高考生物精品提分必备专题课件 专题五光合作用

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1、专题 细胞的代谢,专题五 光合作用,叶绿体,光反应,暗反应,温,度,光照,知识网络,一、捕获光能的色素和结构,红光,蓝紫光,DNA、RNA、酶,色素和酶,光合作用,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？,光、色素、酶,类囊体膜,ATP中活跃,的化学能,H+O2,ATP,酶,叶绿体基质,三碳化合物,（CH2O）,有机物中稳,定的化学能,(2)联系：光反应为暗反应提供_；暗反应为光反应提供_。,H和ATP,ADP、Pi,二、光合作用的反应式及过程 1反应式：_ 2过程：(1)区别,三、光合作用原理的应用 (1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。 (2

2、)影响光合作用强度的因素包括空气中 的浓度、土壤中 和矿质元素的多少、光的 以及温度的高低等。 4化能合成作用 (1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些 氧化时所释放的能量来制造 的合成作用。 (2)实例：硝化细菌能利用氨氧化成 和 时所释放的化学能，将 和 合成 。,糖类,CO2,CO2,糖类,H2O,亚硝酸,硝酸,无机物,有机物,强弱,水分,问题探究：试分析，影响光合速率的内部因素有哪些？ 提示：(1)与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物，如图1所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，如图2、图3所示。,判断 1不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解

3、度呈正相关。 【答案】 2叶绿体中的色素都能吸收、传递和转换光能 【答案】 3叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，因此红色或蓝紫色大棚膜，棚内光合效率最高。 【解析】 无色大棚膜各色光均能透过，能量最高，光合效率最高。 【答案】 4水是光合作用光反应的底物，也是暗反应的产物。 【解析】 光反应中水的光解反应水为底物；暗反应中，C3化合物的还原过程中有水产生。 【答案】 5在某些植物的移栽过程中，常剪去枝叶，主要目的是降低呼吸强度，减少有机物的消耗。 【解析】 剪去枝叶的主要目的是降低蒸腾强度，减少水分的损失。 【答案】 6炎热的夏季、中午植物光合强度下降，主要影响因素是温度。 【解析】 炎热的夏季

4、、中午气温过高，蒸腾过强，植物叶片产生保护性反应，气孔关闭，CO2摄入减少，光合强度下降。因此，影响光合作用的主要因素不是温度或水，而是CO2浓度。 【答案】 ,考点1叶绿体中的色素(高频考点),【命题示例1】(2011广东卷)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。,注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。,【变式训练】(2011珠海模拟)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位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( ),A.

5、B C D 【解析】 叶绿体中的色素不溶于水，叶绿素不稳定，不加CaCO3叶绿素分解；不加SiO2研磨不充分，色素含量少。故分别为。 【答案】 B,1.色素提取与分离实验的基本技术要求 (1)实验成功的关键 叶片要新鲜、颜色要深绿。 滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。 滤液细线不仅要细、直，而且要含有比较多的色素。 滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。 (2)实验中几种化学物质的作用 无水乙醇：作为提取液，可溶解绿叶中的色素。 层析液：用于分离色素。 二氧化硅：破坏细胞结构，使研磨充分。 碳酸钙：可防止研磨过程中色素被破坏。,【解题技巧】,(3)注意事项 制备定性滤条时，注意双

6、手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。 根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm，高出的部分做直角弯折。 画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。 研磨要迅速、充分。a.因为酒精容易挥发；b.为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。 制备滤条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。,2拓展与归纳 (1)影响叶绿素合成的因素 光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成

7、。低温时，叶绿素分子易被破坏，因而叶子变黄。 矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻。,(2)对叶绿体色素吸收光谱的理解 不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响。 叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 (3)色素吸收光谱的应用不同颜色温室大棚的光合效率 无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高

8、。 叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。 实验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯。,【变式训练】(2010上海生物)下图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图所示结果最有可能来自于( ) A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶 C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶 【解析】 本题考查纸层析法提取叶绿素的材料与实验结果的分析。从两条层析条上分析可知，滤纸条缺少了叶绿素a和叶绿素b的色素带。可能是选择的材料中缺少叶绿素，从4个选项分析，秋冬季的银杏叶由于叶绿素分解，而呈现黄色，所以层析出的色素带最可能出现的情况。 【答案】 D,【变式训练】下列是某实验小组在完成叶绿体

9、中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答： (1)剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入_，使得_。 (2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是_。 (3)若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是_。,(4)实验结束几天后，甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造

10、成的，乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识，设计实验来判断哪个同学的观点正确。 实验过程： 从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片，分别编号为A、B两组。 _。 实验结论： 与B组相比，若A组滤纸条只有上面两条色素带或上面两条色素带较B组的窄，则_的观点是正确的。 _，则_的观点是正确的。,【解析】 (1)在色素的提取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并提取出来。 (2)乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液触及滤液细线。 (3)Mg是合成叶绿素的必需元素，无Mg不能

11、合成叶绿素a和叶绿素b。 (4)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。,【答案】 (1)碳酸钙和无水乙醇 叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来 (2)层析液触及滤液细线 (3)缺Mg植物不能合成叶绿素 (4)实验过程：在相同条件下，进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片色素的组成和含量 实验结论：甲同学 与B组相比，若A组滤纸条上面的两条色素较宽 乙同学,1叶绿素对红光(640680 nm)和蓝紫光(4304

12、70 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，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。,4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(C

13、H2O)中稳定化学能) 四个物质变化：水光解、ATP形成、CO2固定、C3还原。,【知识拓展】,11771年普里斯特利实验,考点2光合作用发现史中的经典实验分析,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 31880年恩格尔曼实验,420世纪30年代鲁宾、卡门实验 实验方法：同位素标记法,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(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

14、互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。 (4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。,【命题示例2】(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

15、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。,【变式训练】(2010珠海一模)1880年美国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图