(江苏专用)高考生物新导学大一轮复习 第三单元 光合作用和细胞呼吸 第9讲 光合作用课件 苏教版-苏教版高三全册生物课件.pptx
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1、第三单元 光合作用和细胞呼吸第9讲光合作用KAO GANG YAO QIU考纲要求1.光合作用以及对它的认识过程(B)。2.影响光合作用速率的环境因素(C)。3.实验:叶绿体色素的提取和分离(b)。NEI RONG SUO YIN内容索引考点一光合作用的认识过程及光合作用的结构基础01考点二光合作用的基本过程02考点三影响光合作用的因素及应用03矫正易错强记长句05重温高考演练模拟06课时作业07考点四提取和分离叶绿体中的光合色素04考点一光合作用的认识过程及光合作用的结构基础1.光合作用的认识过程(连线)答案知识梳理2.光合色素叶绿素b叶绿素a胡萝卜素叶黄素答案由图可以看出:(1)叶绿体中的
2、色素只吸收 ,而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对 的吸收量大,类胡萝卜素对 的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。答案可见光红光和蓝光蓝紫光3.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构外表:_内部基质:含有与 有关的酶 :由类囊体堆叠而成,分布有 和与光反应 有关的酶 决定(3)功能:进行 的场所。答案双层膜暗反应基粒色素光合作用(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(4)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多()(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中()(
3、6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积()常考基础诊断CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN答案下面是光合作用探索历程中恩吉尔曼和萨克斯的实验示意图,请分析:教材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN提示(1)恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处?提示选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)恩吉尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么?提示排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么?提示消耗掉细胞中原有的淀粉,防止对实验结果造成干扰。(4)萨克斯
4、实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理,目的是什么?提示防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。提示(5)两实验设计中是如何形成对照的?提示恩吉尔曼的实验中,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。提示命题点一捕获光能的色素和结构分析1.(2016全国,4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的命题探究解析答案影响叶绿素合成的因素生命
5、观念2.(2018淮安模拟)如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述错误的是答案解析A.和均为选择透过性膜B.上分布有与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光吸收最少C.上所含色素均含Mg2,故缺Mg2时这些色素都无法合成D.在上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量命题点二探究光合作用的相关实验分析3.人们对光合作用这一重要生命现象的发现及认识经历了漫长的过程,以下是光合作用探究历程中的几个经典实验,请结合所学知识回答下列问题:实验一:普利斯特莱的实验密闭玻璃罩绿色植物蜡烛/小鼠蜡烛不易熄灭/小鼠不易窒息死亡。(1)本实验缺乏_组,应该如何改进?_。解析在设
6、计探究性实验时应遵循单一变量和对照性原则,而本实验缺乏对照(或空白对照)组,应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内,作为空白对照。答案解析对照(或空白对照)将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内,作为空白对照实验二:萨克斯的实验黑暗中饥饿处理的绿叶(2)本实验的自变量为_,因变量为_,实验组是_(填“曝光组”或“遮光组”)。解析分析实验可知,本实验的自变量为光的有无,因变量为叶片颜色变化。本实验中曝光组为对照组,遮光组是实验组。答案解析光的有无叶片颜色变化遮光组(3)实验中进行饥饿处理的目的是_。解析实验中进行饥饿处理的目的是使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉,排除对实验结果的干扰,
7、增强实验的说服力。答案解析使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉,排除对实验的干扰,增强实验的说服力实验三:鲁宾和卡门的实验(4)鲁宾和卡门应用了_法追踪CO2和H2O中的氧元素在光合作用中的转移途径。解析鲁宾和卡门应用了同位素标记法追踪CO2和H2O中的氧元素在光合作用中的转移途径。(5)写出光合作用总反应式,并用18O标明水中氧的转移途径:_。解析由于产生的氧气全部来自于水,在反应中用同位素(如18O)标明水中氧的转移途径,总反应式为CO2H218O (CH2O)18O2。同位素标记CO2H218O(CH2O)18O2答案解析考点二光合作用的基本过程1.过程知识梳理答案叶绿体类囊体的膜上H+O
8、2叶绿体基质(CH2O)稳定的化学能2.反应式(1)产物为(CH2O):。(2)产物为C6H12O6:。答案CO2H2O (CH2O)O26CO212H2O C6H12O66O26H2O3.光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件 、色素、酶 、H、多种酶场所_物质变化 、ATP的合成CO2的固定、_能量变化光能转化为_ 转化为稳定的化学能联系光反应为暗反应提供 ,暗反应为光反应提供_ 。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成答案光ATPCO2类囊体膜叶绿体基质水的光解C3的还原活跃的化学能活跃的化学能H和ATPNADP、ADP和Pi4.光合作用和化能合成作用的比较答案项目光合
9、作用化能合成作用区别能量来源_代表生物绿色植物_相同点都能将 等无机物合成有机物光能氧化无机物放出的能量硝化细菌CO2和H2O(1)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中()(2)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后,可完成暗反应过程()(4)番茄幼苗在缺镁的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和暗反应强度都降低()(5)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,其叶绿体内CO2的固定立即停止()(6)光合作用和细胞呼吸均能产生H,二者还原的物质不同()(7)土壤中的硝化细菌可
10、利用CO2和H2O合成糖()常考基础诊断CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN答案分析光合作用的过程图解教材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN(1)图中的甲表示 阶段,发生在叶绿体的 上。(2)乙表示 阶段,又称作 循环。(3)图中的物质a是 ,物质c是 。(4)图中的ATP (填“能”或“不能”)运出所在的细胞器,用于其他生命活动。光反应类囊体膜暗反应卡尔文HCO2不能答案重点剖析1.光合作用C、H、O的转移途径2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变化(
11、2)物质含量变化的比较条件光照由强到弱,CO2供应不变光照由弱到强,CO2供应不变CO2供应由充足到不足,光照不变CO2供应由不足到充足,光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少H和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的H和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下,会造成H、ATP的过度积累,利用不充分;光照和黑暗间隔条件下,H、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一
12、直连续光照处理有机物积累量要多。例如:若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲一直光照10分钟,黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗处理5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物:甲乙。命题点一光合作用的过程分析1.(2015福建,3)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该酶,用其催化C5与14CO2的反应,并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位
13、素标记法D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高答案解析命题探究2.下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中ag为物质,为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是A.图中表示水分的吸收,表示水的光解B.c为ATP,f为HC.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中能检测到放射性D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的 化学能答案解析答案解析命题点二分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响3.(2016天津,2)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源
14、与瞬间发生变化的物质,组合正确的是A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,H下降D.绿光,C5上升4.如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况,下列对这一环境因素改变的分析正确的是A.突然停止光照B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度D.增加光照强度解析增加光照强度,光反应产生的H和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加,D正确。答案解析命题点三连续光照和间隔光照条件下的有机物的合成量分析5.(2015全国,29)为了探究不同光照处理对植物光合作
15、用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为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7.5 s;光合作用产物的相对含量为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3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为10
16、0%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是_;C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_,这些反应发生的部位是叶绿体的_。解析C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%,说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用,暗反应消耗了ATP和H,为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料ADP、Pi和NADP等,所以单位光照时间内,C组合成有机物的量高于D组。光合产物的生成场所为叶绿体基质。高于C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质答案解析(2)
17、A、B、C三组处理相比,随着_的增加,使光下产生的_能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s,但是处理方法不同,结果也不一样,并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高,光合作用产物相对量越高,可知光照时产生的ATP和H在光照时没有用完,可以在黑暗中继续利用,还原C3生成糖类等有机物及C5,C5继续与CO2结合,因此提高了光合作用中CO2的同化量。答案解析光照和黑暗交替频率ATP和H考点三影响光合作用的因素及应用1.光照强度(1)原理:光照强度通过影响植物的 反应进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速度 ,产生的H和ATP增
18、多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。(2)曲线分析知识梳理A点:光照强度为0,此时只进行 。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 。B点:为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度 细胞呼吸强度。答案光加快细胞呼吸减少等于BC段:表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点后不再增强了。D点:为光饱和点,限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、的数量和最大活性,外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。(3)应用:温室生产中,适当增强 ,以提高光合速率,使作物增产;阴生植物的光补偿点和光饱和点都
19、较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。答案酶光照强度2.CO2浓度(1)原理:CO2影响 反应阶段,制约 的形成。(2)曲线分析图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率 呼吸速率时的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点和B点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。(3)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,提高光合速率。答案暗C3等于3.温度(1)原理:温度通过影响 影响光合作用,主要制约暗反应。(2)曲线分析AB段在B点之前,随着温度升高,光合速率_B点酶的 温度,光合速率最大BC段随着温度升高,酶的活性下降,光合速率 ,50
20、 左右光合速率几乎为零答案酶的活性增大最适减小(3)应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当 温室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。答案降低4.水分和矿质元素(1)原理水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的 ,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响 进入植物体内。矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响 的合成从而影响光反应。(2)曲线(如图)(3)应用:农业生产中,可根据作物的生长规律,合理灌溉和施肥。答案介质CO2叶绿素据图分析多因素对光合作用的影响教
21、材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么?提示P点之前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,依次为光照强度、光照强度和温度。提示(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主要因素吗?此时的限制因素分别是什么?提示Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素,此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光照强度。提示(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处?提示有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力,另外还释放出热量和CO2,增加了大棚内的温度和CO2浓度,有
22、利于光合作用的进行。提示命题点一单因素对光合作用的影响分析1.(2019周口模拟)阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”,下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化,据此下列分析正确的是命题探究A.光斑照射前,光合作用无法进行B.光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加C.光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用D.光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱解析光斑照射前,有氧气释放,说明植物细胞在进行光合作用,A项错误;光斑照射后,光反应迅速增加,而暗反应没有立即增加,二者不同步,B项错误;光斑照射后,O2释放曲线变化趋势是光反应先增加然后降低,说明暗反应对光反应有限制
23、作用,原因是暗反应不能及时消耗光反应产生的ATP和H,C项正确;移开光斑后,光反应迅速减弱,而暗反应过一段时间后才减弱,二者不同步,D项错误。答案解析2.(2014四川,6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案解析答案解析命题点二多因素对光合作用
24、的影响分析3.(2018江苏,18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2 浓度,乙表示较低CO2浓度4.电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2,蔬菜产量可提高70%左右,这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验,绘制如下曲线。据图回答下列问题:(1)第1组
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