黑暗环境中C.好氧性细菌起指示作用D.水绵带状叶绿体有利于设置对照条件A解析:用极细光束照射到水绵,不需要用三棱镜将其分解成单色光。第10页知识梳理

自主学习扎实基础1.光合作用探究历程[连线]考点二光合作用探究历程及过程第11页答案:第12页2.光合作用过程叶绿体类囊膜[H]+O2ATP叶绿体基质CO2+C5

(CH2O)+C5

ADP+Pi稳定化学能第13页【深挖教材】(1)普利斯特利试验结果说服力不够,为增强试验说服力,应怎样设计对照试验?提醒:将点燃蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内,作为空白对照。(2)光反应产生[H]与细胞呼吸产生[H]是否是同一类物质?提醒:不是。光反应产生[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ),细胞呼吸产生[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(3)叶绿体中C3分子数量为何多于C5分子数量?提醒:暗反应CO2固定时,每消耗1分子C5,产生2分子C3;C3还原时,每还原2分子C3,产生1分子C5,所以当暗反应速率到达稳定时,C3化合物分子数是C5化合物2倍。(4)光反应中光能转化成活跃化学能只储存在ATP中吗?提醒:不是。[H]中也含有活跃化学能。第14页重点透析

剖析考点拓展深化1.光反应与暗反应区分和联络第15页2.光合作用过程元素转移路径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向第16页3.环境条件改变时光合作用过程中物质改变分析第17页【易错点拨】

(1)(CH2O)表示糖类,不能写成CH2O(甲醛)。(2)光反应产生ATP只能用于暗反应,不能用于其它生命活动,其它生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。(3)暗反应需要光反应为其提供ATP和[H],若没有光照,则光反应无法进行进而暗反应也无法连续进行;同理若暗反应被阻断,光反应也无法正常进行,所以光反应是暗反应物质和能量准备阶段,暗反应是光反应继续,是物质和能量转化完成阶段,二者相辅相成。第18页题组例练

分类例练提炼方法题组一探究光合作用历程试验分析1.科学家们经过大量试验,才逐步发觉光合作用场所、条件、原料和产物,在下面几个著名试验中,相关叙述正确是()A.普利斯特利试验证实了植物能够吸收CO2B.萨克斯试验证实了叶绿体在光下合成淀粉同时释放出了O2C.恩格尔曼试验定量分析了水绵光合作用生成O2量D.鲁宾和卡门试验证实了光合作用产生O2来自H2O解析:普利斯特利经过试验证实植物能净化空气,未证实更新何种成份;萨克斯试验单一变量为是否光照,所以可证实光是光合作用必要条件,但没有证实光合作用场所是叶绿体;恩格尔曼试验发觉光合作用场所是叶绿体,产物之一是O2,但并没有定量分析生成O2量;鲁宾和卡门采取同位素标识法进行试验证实光合作用释放O2来自水。D第19页2.如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯试验示意图,以下相关叙述正确是()A.两试验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有淀粉B.两试验均需要光照射C.两试验中只有恩格尔曼试验设置了对照D.两试验均可证实光合作用产物有氧气B解析:两试验均需进行“黑暗”处理,但恩格尔曼试验并非为了消耗细胞中原有淀粉,而是为了用极微细光束照射;两试验均需要光照射;两试验中均设置了对照试验,萨克斯试验中照光部分和遮光部分形成对照;恩格尔曼试验可证实光合作用产物有氧气,萨克斯试验证实光合作用产物有淀粉。第20页题组二光合作用基本过程分析3.(·陕西咸阳一模)下列图表示发生在叶绿体中相关代谢过程,其中①、②表示相关过程,A、B表示两种气体,以下说法错误是()A.过程①表示光反应,过程②场所是叶绿体基质B.物质A表示O2,物质B表示CO2C.过程②能将活跃化学能转变成稳定化学能D.过程②两个阶段都需要消耗过程①产生[H]和ATPD解析:过程①表示光反应,过程②表示暗反应,暗反应场所是叶绿体基质;据图分析,A表示O2,B表示CO2;过程②表示暗反应阶段,能够将光反应产生ATP和[H]中化学能转变成稳定化学能;过程②C3还原阶段需要消耗过程①产生[H]和ATP。第21页解析:由图中物质改变能够确定,图示为光合作用暗反应阶段,该反应进行场所是叶绿体基质;在无光条件下,暗反应会因[H]和ATP缺乏受到限制;若在最适温度条件下,提升温度会降低酶活性,会使反应减弱;C3生成(CH2O)需在各种酶催化下,利用ATP提供能量,经过[H]还原进行。4.如图表示植物光合作用一个阶段,以下各项叙述正确是()A.该反应场所是叶绿体类囊体B.在无光条件下,有利于该反应进行C.提升温度一定能促进(CH2O)生成D.C3生成(CH2O)需要[H]、ATP和各种酶参加D第22页题组三环境条件改变时光合作用过程物质含量改变分析5.(·天津卷,2)在适宜反应条件下,用白光照射离体新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同红光或绿光照射。以下是光源与瞬间发生改变物质,组合正确是()A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原C3上升C.绿光,[H]下降 D.绿光,C5上升C解析:植物光合作用主要利用是红光和蓝紫光,对绿光利用极少。突然改用光照强度与白光相同红光照射后,光反应速率加紧,产物[H]和ATP上升,进而C3还原过程加紧,未被还原C3下降;而改用光照强度与白光相同绿光照射后,光反应速率减慢,产物[H]和ATP下降,进而C3还原过程减慢,C5下降。第23页解析:突然停顿光照,光反应产生[H]和ATP降低,被还原C3降低,生成C5降低,而CO2被C5固定形成C3过程不变,故C3含量将增加,C5含量将降低;突然增加CO2浓度,CO2被C5固定形成C3增加,则消耗C5增加,故C5含量将降低;降低环境温度,光合作用过程会变慢,故C3和C5含量都将降低;增加光照强度,光反应产生[H]和ATP增多,被还原C3增多,生成C5增多,而CO2被C5固定形成C3过程不变,故C3含量将降低,C5含量将增加。6.(·山东菏泽一模)如图表示在夏季晴朗白天,植物细胞内C3和C5相对含量随一个环境原因改变而改变情况,以下对这一环境原因改变分析正确是()A.突然停顿光照 B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度 D.增加光照强度D

第24页方法突破“三分清”光照强度和CO2浓度改变时细胞中C3和C5含量改变(1)分清光照强度和CO2浓度对C3和C5含量改变影响,改变CO2浓度将影响C3生成速率,改变光照强度将影响C3消耗速率。(2)分清C3生成速率和消耗速率大小,确定C3含量改变关系。(3)分清C3含量改变与C5含量改变关系,即二者呈负相关,C3含量增加则C5含量降低,C3含量降低则C5含量增加。第25页知识梳理

自主学习扎实基础1.光合作用强度(1)概念:植物在

内经过光合作用制造

数量。(2)表示方法:用一定时间内

或

数量来定量表示。2.影响原因(1)空气中

。(2)土壤中

。(3)光照

、

以及光

。(4)

高低。3.应用控制

和温度高低、适当增加作物环境中

来提升光合作用强度。考点三影响光合作用环境原因及应用单位时间糖类原料消耗产物生成CO2浓度水分含量时间强度成份温度光照强弱CO2浓度第26页重点透析

剖析考点拓展深化1.影响光合作用环境原因及应用(1)光照强度①原理分析:光照强度影响光合速率原理是经过影响光反应阶段,制约ATP和[H]产生,进而制约暗反应阶段。②曲线分析在OA范围内,光照强度是光合速率限制因子,光合速率和光照强度呈直线关系,光照越强,光合速率越快;当光照强度在AB范围内,光合速率增加减慢;当光照强度超出B点,光合速率不再随光照强度增大而增加,这一光照强度称为光饱和点。③应用分析:适当提升光照强度能提升大棚作物产量。第27页(2)CO2浓度①原理分析:CO2浓度影响光合作用原理是经过影响暗反应阶段,制约C3生成。②曲线分析图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时CO2浓度,即CO2赔偿点,而图乙中A′点表示进行光合作用所需CO2最低浓度;两图中B点和B′点都表示CO2饱和点,两图都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度增加而增大。③应用分析:环境中CO2浓度处于OA′段时,植物无法进行光合作用;在农业生产中可经过“正其行,通其风”和增施农家肥等办法增加CO2浓度,提升光合作用速率。第28页(3)温度①原理分析:经过影响酶活性进而影响光合作用。②曲线分析低温造成酶活性降低,引发植物光合作用速率降低。在一定范围内,伴随温度升高酶活性升高进而引发光合速率也增强;温度过高会引发酶活性降低,植物光合速率降低。③应用分析:温室中白天调到光合作用最适温度,以提升光合作用速率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,确保植物有机物积累。第29页(4)必需矿质元素①曲线分析在一定浓度范围内,增大必需矿质元素供给,可提升光合作用速率,但当超出一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高而造成植物光合作用速率下降。②应用分析:在农业生产上,依据植物需肥规律,适时、适量地增施肥料,能够提升作物光能利用率。第30页2.各种环境原因对光合速率影响(1)曲线分析P点:限制光合速率原因应为横坐标所表示因子,伴随该因子不停加强,光合速率不停提升。Q点:横坐标所表示原因不再是影响光合速率因子,影响原因主要为各曲线所表示因子。(2)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提升温度,增加光合酶活性,提升光合速率,也可同时适当增加CO2,深入提升光合速率;当温度适宜时,要适当增加光照强度和CO2浓度以提升光合速率。第31页题组例练

分类例练提炼方法题组一影响光合作用环境原因判断1.土壤中缺乏水分造成小麦萎蔫,限制了其光合作用有机物生成,主要原因是()A.ATP、NADPH不足 B.C3化合物不足C.O2不足 D.C5化合物不足解析:土壤中缺乏水分造成小麦萎蔫,但在正常光照条件下,光反应产生ATP、NADPH不会显著降低;萎蔫小麦叶片气孔关闭,使CO2不能顺利进入叶绿体,造成C3化合物不足,从而限制了其光合作用有机物生成;植物进行光合作用释放O2,不消耗O2。B第32页2.以下与大棚种植蔬菜相关办法及分析中,正确是()A.施用农家肥,可提升大棚中CO2浓度B.加大蔬菜种植密度,可不停提升蔬菜产量C.阴雨天适当提升大棚内温度,可显著增加有机物积累量D.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,可提升蔬菜光合速率A解析:农家肥中含有大量有机物,微生物分解农家肥产生CO2,可提升大棚中CO2浓度,从而提升农作物产量;种植蔬菜要合理密植,假如过密,植物叶片相互遮挡影响光合作用,且细胞呼吸消耗有机物提升,反而会使产量下降;阴雨天光合作用较弱,要降低大棚温度,降低细胞呼吸消耗有机物才有利于有机物积累;即使色素主要吸收红光和蓝紫光,不过对其它光也有吸收,用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,只允许红光透过,反而会降低蔬菜光合速率。第33页题组二利用图表曲线分析影响光合作用原因3.下列图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合速率影响。以下相关叙述错误是()A.曲线中a点转向b点时,叶绿体中C3浓度降低B.曲线中d点转向b点时,叶绿体中C5浓度升高C.ab段影响光合速率主要原因是光照强度D.bc段影响光合速率限制性原因可能是温度等其它条件B解析:曲线中d点转向b点时,光照强度不变,CO2浓度升高,造成C5消耗增多,C3产生增多,叶绿体中C5降低。第34页解析:(1)据图分析可知,当光照强度低于a时,甲组植物光合作用强度随光照强度增强而增强,所以影响甲组植物光合作用限制因子是光照强度。4.(·全国Ⅰ卷,30)为了探究生长条件对植物光合作用影响,某研究小组将某品种植物盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其它培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度改变光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2量),光合作用强度随光照强度改变趋势如图所表示。回答以下问题:(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用限制因子是

。

答案:(1)光照强度第35页解析:(2)b光照强度下,甲组植物光合作用强度已不再随光照强度增强而增强,此时影响其光合作用强度限制因子已不是光照强度,而可能是CO2浓度、温度等,若提升环境中CO2浓度可能会提升其光合作用强度。(3)乙组植株在低光照下,光合作用强度随光照强度改变曲线与甲组不一样,而其产生种子在自然光照下对应曲线与甲组相同,说明乙组光合作用强度与甲组不一样是由环境原因低光照引发,而非遗传物质改变造成。(2)b光照强度下,要使甲组光合作用强度升高,能够考虑办法是提高

(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。

(3)播种乙组植株产生种子,得到盆栽苗按照甲组条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度改变光合作用强度,得到曲线与甲组相同。依据这一结果能够得到初步结论是

。

答案:(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组不一样是由环境原因低光照引发,而非遗传物质改变造成第36页5.下列图为某植物光合作用速率与环境原因之间关系,请据图回答以下问题:(1)图甲表示在光照弱情况下,光合作用随

增加成正比增加,这种情况下,能够认为此时主要影响光合作用

阶段。

(2)从图甲可见,光照强度超出某一值时,光合作用速率不再增加,且有稳定发展趋势,这种改变主要决定于

,此时光合作用

阶段受到限制。

(3)图乙中C点表示光照强度为B时,植物生长

,出现CD段原因是

。

(4)请在图甲中绘制50℃时植物光合作用速率改变曲线。(5)依据图甲,在图乙中绘制光照强度为A时,不一样温度下光合作用速率改变曲线。第37页解析:由图甲能够看出,光照弱时,光合速率随光照强度增加而上升,此时外界条件主要影响光反应。而当光照强度超出某一值时,温度又成了限制原因。由图乙能够看出,在50℃时光合速率大于20℃小于30℃,可在图甲中对应画出。由图甲看出,在光照强度为A时,光合速率与温度改变无关,可在图乙中对应画出。答案:(1)光照强度光反应(2)温度暗反应(3)最适温度酶活性降低,光合作用速率降低(4)如图1(5)如图2第38页方法突破

坐标曲线上限制因变量改变原因分析(1)单曲线分析:曲线上升段或下降段限制原因,主要是横轴对应变量(自变量);曲线水平段限制原因是除自变量之外其它影响因变量原因。(2)多曲线分析:两曲线重合部分限制原因是横轴对应变量(自变量),两曲线不重合部分差异是由除自变量之外其它影响因变量原因所致。第39页题组三影响光合作用原因试验分析6.如图甲为研究光合作用试验装置。用打孔器在某植物叶片上打出多个圆叶片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量圆叶片转至含有不一样浓度NaHCO3溶液中,给予一定光照,测量每个玻璃皿中圆叶片上浮至液面所用平均时间(如图乙),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度关系。以下相关分析正确是()A.在ab段,伴随NaHCO3溶液浓度增加,光合作用速率逐步减小B.在bc段,单独增加NaHCO3溶液浓度,能够缩短圆叶片上浮时间C.在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而造成代谢水平下降D.因NaHCO3溶液中不含O2,所以整个试验过程中圆叶片不能进行细胞呼吸C第40页解析:ab段,伴随NaHCO3溶液浓度增加,光合作用速率逐步增强,释放O2量增多,圆叶片上浮至液面所用平均时间降低;NaHCO3溶液能够提供CO2,光合作用受到CO2、光照等条件影响,单独增加NaHCO3溶液浓度,光合作用速率不一定发生改变;在c点以后,因为NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而造成代谢水平下降,产生O2量降低,圆叶片上浮至液面所用平均时间增加;整个试验过程中圆叶片都在进行细胞呼吸。第41页7.(·全国Ⅰ卷,29)为了探究不一样光照处理对植物光合作用影响,科学家以生长状态相同某种植物为材料设计了A、B、C、D四组试验。各组试验温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物含量。处理方法和试验结果以下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物相对含量为50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5s;光合作用产物相对含量为70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒);光合作用产物相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135s;光合作用产物相对含量为100%。回答以下问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物量

(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物量,依据是

。

;

C组和D组试验结果可表明光合作用中有些反应不需要

,这些反应发生部位是叶绿体

。

第42页解析:(1)对比C、D两组试验,C组光照时间为D组二分之一,而光合产物靠近D组光合产物,故单位光照时间内C组植物合成有机物量高于D组。分析C组和D组试验,可推知光合作用中有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体基质中。答案:(1)高于C组只用了D组二分之一光照时间,其光合作用产物相对含量却是D组94%光照基质第43页解析:(2)对比A、B、C三组试验,在总光照时间相同情况下,伴随光照和黑暗交替频率增加,光合作用产物相对含量也增加。究其原因是光照与黑暗交替频率越高,光下产生还原型辅酶Ⅱ和ATP越能及时利用并及时再生,从而提升了光合作用中CO2同化量。答案:(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶Ⅱ(2)A、B、C三组处理相比,伴随

增加,使光下产生

能够及时利用与及时再生,从而提升了光合作用中CO2同化量。

第44页8.(·四川成都一模)为探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率影响,试验开始时土壤水分充分,然后试验组停顿浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,试验结果以下列图所表示。请回答以下问题:第45页解析:(1)绿叶中叶绿素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿体中光合色素吸收光能,一是将水分解成O2和[H],二是促成ATP形成。C3还原后一部分形成糖类,另一部分则形成C5。(2)试验组停顿浇水,其叶片表皮细胞中细胞液浓度逐步增大。所以该植物根尖细胞有氧呼吸时,消耗O2,场所是线粒体内膜,无氧呼吸和有氧呼吸都产生CO2,场所是细胞质基质和线粒体基质。(3)试验组植物第2～4天光合作用速率逐步下降,可能主要是缺水造成叶片保卫细胞失水,气孔关闭,叶片内CO2浓度下降引发,第4天后光合作用速率连续下降,原因还与叶片中叶绿素含量下降相关。(1)绿叶中叶绿素存在于叶绿体

上。叶绿体中光合色素吸收光能有两方面用途,一是

,二是促成ATP形成,在暗反应阶段,接收能量并被还原C3一部分形成糖类,另一部分则形成

,使卡尔文循环连续进行。

(2)该试验过程中,试验组叶片表皮细胞中细胞液浓度改变是

;该植物根尖细胞中,能消耗O2场所是

,能产生CO2场所是

。

(3)试验组植物第2～4天光合作用速率逐步下降,可能主要是缺水造成叶片内

下降引发,第4天后光合作用速率下降原因还与

下降相关。

答案:(1)类囊体薄膜将水分解成O2和[H]C5(2)逐步增大线粒体内膜细胞质基质和线粒体基质(3)CO2浓度叶片中叶绿素含量第46页知识梳理

自主学习扎实基础1.光合作用与有氧呼吸区分考点四光合作用与细胞呼吸项目光合作用有氧呼吸物质改变无机物→有机物能量改变稳定化学能→活跃化学能(放能)实质分解有机物,释放能量,供细胞利用场所叶绿体条件有光、无光都能进行有机物→无机物光能→化学能合成有机物活细胞(主要在线粒体)只在光下进行第47页2.光合作用与有氧呼吸联络第48页(2)能量方面C6H12O6

丙酮酸CO2

O2

H2O

C6H12O6

H2O

第49页重点透析

剖析考点拓展深化1.光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP起源与去路比较(1)[H]起源和去路比较第50页(2)ATP起源与去路比较2.实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率关系(1)净光合速率惯用单位时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示;实际光合速率惯用单位时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量来表示。第51页(2)实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率三者相互关系可经过下列图表达:第52页第53页3.绿色植物光合速率测定(1)装置中溶液作用:在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中细胞呼吸产生CO2;在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2,确保了容器内CO2浓度恒定。(2)测定原理:①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,因为NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生CO2,所以单位时间内红色液滴左移距离为细胞呼吸O2吸收速率,可代表呼吸速率;②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,因为NaHCO3溶液确保了容器内CO2浓度恒定,所以单位时间内红色液滴右移距离为植物O2释放速率,可代表净光合速率;③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。第54页(3)测定方法:①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,统计红色液滴移动距离,计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,统计红色液滴移动距离,计算净光合速率。③依据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差校正:为预防气压、温度等原因所引发误差,应设置对照试验,即用死亡相同植物分别进行上述试验,依据红色液滴移动距离对原试验结果进行校正。第55页【深化拓展】

光合作用与细胞呼吸相关计算两种方法(1)“半叶法”——测光合作用有机物生产量。比如:某研究小组采取“半叶法”对番茄叶片光合作用强度进行测定,如图所表示。“半叶法”原理是将对称叶片一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采取适当方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在A、B对应部位截取同等面积叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,取得对应数据,则可计算出该叶片光合作用强度,其单位是mg/(dm2·h)。若M=MB-MA,则M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成有机物总量。(2)“黑白瓶”测定水生植物光合速率。将装有水和光合植物黑、白瓶置于不一样水层中,测定单位时间内瓶中溶解氧(或CO2)含量改变,借此测定水生植物光合速率。“黑瓶”不透光,瓶中生物仅能进行细胞呼吸;“白瓶”透光,瓶中生物可进行光合作用和细胞呼吸。可分为有初始值与没有初始值两种情况:①有初始值时,黑瓶中O2降低许(或CO2增加量)为有氧呼吸量;白瓶中O2增加量(或CO2降低许)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。②没有初始值时,白瓶中测得现有量与黑瓶中测得现有量之差即总光合作用量。第56页4.农田中植物一昼夜光合作用曲线解读(1)曲线各点含义及形成原因分析a点:凌晨温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放降低;b点:早晨开始有光照,植物进行光合作用;bc段:光合作用小于细胞呼吸;c点:早晨光合作用等于细胞呼吸;ce段:光合作用大于细胞呼吸;d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象;e点:下午光合作用等于细胞呼吸;ef段:光合作用小于细胞呼吸;fg段:无光照,植物停顿光合作用,只进行细胞呼吸。第57页(2)相关有机物情况分析①积累有机物时间段:ce段;②制造有机物时间段:bf段;③消耗有机物时间段:Og段;④一天中有机物积累最多时间点:e点。5.温室中(密闭环境)植物一昼夜光合作用曲线解读(1)曲线中各点、区段分析:O点:无光,只进行细胞呼吸,表示大棚中CO2初始浓度;A点:凌晨,温度较低,细胞呼吸减弱,CO2释放降低;AB段:无光,只进行细胞呼吸,温度逐步升高,细胞呼吸强度逐步增强,大棚内CO2浓度逐步增加;B点:早晨太阳出来,开始进行光合作用;BC段:光照逐步增强,但光合作用强度小于细胞呼吸强度,植物仍表现为释放CO2,大棚内CO2浓度仍增加,只是增加量逐步降低;第58页C点:光合作用强度等于细胞呼吸强度,此时大棚内CO2浓度达最大值;CD段:随光照增强,光合作用强度大于细胞呼吸强度,大棚内CO2浓度降低D点:中午时分,温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象;EF段:光照减弱,但光合作用强度仍大于细胞呼吸强度,大棚内CO2浓度仍降低;F点:光合作用强度等于细胞呼吸强度,此时大棚内CO2浓度达最小值;FG段:光合作用强度小于细胞呼吸强度,后期无光只进行细胞呼吸,大棚内CO2浓度增加;G点:无光,只进行细胞呼吸,表示24小时结束后大棚内CO2浓度。(2)DE段、EF段大棚内CO2浓度逐步减小,但实质不一样,前者是因为气孔部分关闭,CO2供给不足,后者是因为光照强度逐步减弱。(3)G点CO2浓度(结束时浓度)与O点CO2浓度(初始浓度)比较:若G点CO2浓度<O点CO2浓度,表示24小时内光合作用强度大于细胞呼吸强度,即积累有机物;若G点CO2浓度=O点CO2浓度,表示24小时内光合作用强度等于细胞呼吸强度,即有机物既不积累也不消耗;若G点CO2浓度>O点CO2浓度,表示24小时内光合作用强度小于细胞呼吸强度,即消耗有机物。第59页题组例练

分类例练提炼方法题组一光合作用与细胞呼吸过程分析1.(·辽宁大连二模)以下关于小球藻细胞光合作用与有氧呼吸叙述,错误是()A.都能产生[H]而且利用[H]B.都需要以水作为反应原料C.都会受N、P等矿质元素影响D.都能产生ATP并用于各项生命活动解析:光合作用光反应产生[H],暗反应利用[H],有氧呼吸第一、二阶段产生[H],第三阶段利用[H];光合作用光反应对水进行光解,有氧呼吸第二阶段以水作为反应原料;N、P分别是酶、ATP必需元素,所以光合作用与有氧呼吸都会受N、P等矿质元素影响;光合作用与有氧呼吸都能产生ATP,但光合作用产生ATP只能用于暗反应,有氧呼吸产生ATP能用于各项生命活动。D第60页2.下列图是绿色植物体内能量供给及利用示意图,以下说法错误是()A.①中合成ATP部位是类囊体薄膜B.②中ATP用于还原三碳化合物C.①、③中合成ATP所需能量起源相同D.④中能量用于耗能生命活动C解析:图中①表示光合作用光反应阶段,该阶段生成了ATP和[H],反应发生在类囊体薄膜上;光反应产生ATP和[H]将用于暗反应中三碳化合物还原;①中合成ATP能量来自光能,③中合成ATP能量起源于有机物中化学能;ATP中能量将用于各项生命活动。第61页题组二净光合速率、总光合速率与细胞呼吸速率关系及相关计算3.(·河南郑州一模)下列图表示在适宜光照、CO2浓度等条件下,某植物在不一样温度下净光合速率和细胞呼吸速率曲线。以下相关说法中错误是()A.与光合作用相比,与细胞呼吸相关酶适宜温度更高B.在40℃之前,总光合速率大于呼吸速率C.温度在30℃时总光合速率最大D.40℃时,该植物不再进行光合作用D解析:据图分析可知,与细胞呼吸相关酶适宜温度为40℃,与光合作用相关酶适宜温度为30℃,所以与细胞呼吸相关酶适宜温度更高;净光合速率=总光合速率-呼吸速率,40℃之前净光合速率大于0,所以总光合速率大于呼吸速率;依据总光合速率=净光合速率+呼吸速率可知,当温度在30℃左右时,总光合速率最大;40℃时,净光合速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,植物光合作用与细胞呼吸同时进行。第62页4.(·四川卷,5)三倍体西瓜因为含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)日改变曲线,以下分析正确是()A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3速率相对较高B.14:00后叶片Pn下降,造成植株积累有机物量开始降低C.17:00后叶片Ci快速上升,造成叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片Pn先后两次下降,主要限制原因分别是CO2浓度和光照强度D第63页解析:与11:00时相比,13:00时因叶片气孔关闭,影响CO2吸收,造成叶绿体中合成C3速率相对较低;14:00后叶片Pn大于0,植株积累有机物量仍在增加;17:00后,光照强度较弱影响光反应速率,进而影响暗反应,造成叶片Ci快速上升。Pn第一次下降,是因气孔关闭,CO2浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照强度降低引发。第64页5.图甲为测定光合作用速率装置,在密封试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液,试管内气体体积改变可依据毛细刻度管内红色液滴移动距离测得。在不一样强度光照条件下,测得气体体积改变如图乙所表示。回答以下问题:第65页(1)图甲中毛细刻度管中标识为试验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。试验时,试管内改变气体是

。

(2)若此时图甲植物光照强度为15klx,则1h光合作用产生气体量为

mL。若此时植物叶片呼吸熵(细胞呼吸时产生CO2和消耗O2比值)为0.8,那么植物光合作用除本身细胞呼吸提供CO2外,还需从外界吸收

mLCO2。

(3)为了预防无关变量对试验结果干扰,本试验还应设置对照试验,对照组试验装置与试验组试验装置区分是

。

解析:(1)因为图甲中存在CO2缓冲液,所以在不一样光照强度下,液滴位置改变本质是O2消耗和释放。(2)光合作用产生O2量应包含积累量和叶片消耗量[15klx时为150+50=200(mL)],若呼吸熵为0.8,则植物本身细胞呼吸产生CO2为0.8×50=40(mL),植物光合作用产生O2量等于消耗CO2量,故植物还需从外界吸收160mLCO2。(3)设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒死叶片,用来校正试验结果。答案:(1)O2(2)200160(3)新鲜叶片改为经消毒死叶片第66页题组三密闭与自然环境中植物一昼夜光合作用曲线分析6.两株基本相同植物,分别置于透明玻璃罩内,如图甲、乙所表示,在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所表示。以下说法正确是()A.ab段和cd段,曲线下降原因相同B.e点时,气孔关闭造成光合作用基本停顿C.一昼夜中,装置乙植物积累有机物多D.14点时,装置甲植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高C第67页解析:ab段下降是因为CO2浓度下降,暗反应速率下降;cd段下降是因为光照强度下降,光反应速率下降;e点时,气孔关闭造成CO2浓度下降,光合作用下降,但并未停顿;从丙图和丁图曲线与x轴所围面积(x轴以上部分面积减去x轴以下部分面积)就是一昼夜氧气净释放量。显然装置乙一昼夜氧气净释放量较大,积累有机物较多;14点时甲中CO2不足,三碳化合物生成受到抑制,所以装置甲植物叶绿体中三碳化合物含量相对较少。第68页7.(·山东部分重点中学联考)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培油桃光合速率(Pn)日改变情况,并将检测结果绘制成下列图。以下相关说法错误是()A.光照强度增大是造成ab段、lm段Pn增加主要原因B.致使bc段、mn段Pn下降原因是气孔关闭C.致使ef段、op段Pn下降原因是光照逐步减弱D.适时浇水、增施农家肥是提升大田作物产量主要办法B第69页解析:早晨日出后光照强度不停增大,使得露天栽培和大棚栽培油桃光合速率快速上升。大棚栽培条件下油桃在bc段Pn下降,主要原因是日出后旺盛光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度快速下降;而露天栽培油桃在mn段Pn下降,是因环境温度过高造成气孔关闭,不能吸收CO2。大约15时以后,两种栽培条件下光合速率连续下降,是光照强度逐步减弱所致。适时浇水防止植物因缺水造成气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中CO2浓度是提升大田作物产量可行性主要办法。第70页题组四光合速率与呼吸速率惯用测定方法8.某同学研究甲湖泊中x深度生物光合作用和有氧呼吸。详细操作以下:取三个相同透明玻璃瓶a、b、c,将a先包以黑胶布,再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水,测定c瓶中O2含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入待测水体深度,24小时后取出,测定两瓶中O2含量,结果如图所表示。则24小时内待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况是()A.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗O2量是Vmol/瓶B.24小时待测深度水体中生物光合作用产生O2量是Vmol/瓶C.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗O2量是(K-V)mol/瓶D.24小时待测深度水体中生物光合作用产生O2量是(K-V)mol/瓶D解析:24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗O2量=初始瓶溶解氧(W)-a瓶溶解氧(V)=(W-V)(mol/瓶)。24小时内待测深度水体中生物光合作用产生O2量=净光合量(K-W)+呼吸量(W-V)=(K-V)(mol/瓶)。第71页9.某生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了相关光合作用和细胞呼吸试验研究。试验开始时,打开活塞开关使水柱液面平齐,然后关闭活塞开关,4小时后,观察统计试验数据以下表。以下叙述错误是()组号植物部位光质(强度相同且适宜)温度(℃)两侧水柱高度差(mL/4h)a天竺葵叶红25240b天竺葵叶黄2530c紫罗兰叶红25160d紫罗兰叶黄2520D第72页A.试验自变量是植物种类和光质B.若要研究不一样植物光合作用,应选a组和c组C.若烧杯中加入是CO2缓冲液,则U形管两侧高度差是因为O2改变引发D.a组天竺葵净光合速率为120mL/h解析:分析表格可知,该试验自变量是植物种类和光质;若要研究不一样植物光合作用,植物种类为自变量,其它无关变量都应相同且适宜,所以选表格中a组和c组;若烧杯中加入CO2缓冲液,则U形管两侧高度差是因为光合作用释放O2和呼吸作用消耗O2差值引发;4h后a组两侧水柱高度差为240mL,O2释放量为120mL,所以植物净光合作用速率是120÷4=30(mL/h)。第73页试验基础

吃透原理掌握步骤1.试验原理(1)提取:绿叶中色素能够溶解在

中而不溶于水,可用

提取色素。(2)分离:各种色素在层析液中

不一样,

随

在滤纸上扩散得快;反之则慢,从而使各种色素相互分离。考点五试验:叶绿体中色素提取和分离有机溶剂无水乙醇溶解度溶解度高层析液第74页2.试验步骤无水乙醇滤液细线第75页第76页3.试验结果及结论滤纸条上出现四条宽窄、颜色不一样色素带(以下列图),表明叶绿体中色素主要有

种。四橙黄色叶黄素叶绿素a黄绿色最多