2014高考生物（新课标）配套课件第三单元_第3节 能量之源光与光合作用

第 3 节 能量之源光与光合作用,1叶绿体 (1)结构示意图,抓纲扣本夯实基础,一、捕获光能的色素和叶绿体的结构,2捕获光能的色素,暗反应,色素,与光反应有关的酶,光合作用,叶绿体,判断正误 (1)色素提取液是无水乙醇，分离液是丙酮。( ) (2)不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。( ) (3)分离结束后，滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。( ) (4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光，除此之外，叶绿素还主要吸收红光。( ) (5)叶绿体中的色素都不吸收绿光。( ),思考 植物体内所含有的色素都参与光合作用吗？ 提示 不一定。叶绿体中色素都参与光合作用，液泡中色素不参与光合作用。,连线,二、光合作用的探索历程,1.,三、光合作用的过程,叶绿体类囊体薄膜,H+O2,ATP,活跃化学能,叶绿体,C3,（CH2O）,稳定化学能,2光合作用的反应式 写一写,思考 叶绿体内含磷酸较多的部位是什么？ 提示 叶绿体基质。,四、光合作用原理的应用,1光合作用强度 (1)概念：植物在 内通过光合作用制造 的数量。 (2)表示方法：用一定时间内 或 的数量来定量表示。,单位时间,糖类,原料消耗,产物生成,2影响因素 (1)空气中 。 (2)土壤中 。 (3)光照的 以及光的 。 (4) 的高低。 3应用 控制 和温度的高低，适当增加作物环境中 来提高光合作用强度。,CO2浓度,水分含量,时间、强度,成分,温度,光照的强弱,CO2的浓度,【典例1】 光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是 A光反应和暗反应互相提供物质和能量 B炎热的夏季中午，植物的“光合午休”现象是因为暗反应受阻，但光反应正常进行,剖题探法突破考点,考点一 光合作用过程分析,C在其他条件适宜的情况下，光照突然停止，暗反应中C3合成速率降低 D光反应和暗反应的条件不同，可单独进行 【提示】 若停止CO2供应，光反应的条件再适宜，因不能消耗H、ATP，就会抑制光反应的正常进行。 “光合午休”现象不是由光照强度引起，而是由温度过高，减少蒸腾作用从而导致气孔关闭。,【解析】 光反应和暗反应可相互提供物质，但不能相互提供能量；光合作用的光反应和暗反应是一个统一整体，停止光照后，H和ATP不再产生，细胞中C3积累，C5合成减少，从而导致C3合成速率降低。 【答案】 C,考点突破 光反应与暗反应的比较,特别提醒 反应式及元素去向,变式训练 1.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是 A该反应的场所是叶绿体的类囊体 BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶 C提高温度一定能促进C6H12O6的生成 D无光条件有利于暗反应进行,解析 本题主要考查光合作用的基本过程。图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误。C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过H的还原进行，故B正确。若在最适温度条件下，提高温度会降低酶活性，会使反应减弱，故C错误。在无光条件下，暗反应会因H和ATP的缺乏受到限制，故D错误。 答案 B,考点二 影响光合作用的环境因素及应用,【典例2】 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的吸收效率与光的波长呈正相关 【提示】 温度会影响光合作用和细胞呼吸酶的活性。农家肥富含有机物，依靠分解者的分解作用。,【解析】 阴雨天应增大昼夜温差，适当提高白天的温度，降低晚上的温度，B错；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；叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光(波长450 nm左右)和红橙光(波长650 nm左右)，而对绿光(波长500 nm左右)吸收的则很少，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,考点突破 1光照强度 (1)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。限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。 (2)应用 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。,2CO2浓度 (1)CO2浓度与光合作用强度的关系曲线,曲线表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。 A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点。 B点表示CO2饱和点。限制B点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素。 (2)应用 在农业生产中通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用强度。,3温度对光合作用速率的影响 (1)温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。 (2)应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。,特别提醒 当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律如下： 若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。 若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。 阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。,变式训练 2(2013兰州一中月考)下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围。下列分析错误的是,A甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量 B乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多 C图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度 D丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变,解析 甲图表示光照强度对光合速率的影响，当光合速率达到最大值时，限制其不再增加的外部因素有CO2浓度、温度等，内部因素有酶的数量、色素的种类和数量等；乙图中d点与c点相比，d点光照较强，生成的H、ATP较多，所以暗反应中C3还原过程加强，消耗的C3总量多；丙图中，温度对光合速率的影响是通过影响酶的活性来实现的，其曲线走势应为抛物线型，而不是稳定不变。 答案 D,【典例3】 (2012海南)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是,考点三 光合速率与呼吸速率大小的相关分析,A一直降低，直至为零 B一直保持稳定，不变化 C降低至一定水平时保持相对稳定 D升高至一定水平时保持相对稳定 【提示】 “适宜条件下光照培养”意味着光合速率较大。光合速率呼吸速率时，植物表现为生长。,【解析】 本题考查植物光合作用与呼吸作用相互关系方面的知识。在适宜条件下光照培养，植物能进行光合作用且光合作用速率大于呼吸作用速率，这样会导致密闭的玻璃容器内的CO2逐渐减少，光合作用速率随密闭玻璃容器内CO2的减少而降低，直至光合作用速率降低到与呼吸作用速率相等，此时CO2浓度在一定水平保持相对稳定。 【答案】 C,考点突破 1光合速率与呼吸速率的关系,2曲线分析(如图),变式训练 3夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行一天24小时的检测，结果如图1，图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请回答下列问题：,(1)图1中所测气体为_；该大棚内的蔬菜一天内是否积累有机物？_。原因是_。 (2)EC段和DB段叶肉细胞的C3含量的变化趋势分别是_、_，图1中CD段变化的原因可能是_。 (3)对应图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有_，而对应图1中的DB段，图2中应该进行的气体转移途径有_。,解析 (1)密闭大棚内气体含量发生变化的主要是O2和CO2，图中E、B两点气体变化量为0，说明E、B两点对应时刻光合速率等于呼吸速率，7点之前呼吸速率大于光合速率，O2含量下降、CO2含量上升，故图1所测气体为O2。由于F点的O2含量高于A点，表明一昼夜内O2的净积累量大于0，即有机物有积累。(2)EC段，光照强度逐渐增强，光反应产生的H和ATP增多，C3被还原的量就会增多，故而C3含量的变化趋势为减少；DB段，光照强度逐渐降低，光反应产生的H和ATP减少，C3被还原的量就会减少，故而C3含量的,变化趋势为增加；CD段，光照强度过强，使气温偏高，气孔关闭，CO2供应不足，暗反应减弱，限制了光 反应的进行。(3)B点对应时刻光合速率等于呼吸速率，但一般植物只有绿色部分进行光合作用，在整体光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞内肯定是光合速率大于呼吸速率；DB段光合速率大于呼吸速率，对于叶肉细胞来说，叶绿体消耗CO2和产生O2的速率均大于线粒体产生CO2和消耗O2的速率，则图2中应该进行的气体转移途径均有A、C、D、E。,答案 (1)O2 是 F点的O2含量高于A点(一天内光合作用释放O2的量多于呼吸作用消耗的O2量) (2)减少 增加 光照过强，使温度过高，气孔关闭，CO2供应不足，暗反应减弱，限制了光反应的进行 (3)A、C、D、E A、C、D、E,【典例4】 (2013黄山七校联考)某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中，观察到的色素带颜色较浅，其可能原因是 无水乙醇加入量太多 未加CaCO3 未加SiO2 使用放置了两天的菠菜叶 只画了一次滤液细线,考点四 叶绿体中色素的提取和分离,A2种 B3种 C4种 D5种 【提示】 若层析液没及了滤液细线则观察不到的色素带或观察到的色素带颜色很浅。,【解析】 无水乙醇加入量过多，造成乙醇中的叶绿素含量浓度小，导致色素带颜色浅；不加CaCO3，研磨时会使叶绿素遭到破坏，提取到的叶绿素少，导致色素带颜色浅；未加SiO2导致研磨得不充分，使色素带浅；菠菜叶失绿，导致色素带颜色浅；画滤液细线次数少，导致色素带浅。 【答案】 D,考点突破 1实验原理 (1)绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂(无水乙醇或丙酮)中，而不溶于水，从而使色素从生物组织中脱离出来。 (2)各种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度也不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素分离开。,2实验程序,3实验成功的关键 (1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。 (2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。 (3)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画23次。 (4)滤液细线不能触及层析液、否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,变式训练 4回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题： (1)某同学的操作程序如下： 将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨； 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画12次；,将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。 结果实验失败，请指出其错误所在； a_。 b_。 c_。,(2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图，请根据实验结果填写下表：,(3)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量80%的_和_分解，从而显示出_和_的颜色。,答案 (1)a.不应用完整叶片，而应去掉叶柄后剪碎 b不应连续迅速重复画线，而应待干燥后重复画线 c不应摇晃以免层析液没及滤液细线,(2) (3)叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素,能力培养技能过关,方 法 体 验,一、光合作用条件骤变对各物质量的变化的分 析方法,当外界因素中光照强度、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP及(CH2O)生成量，如上图进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们关系归纳如下：,跟踪练习 1如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是,A曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高 B曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高 C在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合效率 D曲线中c点产生的限制因素可能是叶绿体中酶的数量,解析 主要考查了影响光合作用的因素。在CO2浓度为1%的曲线上，从a点到b点即增加光照强度，光反应加快，产生的ATP、H增多，使得暗反应也加快，故C3含量降低。在光照强度相同时，d点的CO2浓度比b点要低，会影响到CO2的固定，故C5含量增加。从图中可以看出，c点时光合作用速率达到最高(不再增高)，叶绿体中酶的数量是限制因素之一。 答案 A,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： (1)光合作用产氧量氧气释放量细胞呼吸耗氧量 (2)光合作用固定CO2量CO2吸收量细胞呼吸释放CO2量 (3)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,二、光合速率与呼吸速率的计算方法,跟踪练习 2(2013济南一模)将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：,下列对该表数据分析正确的是 A不停地光照，温度在35时该植物不能生长 B不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 C每天交替进行12小时光照、12小时黑暗、温度均保持20，该植物积累的有机物最多 D每天交替进行12小时光照、12小时黑暗、温度在30时该植物积累的有机物是10时的2倍,解析 植物生长速度与其有机物积累速度有关，植物光照下吸收的CO2代表其净光合强度，故昼夜不停地光照，在35时该植物可以生长。昼夜不停地光照，在25时该植物生长相对最快。每天光照12小时，20时该植物积累的有机物最多；每天光照12小时，30时积累的有机物是10时的0.5倍。 答案 C,【例1】 如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法不正确的是,一、对不同状况下，植物气体代谢的特点模糊,易 错 警 示,注：不考虑无氧呼吸,A影响m3大小的外界因素有光照强度和温度等 B甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有m1n10，m2n20 C甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，限制因素主要是光反应 D甲图中c点时，乙图中有m1n1m4n4,【解析】 乙图中m1m4分别表示线粒体释放、细胞释放、细胞吸收、叶绿体吸收的CO2量，n1n4分别表示线粒体吸收、细胞吸收、细胞释放、叶绿体释放的O2量。A项正确，甲图中的纵坐标数值是整个细胞吸收的CO2量，即为乙图中的m3。B项错误，如在e点时，叶绿体产生的O2足够线粒体呼吸消耗，n20。C项正确，甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，即达到光饱和，其主要原因是叶绿体中的色素有限，来不及吸收和利用太多的光能。D项正确，甲图中c点时，光合作用速率等于细胞呼吸速率，故有m1n1m4n4。 【答案】 B,纠错笔记 (1)黑暗状况时：植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。此状态下，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外。 (2)较弱光照时：植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率小于或等于细胞呼吸速率。 光合作用速率小于细胞呼吸速率时，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外。,光合作用速率等于细胞呼吸速率时，植物光合作用产生的O2用于细胞呼吸，细胞呼吸产生的CO2用于光合作用，植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放。 (3)较强光照时：植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且光合作用强度大于细胞呼吸强度。此状态下，植物光合作用产生的氧气除用于植物的有氧呼吸消耗之外，其余的氧气释放到周围的环境中。 植物光合作用所利用的CO2除来自植物自身细胞呼吸外，不足的部分从外界吸收。,【例2】 在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如图，请回答问题：,二、对影响光合作用的因素分析不到位,(1)9h10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是_；10h时不再产生ATP的细胞器是_；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即_停止ATP的合成，_成为ATP合成的惟一场所。 (2)若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测光合速率会出现的变化及其原因。,【常见错误】 【答案】 (1)光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质 (2)光合速率下降，相关酶的活性因降温而下降。,纠错笔记 错填的原因主要是：,1(2012海南)关于叶绿体色素的叙述，错误的是 A叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光 B绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能,随 堂 巩 固,达标训练技能过关,解析 本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素，提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结构被破坏，导致完整的光合作用不能进行。 答案 D,2对叶绿体进行成分分析时，发现某部位的磷酸含量较多。该部位最可能是叶绿体的 A外膜 B内膜 C基粒 D基质 答案 D,3.(2012山东)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如右图所示。下列说法正确的是,A甲植株在a点开始进行光合作用 B乙植株在e点有机物积累量最多 C曲线bc段和de段下降的原因相同 D两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭,解析 由图可知，a点是光合速率和呼吸速率相等的点，在a点之前就进行光合作用，A项错误；CO2的吸收速率(净光合速率)大于零，说明植物在积累有机物，6时18时，植物一直在积累有机物，所以有机物积累量最多是在18时，B项错误；bc段的变化是由于温度高，蒸腾作用旺盛，植物为了减少水分的散失而关闭气孔，致使植物吸收CO2量减少，de段的变化由光照强度减弱引起，C项错误；在bd段，甲植株没有出现CO2吸收速率下降，有可能是某种原因导致其叶片的气孔