高考生物人教总复习课件必修1第5章第3讲能量之源光与光合作用

1、,第三讲能量之源光与光合作用,课前自主学习,课堂互动探究,一、捕获光能的色素 1色素种类、性质和功能,叶绿体,2.影响叶绿素生物合成的因素 (1)光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素，叶片呈黄色。 (2)温度：叶绿素的生物合成过程，都有酶的参与，温度通过影响酶的活性进而影响叶绿素的合成。 (3)矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。,3色素与吸收光谱,4不同颜色温室大棚的光合效率 (1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过

2、同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。 (2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,二、叶绿体的结构与功能 1结构与功能的关系 (1)基粒和类囊体增大了受光面积。 (2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。 (3)基质中含有与暗反应有关的酶。,1(2013新课标全国高考)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是构成叶绿素的中心元素，在叶绿素a和叶绿素b中都含有；叶绿素吸收的光用于光合作

3、用的光反应；在红光区，叶绿素a的吸收峰值为662 nm叶绿素b为645 nm；植物显绿色是由于叶绿素对绿光吸收最少，使绿光被反射。 答案：D,2下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是() A叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小 B叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D在日光下，叶片中的叶绿素等量吸收不同波长的光,解析：叶绿素对绿光的吸收量最少，因此日光中透过叶绿体的光中绿光比例最大；光照下叶绿体中的ATP是利用光合色素吸收的光能，在有关酶的催化作用下由叶绿体自身合成的；叶绿素主要吸收红光和

4、蓝紫光，而不是等量吸收各种光；与光合作用有关的色素都分布于叶绿体的类囊体薄膜上。 答案：B,1光合作用过程分析 光反应与暗反应的比较,光合作用过程的分析,2.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响 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：,3(2013杭州检测)下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是() A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中 B是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段 C是三碳化合物，能被氧化为(CH2O) D是ATP，在叶绿体基质中生成,解析：根据光合作用图解可知，图中是光合色素，分布在叶绿体类

5、囊体薄膜(基粒)上；是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段，与有氧呼吸第一、二阶段产生的H结合生成水，释放大量的能量；是三碳化合物，在由光反应阶段提供的H和ATP的作用下还原为(CH2O)；是ATP，在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上生成。 答案：B,4如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是(),A结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲 C结构A释放的O2可进入线粒体中 D如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加 解析：在光合作用中，CO2首先和C5生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时

6、间内C3的含量将会减少。 答案：D,一、内部因素对光合作用速率的影响 1同一植物在不同的生长发育阶段应用 根据植物在不同生长发育阶段光合作用强度不同，适时适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长,影响光合作用速率的因素及其影响,2同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析：OA段为幼叶，随幼叶的生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，茎叶蔬菜及时换新叶，这样可减少其细

7、胞呼吸对有机物的消耗。,二、环境因素对光合作用强度的影响 1探究光照强度对光合作用强度的影响及相关分析 (1)实验流程： 打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶 上打出(直径1 cm) 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等) 小圆形叶片沉到水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底,对照实验及结果：,(2)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。 (3)光照强度与光合作用强度的关系曲线分析 A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2

8、量可表示此时细胞呼吸的强度。,AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。,2CO2浓度,曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度；图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B和

9、B点都表示CO2饱和点。 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。,3矿质元素 曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。 应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高农作物的光合作用。,4温度 曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。,应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低

10、细胞呼吸，增加有机物的积累。,5水分的供应对光合速率的影响 水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合速率。,6多因子外界因素对光合作用速率的影响,(1)曲线分析：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。,(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强

11、度和CO2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。,5.(2013重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图，下列有关叙述，正确的是(),At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快，O2释放增多 Bt2t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变，暗反应增强的结果 Dt4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低,解析：A项中t1t2应为叶

12、绿体类囊体中水光解加快，O2释放增多，故A错；B项中t2t3，由于暗反应限制光合作用，t2时刻增加光照 ，光合速率不会变化，故B错；C项中，t3t4光照强度不变，光合速率的提高是由于暗反应增强。D项中，t4后短暂时间内，光反应停止，暗反应继续，故ADP和Pi含量升高；光反应停止后，ATP和H减少，所以C3化合物还原减弱，直接产物含量降低。 答案：D,6(2012江苏高考)为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题： (1)实验报告 材料用具： 乳熟期的温室盆栽水稻，1 mmol/L NaHSO3溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。,

13、实验步骤： 第一步：选取若干_的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。 第二步：每天傍晚分别将等量的_、_喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。,结果与分析： 实验结果见图甲，经分析可以得出的结论是_ _。,(2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的_，进而加快对图乙中_(填字母AD)物质的利用。,(3)研究小组利用上述条件设计实验， 证明了0.2 mol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和 1 mmol/LNaHSO3效应相同，两者共同处 理既不存在累加效应，也无抑制效应。请用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1 00

14、0 molm2s1)。,答案：(1)株型、长势、叶片均一蒸馏水1 mmol/L NaHSO3溶液不同光照强度下低浓度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率 (2)类囊体A，B，D (3)如下图所示,1光合作用与有氧呼吸的比较,光合作用与细胞呼吸,2.光合作用速率与呼吸作用速率 (1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。 (2)净光合速率和真正光合速率 净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示； 真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。,(3)光合速率与呼吸速率的关系：,绿色组织在

15、黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 真正光合速率净光合速率呼吸速率。,由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： A光合作用产氧量氧气释放量细胞呼吸耗氧量 B光合作用固定CO2量CO2吸收量细胞呼吸释放CO2量 C光合作用葡萄糖产生量葡萄糖积累量(增重部分)细胞呼吸消耗葡萄糖量,7(2012天津高考)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率净光合速率呼吸速率)，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是(),A与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多 B与

16、d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多 C若d1，d2，d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1，K2，K3，则K1K2K3 D密闭且提供光照的条件下培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物,解析：d1和d3浓度下净光合速率相同，但呼吸速率不同，d1浓度下的呼吸速率较大，因此，在d1浓度下的光合速率大于d3浓度下的光合速率，产生的H更多，故A正确；d3浓度下的呼吸速率小于d2浓度下的呼吸速率，说明在d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP较少；净光合速率能反映蓝藻积累的有机物的多少，有机物积累多，蓝藻细胞繁殖快，种群的K值大，,从图中可推断出蓝藻

17、种群K值关系为：K2K1K3；虽然是密闭培养，但提供了光照，蓝藻细胞通过光合作用会产生氧气，因此，无法确定蓝藻是否为兼性厌氧生物，应该在密闭和不提供光照的条件下来进行实验。 答案：A,8如图表示光照强度与植物吸收或放出二氧化碳的量之间的关系，点A是曲线与横坐标的交点，表示光补偿点，点B对应于曲线上的点C表示光饱和点。下列说法不正确的是(),A光补偿点是光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度 B光合作用强度最大时的光照强度即光饱和点 C如果增加环境中二氧化碳的浓度，则光补偿点左移 D. CD段影响光合作用的主要环境因素为二氧化碳浓度和温度,解析：光合作用强度最大时的光照强度不一定是光饱和点，

18、如题图中D点对应的光照强度就不是光饱和点；如果增加环境中二氧化碳的浓度，则光合作用强度增大，当光照强度变小时才能使光合作用强度等于呼吸作用强度，即光补偿点左移。 答案：B,实验技能提升,3实验中的注意事项 (1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。 (3)制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。,(4)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的

19、起点相同。 (5)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,4实验中几种化学试剂的作用 (1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。 (2)层析液用于分离绿叶中的色素。 (3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。 (4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。,9某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是() A光吸收差异显著，色素带缺第2条 B光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C光吸收差异显著，色素带缺第3条 D光吸收差异不显著，色素带

20、缺第3条,解析：本题考查叶绿体中色素的吸收光谱以及色素层析的结果，意在考查考生对基础知识的记忆情况。水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减少，但对红光的吸收无明显差异。色素层析条带从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则会导致色素层析条带缺失第2条(从上至下)。 答案：B,10中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。 .提取叶绿素,.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25)下进行实验，方法和结果如下表。 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。,根据

21、所学知识和实验结果，请回答： (1)提取叶绿素的X应该为_，原因是_。 (2)表中Y应该为_，原因是_ _。 (3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。 (4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。,解析：(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。(2)该实验探究pH对叶绿素稳定性的影响，所以实验变量为pH的大小，所以我们要设置一系列pH梯度，即pH为8.0、7.0、6.0、5.0。(3)通过对实验结果的分析，在pH为6.0、5.0的酸性条件下叶绿素会分解，所以天然叶绿素不适用于酸性食品。(4)

22、由于各种色素在层析液中的溶解不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快；反之，则慢，所以，我们可用纸层析法将叶绿素粗产品的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。,答案： (1)无水乙醇绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 (2)8.0pH梯度差为1.0，所以Y为8.0 (3)酸性叶绿素分解，食品变为黄绿色或黄褐色 (4)方法：用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以至确定是否含有其他色素。,主要步骤：制备滤纸条：将预先准备的干燥滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形，在距该端1 cm处画一铅笔细线。 画滤液细线：用毛细吸管吸取叶绿素粗产品，沿铅笔线均匀地画滤液细线。 纸层析法分离色素：将滤纸条

23、画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中(不要将滤液细线浸没在层析液中)。 观察实验结果。,1(2013江苏高考)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是() A使用定性滤纸过滤研磨液 B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C在画出一条滤液细线后紧接着重复划线23次 D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素,解析：色素的提取和分离实验中，过滤时使用的是尼龙布；画出一条滤液细线干燥后，重复画线23次；研磨叶片时，用无水乙醇溶解色素。 答案：B,2(2013烟台模拟)在上海世博会E区，是以英国贝丁顿“零能耗”社区为原型的“世博零碳馆”。整个小区只使用可再生资源产生的能源，不需要向大气排放

24、CO2。下列有关叙述错误的是() A橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与CO2发生化学反应变成灰绿色 B碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2C3 (CH2O)丙酮酸CO2 C人在剧烈运动时产生的CO2都是有氧呼吸的产物,D“零碳馆”房顶植物吸收的CO2将参与暗反应合成有机物 解析：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色；碳在叶肉细胞内光合作用的转化途径为CO2C3(CH2O)，呼吸作用的转化途径为(CH2O)丙酮酸CO2；人体无氧呼吸的产物是乳酸，故剧烈运动时产生的CO2都是有氧呼吸的产物；光合作用过程中植物吸收的CO2在暗反应阶段合成有机物。 答案：A,3(2013平度模拟

25、)如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是() Aa上升、b下降Ba、b都上升 Ca、b都下降 Da下降、b上升,解析：根据题干图示信息可推出，c是CO2，a、b分别是H和ATP。光照不变，光反应顺利进行，H和ATP合成正常；CO2供应不足，CO2固定减弱，C3相对含量减少，导致C3还原消耗的H和ATP也减少，故a、b在叶绿体中相对含量上升。 答案：B,4.(2013荆州模拟)右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水稻在收获时节，叶

26、片中色素量的变化是(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,解析：新鲜叶片中，含量最多的是叶绿素a(乙)，其次是叶绿素b(甲)，含量最少的是胡萝卜素(丁)，丙是叶黄素。光合色素提取时加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏。水稻在收获时节，颜色变黄是由于叶绿素(甲乙)含量少于类胡萝卜素(丙丁)。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 答案：B,5下图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构以及在这两种膜上发生的生化反应。下列有关叙述不正确的是 (),A甲、乙两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中 B乙中的H主要来自于葡萄糖的分

27、解 C甲、乙两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP D影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度,解析：由图可知：甲表示水的光解，在叶绿体的类囊体薄膜上进行，影响因素主要是光照；乙表示水的生成，发生在有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜上进行，影响因素主要是温度(影响酶的活性)；两种膜上均有ATP生成，因此，A、C、D三项均正确；乙中的H主要来自有氧呼吸的第二阶段，由丙酮酸和H2O彻底水解形成，葡萄糖的水解只是产生了很少量的H，故B错误。 答案：B,6(2013天水模拟)某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24

28、h测定，得到如图所示曲线，则以下说法中正确的是(),Ac、e两点的光合速率为零 Bc、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 Cde段光合速率小于呼吸速率 D进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 解析：c、e两点的净光合速率为零，即光合速率等于呼吸速率；c、e之间的区段光合速率大于呼吸速率；ag区段均进行细胞呼吸。 答案：B,7冬季修建一些温室大棚可为居民提供新鲜蔬菜，下列有关说法正确的是 () A一般情况下，大棚内的蔬菜进行光合作用利用的光都是自然光 B为提高产量，在阴雨天可适当提高大棚内的温度 C增施农家肥可提高大棚内的二氧化碳浓度，促进晚上暗反应的进行，有利于有机物的积累 D蔬菜中的叶绿素对光

29、的吸收效率与光的波长呈正相关,解析：阴雨天应保持一定的昼夜温差，适当提高白天的温度，降低晚上的温度，B错误；晚上没有光照，暗反应因缺乏ATP和H的供应而不能进行，C错误；叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光(波长450 nm左右)和红光(波长650 nm左右)，而对绿色(波长500 nm左右)的吸收则很少，因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关，D错误。 答案：A,8下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。根据图回答： (1)图1中A表示的物质是_，它产生的部位是_，其作用主要是_。,(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_。 (3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：_。 (4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是： _。,解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是H和ATP，由此可确定A是H，H是由水光解后经一系列过程产生的，产生部位是类囊体薄膜，其作用主要是用于C3的还原。 (2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO214C3(14CH2O