（广西专用）高考生物一轮复习 第3单元 第3讲 光合作用的探究历程与基本过程课件 新人教版-新人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第3 3讲光合作用的探究历程与讲光合作用的探究历程与 基本过程基本过程-2-1.光合作用的基本过程()。2.实验:绿叶中色素的提取和分离。-3-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程1.叶绿体中色素的种类和颜色-4-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.叶绿体中色素的吸收光谱(1)色素的功能:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)色素吸收光的范围:可见光的波长范围是390760nm,叶绿体中的色素只吸收可见光,不吸收红外光和紫外光等。-5-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.叶绿体的结构图中中含有与暗反应有关的酶;由类囊体堆叠而成,分布有

2、色素和与光反应有关的酶。-6-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.光合作用的探究历程-7-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)被叶绿素吸收的光可用于光合作用。()(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()(3)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光。()(4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。()(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()(6)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。()-8-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,即只要有光照,植物就一定能更新空气,对吗?提示:不对,植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率,即净光合

3、速率0。若光照不够强(在光补偿点以下),植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更污浊。-9-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如右上图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。请思考并回答下列问题。-10-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)本实验设置了哪些对照?其自变量和因变量分别是什么?实验结论分别是什么?提示:图中b(d)与e对照,其单一变量为有无光照,结果b(d)部位经碘液检测显示蓝色,e部位不显示蓝色,表明光合作用制造淀粉必须有“光”。

4、图中a与b(d)对照,其单一变量为叶绿体的有无,结果b(d)部位经碘液检测显示蓝色,a部位不显示蓝色,表明光合作用制造淀粉必须有“叶绿体”。(2)实验中对植株进行暗处理,其目的是什么?提示:该实验需要对植株进行暗(饥饿)处理,其目的是使叶片中的营养物质消耗掉,避免了原有淀粉对实验的干扰。-11-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向1 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构1.图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是()A.图乙所示结构取自图甲中的或B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C.图乙所示的结构是产生H并消耗ATP的场所D.叶绿体以

5、图甲中的形式扩大膜的表面积 答案解析解析关闭图乙所示结构含有光合色素,光合色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上,对应于图甲中的,A项错误;在叶绿体的基质(图甲)中,也分布有与光合作用有关的酶,B项错误;消耗ATP的场所是叶绿体基质(图甲),C项错误;是叶绿体的类囊体,叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积,D项正确。答案解析关闭D-12-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2017全国卷)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来

6、绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 答案解析解析关闭类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光,基本不吸收红光,A项错误;各种色素的吸收光谱可以通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B项正确;光合作用的作用光谱可用光合作用的强度随光波长的变化来表示,通常用O2的释放速率或CO2的吸收速率来表示光合作用强度,故C项正确;波长为640660nm的光为红光,叶绿素对其吸收量较大,在此波长光下释放O2是由于叶绿素参与了光合作用,故D项正确。答案解析关闭A-13-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考

7、向考向2 光合作用的探究历程光合作用的探究历程3.(2019湖南高三六校联考)下列关于叶绿体和光合作用的几个实验中,得不到相应实验结果的是()A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h,加碘液处理后溶液呈蓝色B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,变成蓝色C.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,3h后在叶内淀粉中可检验到14C的存在 答案解析解析关闭叶绿素的无水乙醇提取液中

8、只含有色素,不能完成光反应,也不能产生淀粉,A项符合题意;光合作用产生淀粉,观察时需对叶片进行脱色处理,B项不符合题意;叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光,导致连续光谱相应区域变暗,C项不符合题意;CO2是光合作用的原料,14CO2中的14C元素可转移到淀粉中,故产物中可检测到14C,D项不符合题意。答案解析关闭A-14-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是()A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气 答案解

9、析解析关闭图示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物,所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中,照光处与不照光处、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。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。答案解析关闭B-15-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料: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的部位。(2)巧妙

10、排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和除极细光束外其他光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照部位和黑暗部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。-16-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结光合作用的基本过程1.光合作用的过程-17-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖依据下列物质和能量,利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型。光能、H、ATP、ADP+Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O)提示:-18-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.光反应与暗反应的比较-19-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.光合作用和化能合成作用的比较

11、-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应。()(2)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。()(3)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()(4)在适宜光照条件下,叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。()(5)光反应为暗反应提供H和H2O。()(6)离体叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后,可完成暗反应。()(7)进入叶绿体的CO2不能被H直接还原。()-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(8)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段,不能用于其他生命活动,其他生命活动所需要

12、的ATP来自细胞呼吸。()-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结下图为环境因素骤变时光合作用中C3、C5、H、ATP等物质含量变化模型图。-23-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)当光照由强弱时,光反应减弱,减少,C3还原减弱,C3消耗减少,C5产生减少,结果使C3含量,C5含量。当光照由弱强时,情况与之。(2)当CO2供应充足不充足时,减弱,C3产生减少,C5消耗减少,结果使C3含量,C5含量。当CO2供应不足充足时,情况与之。答案:(1)H和ATP增加减少相反(2)CO2固定减少增加相反-24-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向1 光合作用的过程光合作用的过程1.(2019全国

13、卷)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自()A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气 答案解析解析关闭黄瓜幼苗在光照等适宜的环境中由20g长到40g,是同化作用大于异化作用的结果,增加的质量来自吸收的水、矿质元素以及通过光合作用将水和空气中的CO2转化成的有机物。答案解析关闭A-25-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2018北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色,该反应过程中()A.需要ATP提供能

14、量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气 答案解析解析关闭光反应过程中有H2O的光解,产生O2和还原剂H。氧化还原指示剂DCIP由蓝色变为无色,说明DCIP被H还原。光合色素吸收、传递、转化光能。答案解析关闭D-26-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.(2017全国卷)右上图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题。(1)图中代表的物质依次是、,H代表的物质主要是。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。-

15、27-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析:由图可知,A表示光合作用的光反应,B表示暗反应;代表的物质依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5;H代表的物质为NADH(还原型辅酶)。在植物叶肉细胞中,ATP合成除了发生在光反应过程中,还发生在有氧呼吸的整个过程中,有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质(C)中,第二、三阶段发生在线粒体(D)中。在缺少氧气的条件下,细胞可进行无氧呼吸产生酒精。-28-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向2 环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响环境因

16、素骤变对光合作用物质含量变化的影响4.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 答案解析解析关闭光合作用主要吸收红光和蓝紫光,所以突然改用光照强度与白光相同的红光后,光反应增强,ATP的生成速率上升,暗反应中C3的还原加快,未被还原的C3减少,所以A、B两项错误。光合作用利用最少的光是绿光,所以突然改用光照强度与白光相同的绿光照射,光反应减弱,产生的还原剂H下降,C3的还原减慢,C5下降,所以C项正确,D项

17、错误。答案解析关闭C-29-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结5.右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的改变而变化的情况。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 答案解析解析关闭突然停止光照,光反应产生的H和ATP减少,被还原的C3减少,生成的C5减少,而CO2被C5固定形成C3的过程不受影响,故C3的相对含量将增加,C5的相对含量将减少。突然增加CO2浓度,CO2被C5固定形成C3的量增加,消耗的C5量增加,C3还原速率不变,植物细胞内C3的相对含量增加,C5相对含量减少。降低环境温度,

18、CO2固定速率和C3还原速率均下降,C5的相对含量不会大幅度地增加。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的过程不受影响,故C3的相对含量将减少,C5的相对含量将增加。答案解析关闭D-30-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结C3、C5等物质含量变化的分析方法叶绿体内相关物质含量变化可根据其来源和去路是否平衡来进行分析。(2)来源不变,去路增加,或来源减少,去路不变,则物质含量减少。(3)来源不变,去路减少,或来源增加,去路不变,则物质含量增加。-31-核心梳理归纳总结(实验)绿叶中色素的提取和分离1.实验原理(1)提取:绿叶中的色素

19、溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇提取色素。(2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高(填“高”或“低”)的随层析液在滤纸上扩散得快,反之,则慢,从而使各种色素相互分离。-32-核心梳理归纳总结2.实验步骤-33-核心梳理归纳总结典例下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述,错误的是()A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.叶绿体中色素能够分离的原因是各种色素在层析液中的溶解度不同C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨,不用做任何处理D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠 答案解析解析关闭在色素提取过程中,研磨绿叶时除加入碳酸钙和二氧化硅外,还要加入无水

20、乙醇。答案解析关闭C-34-核心梳理归纳总结强化训练强化训练在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时,甲、乙、丙、丁四名同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为()-35-核心梳理归纳总结A.B.C.D.答案解析解析关闭解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用,然后再分析每名同学所加的试剂。其中乙同学操作完全正确,其他同学与该同学进行对比,分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂,色素提取过程不需要水,若加入水会使色素提取液颜色变浅;二氧化硅的作用是使研磨更充分;碳酸钙能防止研磨过程中色素被破

21、坏。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分离的结果是;乙同学操作正确,色素分离后得到的色素带有四条,与情况相符;丙同学未加碳酸钙,所以提取液中色素含量减少,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄,对应;丁同学由于未加二氧化硅,导致叶片研磨不充分,最终导致各种色素的含量均减少,对应。答案解析关闭B-36-核心梳理归纳总结绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅未加入二氧化硅,研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)含量太少。一次加入大量的无水乙醇,提取液浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加入碳酸钙或加

22、入过少,色素被破坏。(2)滤纸条上色素带重叠在滤纸条上画的滤液细线较粗。(3)滤纸条上看不到色素带忘记画滤液细线。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。-37-核心梳理归纳总结(4)滤纸条上只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。所用叶片为“黄叶”等。-38-通关记通关辨通关练1.叶绿体中的色素有四种,即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3.吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。4.叶绿体是进行光合作用的场所,其内部的膜上不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。5.光合作

23、用释放的O2来自H2O。6.光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能,将H2O分解形成H和O2,同时形成ATP的过程。7.暗反应过程是在叶绿体基质中在多种酶的催化下完成的,包括CO2的固定和C3的还原等过程。-39-通关记通关辨通关练1.与光合作用有关的物质的来源或去向(1)光合作用中产生的H为NADPH,呼吸作用中产生的H为NADH,两种H不是同一种物质。(2)光合作用光反应中产生的ATP只能被暗反应所利用,呼吸作用产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。(3)CO2中的C进入C3,但不进入C5,最后进入(CH2O),C5中的C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。-40-通关

24、记通关辨通关练2.光合作用中物质的变化判断光反应和暗反应中C3、C5、ATP、NADPH和CO2的变化时,可结合光合作用的过程绘制示意图。以停止光照时物质变化为例:停止光照光反应停止ATP和NADPH不再产生ATP和NADPH的含量减少且ADP和NADP+的含量增加;ATP和NADPH的含量减少C3还原减弱,而CO2固定过程仍在进行C3的含量相对增加,C5的含量相对减少。-41-通关记通关辨通关练1.(2019黑龙江高三仿真模拟一)植物叶片中有一种酶,是叶片中含量最高的蛋白质,其功能是催化反应C5+CO22C3。由此推断,这种酶()A.主要分布在细胞质基质中B.在低温环境中会失活,导致光合速率

25、降低C.是固定CO2的关键酶,其催化活性可能比其他酶低D.由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 答案解析解析关闭这种酶催化的是CO2的固定,所以分布在叶绿体基质中,A项错误;这种酶参与的是光合作用的暗反应,在低温环境中酶活性降低,从而使光合速率降低,B项错误;因为这种酶含量最高,所以其催化效率可能比其他酶低,C项正确;叶绿体是半自主性细胞器,这种酶的合成与细胞核基因有关,D项错误。答案解析关闭C-42-通关记通关辨通关练2.下图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是()A.若给予红光照射,则叶黄素缺失突变体与正常植株光吸收差异显著B.过程为暗反应,在类囊体薄膜上产生

26、的2和3只能用于暗反应还原C3C.若降低周围环境中的CO2浓度,则释放O2的速率不变D.若该细胞净光合速率大于0,推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加 答案解析解析关闭叶黄素主要吸收蓝紫光,因此给予红光照射,叶黄素缺失突变体与正常植株相比,光吸收差异不显著,A项错误;图中表示光反应,表示暗反应,2表示ATP,3表示H,过程产生的ATP和H只能用于过程,不能用于其他的生命活动,B项正确;CO2供应减少,直接影响CO2的固定(C3的生成量减少),从而导致C3含量减少,C3还原利用的ATP和H减少,进而导致光反应减弱,因此释放O2的速率减小,C项错误;该细胞为叶肉细胞,若该叶肉细胞净光合速率大

27、于0,只能推测出该细胞此刻有有机物积累,不能推断出整个植株的有机物含量变化,D项错误。答案解析关闭B-43-通关记通关辨通关练3.某生物小组以状态相同的某种植物为材料设计了甲、乙、丙、丁4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135s,具体处理方法和实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是()-44-通关记通关辨通关练A.光照相同的时间,甲组光合作用产物的相对含量少于丙组B.实验表明,光合作用的某些过程不需要光照,该过程发生于叶绿体基质C.该实验表明光合作用的暗反应与光反应无关D.实验中叶绿体产生的ATP和H没有被光照时的暗反应全部消耗 答案解析解析关闭4组实验的光照时间中,丁的为135s,其他3组的光照时间都是67.5s,所以在相同光照时间内这3组光合作用产物的相对含量排序是丙乙甲,A项正确;该实验说明光反应可以为暗反应提供相关原料,C项错误;实验表明,停止光照后暗反应在短时间内还可以进行,因为光照时产生的ATP和H没有全部被光照时的暗反应消耗尽,暗反应的场所是叶绿体基质,B、D两项正确。答案解析关闭C