《【备考2014】高考生物一轮复习 第3讲 能量之源学案 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【备考2014】高考生物一轮复习 第3讲 能量之源学案 新人教版必修1（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 3 3 讲讲 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用知识点一 捕获光能的色素和叶绿体结构议一议：(1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？ (2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？ 知识点二 光合作用的探索历程连线知识点三 光合作用的过程及意义2总反应式：CO2H2O（原料） 光能（动力）叶绿体（场所）（CH2O）O2 （产物）过程 光反应条件： 场所：叶绿体类囊体薄膜上物质 变化水的光解：H2O光2H12O2ATP的形成：ADPPi酶光能ATP)能量变化：光能 中活跃的化学能)暗反应条件： 场所：叶绿体基质物质变化CO2的固定：C
2、O2C5酶 2C3 C3的还原：2C3（CH2O）C5H2O) 能量变化： 中活跃的化学能（CH2O）中稳定的化学能)Error!想一想：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？叶绿体的结构与功能1叶绿素对红光(640680 nm)和蓝紫光(430470 nm)的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大， 对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量少。 2叶绿体类囊体膜上分布着光合色素及光反应的酶系统(光反应场所)；叶绿体基质中含有大量与暗反应 相关的酶(暗反应场所)。 3叶片呈绿色的原因：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收绿光被反射回来。秋天叶 片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类
3、胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。闪记：色素的功能：转换光能的色素只有少数处于特殊状态的叶绿素 a，吸收、传递光能，四种色素都3可以。 光合作用过程一、二、三、四 一个场所(叶绿体) 两个阶段(光反应、暗反应) 三种能量(光能ATP 中活跃化学能(CH2O)中稳定化学能) 四个物质变化：水光解、ATP 形成、CO2固定、C3还原。 学习笔记：自我校对： 红光和蓝紫光 蓝紫光 暗反应所需的酶 色素和光反应所需的酶 叶绿体是光合作用的场 所 连一连：Ab Ca Ee Dc Bd 光、色素、酶、 ADP、Pi、NADP ATP 酶、H(NADPH)、ATP ATP 议一议：(1)不同波长的
4、光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。 (2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。 想一想：光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量(如 释放多少氧，消耗多少 CO2)。 它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人们测得的 CO2吸收量是植物从外界环境 吸收的 CO2总量，叫表观光合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的 CO2 的量加上呼吸作用释放的 CO2的量，即植物实际同化的 CO2的量。表观光合速率小于真正光合速率。,光合作用发现史中的经典实验分析11771
5、年普里斯特利实验Error!植物更新空气 缺点：缺乏对照组(记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其纠正) 21864 年萨克斯实验 提前暗处理消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰Error!31880 年恩格尔曼实验Error!黑暗、无空气显微镜观察极细光束照射叶绿体好氧细菌集中在照光处 完全曝光好氧细菌集中在带状叶绿体处)实验组：极细光束照射处的叶绿体 对照组：黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体 420 世纪 30 年代鲁宾、卡门实验 实验方法：同位素标记法4提醒 在光合作用的发现中，大多数科学家们利用了对照实验，使结果和结论更科学、准确。 (1)萨克斯：自身对照，自变量为光照
6、(一半曝光与另一半遮光)，因变量为颜色变化。 (2)恩格尔曼：自身对照，自变量为光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧菌的分布。(3)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO 与 C18O2)，因变量为 O2的放射性。18 2(4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。本考点单独命题概率低，往往是借鉴经典实验的方法手段在综合题或探究题中体现。 【典例 1】(2012南昌市一模)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶 片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘 液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝
7、光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )。 本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因 实验初始时遮光和曝 光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将 CO2转变成了淀粉 A全部 B只有 C只有 D只有 解析 该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，错误。该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明 叶绿体利用光照将 CO2转变成了淀粉，错误。 答案 D 【思考与评价】 恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？ 提示 主要表现在以下四个方面： 选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状地分布在细 胞中，便于观察、分析研究。 将临时装
8、片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。 选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。 进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,光合作用过程分析 Error!1识图领悟光合作用过程结合上图，列表分析如下： 光反应与暗反应的比较5过 程光反应暗反应图 解条 件必须在光下有光、无光都可以场 所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质 转化水光解2H2O4HO2光ATP 的合成ADPPiATP酶能量能量 转化光能电能活跃化学能，并储 存在 ATP 中ATP 中活跃的化学能(CH2O)中稳 定的化学能关
9、 系光反应为暗反应提供H和 ATP ；暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi； 没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成2.动态分析：光照与 CO2浓度变化对植物细胞内 C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影响 当外界因素中光照强弱、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 C6H12O6生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：(1)光照强弱 CO2供应不变)光反应减弱H减少 ATP减少)暗反应Error!C3还原减弱 CO2固定仍正常进行)C3含量上升 C5含量下降)即：停止光照(强弱)时，H，ATP，C3
10、，C5，(CH2O)。 (2)同理：突然增强光照时，H，ATP，C3，C5，(CH2O)。(3)光照不变 减少CO2供应)暗反应CO2固定减弱 C3还原仍正常进行)Error!C3含量下降 C5含量上升)H相对增加 ATP相对增加)即：停止(减少)CO2供应时，C3，C5，H，ATP，(CH2O)。 (4)同理：突然增加 CO2供应时，C3，C5，H，ATP，(CH2O)。 本考点历年是高考命题的重要内容，试题侧重考查考生对光合作用过程图解的理解与分析，如 光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种环境因素突然发生变化的情 况下，细胞中 C3和 C5的含量变化情况等。
11、【典例 2】(2011新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在 CO2浓度为 1%环境中的某植物迅速转 移到 CO2浓度为 0.003%的环境中，其叶片暗反应中 C3和 C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问 题。6(1)图中物质 A 是_(C3化合物、C5化合物)。 (2)在 CO2浓度为 1%的环境中，物质 B 的浓度比 A 的低，原因是_；将 CO2浓度从 1%迅速 降低到 0.003%后，物质 B 浓度升高的原因是_。 (3)若使该植物继续处于 CO2浓度为 0.003%的环境中，暗反应中 C3和 C5化合物浓度达到稳定时，物质 A 的浓度将比 B 的_(低、高)。 (4)CO
12、2浓度为 0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比 CO2浓度为 1%时的_(高、低)， 其原因是_。 解析 本题考查光合作用过程及同学们从曲线中获取有效信息的能力。当环境中二氧化碳浓度降低时， C5(物质 B)和 CO2结合生成 C3(物质 A)的速率减慢，而 C3(物质 A)的还原生成 C5(物质 B)不受影响，C5(物 质 B)的含量升高，C3(物质 A)的含量降低。当达到新的平衡后，由于一分子的 C5(物质 B)和 CO2结合可以 生成两分子的 C3(物质 A)，最终物质 A 的浓度比物质 B 高。 答案 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定。根据暗反应
13、特点，此时 C3化合物的分子数 是 C5化合物的 2 倍 当环境中 CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致 C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应强度减弱，所需要 ATP 和H少 【训练 1】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。据图回答下列问题。图 1 图 2 (1)图 1 中 A 表示的物质是_，它由_产生，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
14、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： _。 答案 (1)H 水在光下分解 用于 C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O) (3)C3 CO2与 C5结合形成 C3继 续进行，而 C3不能被还原 (4)C5 C5与 CO2结合形成 C3量不变，而 C3不能被还原为 C5,影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 Error!温馨提示：以下内容为难点，但高考时又为出题热点，望耐心复习，真正掌握。 一、内部因素对光合作用速率的影响 1同一植物的不同生长发育阶段7曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。 应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使 植物茁壮成长。 2同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大； 老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。 应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其 细胞呼吸消耗的有机物。 二、单因子变量对光合作
