生物 6光合作用.ppt

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1、专题专题6 6光合作用光合作用考纲要求要求-3-特色梳理选考提升光合色素及其提取、分离1.色素的种类、颜色和吸收光谱(1)光合色素的种类及颜色叶绿体中的主要色素是叶绿素,呈绿色,包括叶绿素a和叶绿素b。叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为类胡萝卜素。-4-特色梳理选考提升(2)叶绿素a的吸收光谱吸收光谱定义:以某种物质对不同波长光的吸收率(可用百分率表示)为纵坐标(a),以波长为横坐标(b),所绘制的曲线。叶绿素a主要吸收蓝紫光(c)和红光(d),几乎不吸收绿光。-5-特色梳理选考提升2.光合色素的提取与分离(1)光合色素提取:制备匀浆收集滤液制备滤纸条点样。-6-特色梳理选考提升

2、典例精析(2017浙江4月选考,30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。回答下列问题。-7-特色梳理选考提升(1)本实验的因变量是。由图中曲线对比可知,经处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇到较低温天气,除升温方法外,可对植物进行处理可以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取

3、液并测定,可得到叶绿素a的吸收光谱。答案 (1)叶绿素含量低温和光照蓝紫光和红遮光(2)碳酸钙3、4(3)吸光率-8-特色梳理选考提升解析(1)分析图示可知,本实验检测不同处理方式下叶绿素的含量,故因变量是叶绿素含量。相比较其他组别,0低温和光照条件处理,叶绿素的含量最低。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿素含量降低,会对上述光吸收减少。第3组为低温处理,与第4组相比,该组叶绿素含量更高,因此遇低温天气,可适当进行遮光处理。(2)提取光合色素时,为防止叶绿素被破坏,可加入少量碳酸钙,以保护叶绿素。对提取的光合色素进行纸层析处理后,自上而下,叶绿素a和叶绿素b分别处于色素带的第三和第四的位置,实验

4、中第4组叶绿素被破坏,上述条带会在层析后明显变窄。(3)不同光合色素吸收不同波长的光,利用不同波长的光照射光合色素,可绘制光合色素对不同波长光的吸收率的吸收光谱。-9-特色梳理选考提升知识强化1.叶绿体色素的种类、颜色及吸收光谱-10-特色梳理选考提升2.光合色素提取与分离实验的异常现象分析-11-特色梳理选考提升1.光反应(1)场所:叶绿体类囊体膜中。(2)物质变化水光解:水在光下裂解为2H+2e-和O2。ATP的合成:ADP+Pi+ATP。NADPH合成:水中的氢(H+和e-)将NADP+还原为NADPH。(3)能量变化:光能转变为ATP和NADPH中的化学能。光合作用基本过程-12-特色

5、梳理选考提升2.碳反应(1)场所:叶绿体基质。(2)物质变化CO2被固定:1分子CO2和1分RuBP结合形成一个六碳分子2个三碳酸。三碳酸被还原:三碳酸接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸集团三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。再生RuBP:每3个二氧化碳进入卡尔文循环,形成6分子三碳酸还原为6分子三碳糖5个三碳糖再生RuBP,1个三碳糖离开卡尔文循环(3)能量变化ATP和NADPH中的化学能转变为糖分子中化学能,该物质在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料被利用,大部分运至叶绿体外,转变成蔗糖供植物所有细胞利用。-13-特色梳理选考提升典例精析1下列关于光合作用的叙述,不正确的是()A.光

6、反应需要光,不需要酶,碳反应不需要光,需多种酶B.光反应在叶绿体的类囊体膜中进行,碳反应在叶绿体的基质中进行C.光反应分解水生成NADPH,碳反应将CO2还原成葡萄糖并生成H2OD.光反应吸收光能形成ATP,碳反应将ATP中化学能储存在有机物中A-14-特色梳理选考提升解析光反应需要光、酶和色素等,A项错误;光反应在叶绿体的类囊体膜中进行,碳反应在叶绿体的基质中进行,B项正确;光反应分解水生成氧气、H+和电子,H+和e-在光下将NADP+还原为NADPH,碳反应将CO2还原成葡萄糖并生成H2O,C项正确;光合作用中能量转化过程为光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,D项正确

7、。-15-特色梳理选考提升知识强化“一二三四”法巧记光合作用基本知识-16-特色梳理选考提升典例精析2(2017浙江十校联盟模拟)如图为光合作用过程示意图,其中数字代表反应过程,字母表示物质,请回答下列问题。-17-特色梳理选考提升(1)图中磷脂双分子层上除分布有叶绿素外,还含有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为;提取绿叶中光合色素时,除绿叶外,还需在研钵中加入。(2)图中膜甲侧浓稠的液体称为,在此液体内发生的反应过程有(请用数字表示)。(3)若光照强度突然减弱,则C物质的合成速率将(填“增强”“减弱”或“不变”)。(4)生成一分子H物质,需要循环轮。(5)在供给14CO2较长时间后,能够检

8、测出14C的物质是(请用字母回答)。答案 (1)类胡萝卜素SiO2、CaCO3、95%的乙醇(2)叶绿体基质(3)减弱(4)3(5)B、C、H-18-特色梳理选考提升解析(1)图中膜发生水的光解,是类囊体薄膜,膜上分布有叶绿素和类胡萝卜素,其中许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为类胡萝卜素;提取绿叶中光合色素时,需在研钵中加入SiO2、CaCO3、95%的乙醇。(2)图中膜是类囊体薄膜,甲侧进行暗反应,因此甲侧浓稠的液体称为叶绿体基质,在此发生二氧化碳的固定、三碳化合物的还原、ATP的水解和H的还原()。(3)若光照强度突然减弱,光反应阶段速率降低,产生的ATP和H较少,三碳化合物的还原速率降

9、低,C5合成量减少,进一步是C物质C3的合成速率将减弱。(4)由于1分子二氧化碳中只含1个C,而1分子三碳糖中只含3个C,所以形成1分子三碳糖,需要进行3次卡尔文循环。(5)在供给14CO2较长时间后,二氧化碳与B固定生成C,C还原生成H和B,则碳元素的传递过程是:14CO2CH+B,即能够检测出14C的物质是B、C、H。-19-特色梳理选考提升知识强化对光反应与碳反应的认识(1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的两个阶段,而是息息相关的过程,没有光反应,碳反应也无法进行。(2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体,在原核生物中主要为质膜。(3)碳反应所需要的ATP仅来自光反应,而不能由细胞

10、呼吸提供。(4)光合作用中,ATP提供能量和磷酸基团;NADPH提供能量和作为还原剂,也是氢的载体,提供氢。(5)三碳糖或五碳糖(RuBP)组成元素中含有磷。-20-特色梳理选考提升环境因素对光合速率的影响1.光强度对光合速率的影响在一定范围内,光合速率随光强度的增加而增加,当光照达到一定数值后,光强度再增加光合速率也不会增加,此时的光强度称为光饱和点。-21-特色梳理选考提升2.温度对光合速率的影响 低于最适温度,随温度升高,光合速率加快;超过最适温度,随温度升高,酶的活性降低,光合速率减慢。3.CO2浓度对光合速率的影响目前大气中二氧化碳的浓度约为0.035%当这一浓度增加至1%以内时,光

11、合速率会随CO2浓度的增高而增高。-22-特色梳理选考提升4.多因素对光合速率的影响 以图1为例进行分析。P点时,限制光合速率的因素应为光强度,并随该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点时,光强度不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当改变温度。-23-特色梳理选考提升典例精析1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,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降解析用黑布迅速将培养瓶罩上使光反应停止,O2的产生停止,A项正确;光反应停止后,导致光反应产生的NADPH和ATP

12、减少,抑制碳反应,因此CO2的固定减慢,B项错误;由于光反应产生的ATP减少,而ADP的含量相对增多,因此ATP/ADP比值下降,C项正确;同理可知,光反应生成的NADPH的含量减少,NADP+的含量就相对增多,因此NAOPH/NADP+比值下降,D项正确。B-24-特色梳理选考提升知识强化光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响-25-特色梳理选考提升典例精析2(2016浙江10月选考,26)在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验,结果如图所示。补光的光强度为150mol/(m2s),补光时间为上午7:0010:00,温度适宜。下列叙述正确的是()A

13、.给植株补充580nm光源,对该植株的生长有促进作用B.若680nm补光后植株的光合色素增加,则光饱和点将下降C.若450nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量增大D.当对照组和450nm补光组CO2吸收速率都达到6mol/(m2s)时,450nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少D-26-特色梳理选考提升解析分析图示可知,补充580nm光源,在7:0010:00补光时间内,植株对CO2的吸收速率降低,说明补充该强度光源对植物的生长有抑制作用,A项错误;680nm补光,植物对CO2的吸收速率增加,即光合速率增加,若此时植株光合色素增加,则光饱和点升高,B项错误;450nm

14、补光组较白光对照,光合速率增加,若9:00突然停止补光,光合速率下降,植株释放O2量减少,C项错误;450nm补光组CO2吸收速率达到6mol/(m2s),需要时间短,约3h左右,对照组CO2吸收速率达到6mol/(m2s),需时间长,约4h,两者横、纵坐标围成的面积后者大于前者,即对照组对CO2的吸收量多,D项正确。-27-特色梳理选考提升知识强化光合速率与呼吸速率的计算(以光强度对光合速率的影响为例)(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。-28-特色梳理选考提升(3)真光合速率=净光合速

15、率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:光合作用产生的O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。-29-特色梳理选考提升典例精析3(2017浙江温州选考模拟)将符合实验要求的室内观赏植物白掌分成8组,用不同的温度和光强度进行实验处理,一段时间后测定光合速率,结果如下图所示。-30-特色梳理选考提升(1)结合实验结果分析,在实验条件下白掌的光合速率最小。(2)光合作用将中的O氧化为O2,并将CO2还原为,这一系列反应需要利用光反应生成的。

16、在适宜光照环境中,不同温度条件下光合速率不同,这表明高温可能影响了卡尔文循环中的活性。(3)在上述实验的基础上,学习小组欲探究其他环境因素对光合速率的影响,选择黑藻、水、碳酸氢钠和大烧杯等材料用具进行单因子对照实验。他们提出的假设是。实验中应怎样控制可变因素(自变量)的变化?。答案 (1)强光照、40(2)H2O(或水)糖(或三碳糖或三碳糖磷酸)ATP、NADPH酶(3)(一定范围内)碳酸氢钠浓度越高,光合速率越大配制不同浓度碳酸氢钠溶液-31-特色梳理选考提升解析(1)结合实验结果相互比较分析,在强光照、40实验条件下白掌的光合速率相对值最小。(2)光合作用将水分子中的O氧化为O2,光反应产

17、生ATP和NADPH,将CO2还原为三碳糖。在适宜光照环境中,不同温度条件下光合速率不同,这表明高温可能影响了卡尔文循环中酶的活性。(3)在上述实验探究不同的温度和光强度对光合作用的影响。欲探究其他环境因素如二氧化碳浓度对光合速率的影响,可以配制不同浓度碳酸氢钠溶液代表不同浓度二氧化碳浓度,可以提出假设:一定范围内碳酸氢钠浓度越高,光合速率越大。-32-特色梳理选考提升知识强化探究环境因素对光合作用影响的变量设置及检测-33-特色梳理选考提升光合作用与细胞呼吸比较(加试)光合作用和细胞呼吸的区别-34-特色梳理选考提升-35-特色梳理选考提升典例精析1下图表示植物细胞的部分结构及其生理功能。下

18、列有关叙述正确的是()A.甲、乙都通过类囊体叠加的方式增加膜面积B.甲中不含有而乙中含有将ADP转变成ATP的酶C.在甲中随水的分解产生NADPH,在乙中随水的产生消耗NADHD.C6H12O6可以在乙中直接彻底氧化分解C-36-特色梳理选考提升解析甲是叶绿体,通过类囊体叠加增加膜面积,乙是线粒体,通过内膜折叠形成嵴增加膜面积,A项错误;两结构中都有ATP合成,叶绿体在光反应阶段合成,线粒体在需氧呼吸阶段合成,都含有将ADP转变成ATP的酶,B项错误;NADPH在叶绿体中随光反应中水的分解而产生,而在线粒体中随需氧呼吸第三阶段水的生成而消耗NADH,C项正确;C6H12O6在细胞溶胶中先氧化为丙酮酸才能进入线粒体中被彻底氧化分解,D项错误。-37-特色梳理选考提升知识强化线粒体与叶绿体气体释放量与光合速率、呼吸速率强弱关系图:表示黑暗中,只进行细胞呼吸。图:表示呼吸速率光合速率。图:表示呼吸速率=光合速率。图:表示呼吸速率呼吸速率;横轴以下曲线表示光合速率M),有机物的消耗大于制造,反之(NM),有机物的制造大于消耗,植株生长,反之(NM),无有机物积累,植株无法生长。