《高考中图版生物大一轮复习（课件）：必修1 第三单元 细胞的新陈代谢光能的捕获与利用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考中图版生物大一轮复习（课件）：必修1 第三单元 细胞的新陈代谢光能的捕获与利用（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节 光能的捕获和利用,【考纲考情】,【知识梳理】 一、光合作用的早期研究 请将科学家和其相关实验的结论连起来：,二、叶绿体的结构和捕获光能的色素 1.叶绿体： (1)结构示意图：,叶绿体膜,暗反应,色素,光反应,(2)功能：进行_的场所。 (3)功能的验证实验。 恩吉尔曼的实验。 好氧细菌只集中分布于_被光束照射的部位。,光合作用,叶绿体,2.色素的种类和功能：,类胡萝,卜素,叶绿素a,叶绿素b,蓝紫,光和红光,中下层,最下层,黄,橙黄,蓝紫光,中上层,最上层,三、光合作用过程 1.光反应与暗反应：,叶绿体类囊体膜,NADPH+O2,ATP,叶绿体基质,(CH2O)+C5,ADP+Pi,2
2、.总反应式：CO2+H2O (CH2O)+O2。,四、影响光合作用的因素 1._的浓度。 2.土壤中的_和_。 3.光照的_。 4.温度。 5.叶龄等。,二氧化碳,水分,无机盐,强度,【小题快练】 1.易错判断： (1)(2014海南高考T6D)生长在植株上的黄绿色叶片在光反应中不 会产生ATP。( ) 【分析】黄绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，在光反应 中也会产生ATP。 (2)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。( ) 【分析】叶绿体基粒的类囊体膜上和叶绿体基质中分布着光合作用需 要的酶，而色素只分布于叶绿体基粒的类囊体膜上。,(3)(2013海南高考T2D)光合作用
3、光反应阶段产生的H可在叶绿体 基质中作为还原剂。( ) 【分析】光反应阶段产生的H，用于暗反应中C3的还原。 (4)(2011浙江高考T1A)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生。( ) 【分析】O2是在叶绿体类囊体膜上产生的，破坏叶绿体外膜后，没有 完全破坏叶绿体结构。 (5)(2012北京高考T1B)细胞中不能合成ATP的部位是叶绿体中进行 光反应的膜结构。( ) 【分析】绿色植物光合作用的光反应阶段在叶绿体类囊体膜上将光能 转化为贮存在ATP中的活跃化学能。,(6)光合作用过程中光反应是暗反应进行的前提。( ) 【分析】光反应为暗反应提供ATP和NADPH，是暗反应进行的前提。 (7)无色透明
4、塑料大棚比绿色塑料大棚光合作用效率高。( ) 【分析】无色透明塑料大棚各色光均能透过，绿色大棚主要透过绿色 光，其他光被吸收，所以用无色透明大棚的光合作用效率高。,2.在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是( ) 叶绿体基质 类囊体膜 线粒体基质 线粒体内膜 A. B. C. D. 【解析】选A。在叶肉细胞中，CO2的固定发生在光合作用的暗反应阶 段，在叶绿体基质中完成；CO2是有氧呼吸第二阶段产生的，其场所 是线粒体基质。,3.右下图为叶绿体的亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述不正确的是( ) A.和均为选择透过性膜 B.上分布有与光反应有关的色素和酶 C.在上形成的产物H和ATP
5、进入中，为暗反应提供物质和能量 D.中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中,【解析】选D。和表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选 择透过性。为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶。光反应的 产物H和ATP进入叶绿体基质中，为暗反应提供还原剂H和能 源物质ATP。ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学 能，而非直接将ATP转移到有机物中。,4.生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未 随之增加，主要限制因素是( ) A.细胞呼吸和暗反应 B.光反应 C.暗反应 D.细胞呼吸 【解析】选B。弱光条件下光反应产生的ATP、H较少，还原的C3也 少，有机物的产量低。
6、增加二氧化碳浓度，光反应的产物并未随之 增加，所以光合速率未发生改变。,5.在光合作用中，不需要酶参与的过程是( ) A.CO2的固定 B.叶绿素吸收光能 C.三碳化合物的还原 D.ATP的形成 【解析】选B。叶绿素吸收光能的过程中，光能转化成电能并不是化 学变化，也不需要酶的催化作用。,【速记卡片】 1.光合作用的两类色素： (1)叶绿素：包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，吸收蓝紫光 和红光。 (2)类胡萝卜素：包括叶黄素(黄色)和胡萝卜素(橙黄色)，吸收蓝紫 光。 2.光合作用的两个场所： (1)光反应：叶绿体类囊体膜。 (2)暗反应：叶绿体基质。 3.光合作用过程中的三种能量变
7、化： 光能活跃的化学能(ATP)稳定的化学能(糖类),4.光合作用两个过程中的物质变化： (1)光反应。 水的光解：2H2O 4H+O2 ATP形成：ADP+Pi+能量 ATP (2)暗反应。 CO2的固定：CO2+C5 2C3 C3的还原：2C3 5.提高光合作用强度的三种措施： (1)提高光照强度。 (2)控制温度。 (3)适当增加环境中的CO2浓度。,考点一 光合作用的过程 1.光反应与暗反应的比较：,(1)区别：,(2)联系：光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供 ADP和Pi，如图：,2.三种基本元素在光合作用过程中的去向：,3.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含
8、量变化的影响： 当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、NADPH、ATP的含量变化可以 采用下图分析：,分析：,【高考警示】(1)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ATP只能来自细胞呼吸。 (2)CO2中的C先进入C3，然后进入(CH2O)。 (3)环境骤变后短时间内物质相对含量变化中C3和C5的变化是相反 的，NADPH和ATP含量变化是一致的。,【考题回访】 1.(2015德州模拟)如图表示叶绿体结构与功能示意图。下列说法错 误的是( ),A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B.供给14CO2，放射性出现的顺序为C3甲 C
9、.结构A释放的O2可进入线粒体中 D.结构A释放的O2可能来自CO2,【解题指南】解答本题的关键： (1)理解光反应的场所是叶绿体基粒，产物O2的去向：细胞外和线粒 体内。 (2)明确碳元素在光合作用中的转移途径：CO2C3(CH2O)。,【解析】选D。光合作用过程中，光能转化为ATP中活跃的化学能的场 所是叶绿体基粒的类囊体膜上；CO2被固定后首先进入C3中，随后进 入有机物中；叶绿体基粒类囊体膜产生的O2全部来自于水的光解，O2 的去向有两个：一是进入线粒体内参与有氧呼吸过程，二是释放到细 胞外。,【延伸探究】B项中若用18O标记的H2O和CO2分别进行光合作用，则放 射性在图中出现的顺序
10、是怎样的？ 提示：,2.(2015青岛模拟)如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培 小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿 体中含量的变化将会是( ) A.a上升、b下降 B.a、b都上升 C.a、b都下降 D.a下降、b上升,【解题指南】解答本题需注意： (1)正确分析图中a、b、c所代表的物质。 (2)会分析c(CO2)变化对光合作用的影响：C3减少，ATP和NADPH的消 耗减少。,【解析】选B。由图解分析，c是CO2，a和b是NADPH、ATP，若在其他 条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱，C3还原减 慢，消耗NADPH和ATP减少，则
11、a、b在叶绿体中含量将会都上升。,【延伸探究】题中小麦在光照突然减弱的情况下，该过程中的物质变 化是怎样的？ 提示：光照突然减弱，ATP、NADPH的含量减少，对C3的还原减少，造 成C3积累，C5减少。,3.(2014海南高考)关于小麦光合作用的叙述，错误的是( ) A.类囊体膜上产生的ATP可用于暗反应 B.夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高 C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH(H)直接还原 D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长,【解析】选B。本题主要考查光合作用过程中的相关知识。A项中，类 囊体膜上产生的ATP用于暗反应，故A项正确。B项中，夏季晴天光照 最强时，小麦叶片的气
12、孔关闭，出现午休现象，导致光合作用的原料 减少，小麦光合速率反而下降，故B项错误。C项中，进入叶绿体的 CO2不能被NADPH(H)直接还原，而是首先与C5结合形成C3，此过程 为CO2的固定，故C项正确。D项中，净光合速率长期为零时，没有光 合产物的积累，会导致幼苗停止生长，故D项正确。,【易错提醒】不能正确理解光合速率和净光合速率与植物生长的关 系，而错选D。植物生长不是取决于光合速率是否大于零，而是取决 于净光合速率是否大于零。 (1)当净光合速率等于或小于零时：植物不能生长。 (2)当净光合速率大于零时：植物能生长。,4.(2014新课标全国卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后， 用
13、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,【解题指南】(1)题干关键词：“正常生长”“用黑布”“将培养瓶 罩上”。 (2)隐含信息：绿藻细胞光合作用过程中突然停止光照，直接影响光 反应阶段。,【解析】选B。本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反应阶 段相关物质的变化。由于用黑布将培养瓶罩住，绿藻细胞光合作用 过程中光反应停止，O2的产生停止，A项正确。C、D项中，光反应停 止，NADPH和ATP的产生停止，而暗反应阶段继续消耗ATP生成ADP， ATP/A
14、DP比值下降；暗反应阶段C3的还原继续消耗NADPH生成NADP+， 使NADPH/NADP+比值下降，C、D正确。暗反应阶段会因为光反应阶段 的停止，供应ATP与NADPH停止，使C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内 积累而导致CO2的固定速度减慢，B项错误。,5.(2015济宁模拟)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 B.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶的参与 C.提高温度一定能促进(CH2O)的生成 D.在无光条件下，有利于暗反应进行,【解析】选B。图示为光合作用的暗反应阶段，进行的场所是叶绿体 基质；C3生成(
15、CH2O)需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通 过NADPH的还原进行；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高 温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢；在无光条件下，暗反应会 因NADPH和ATP的缺乏受到限制。,【加固训练】利用小球藻培养液进行光合作用实验时，发现在其中加 入抑制暗反应的药物后，在同样的光照条件下释放氧气的速率下降， 原因主要是( ) A.叶绿素吸收光能的速率下降 B.NADPH的积累，水的光解减慢 C.ATP合成所需的酶的活性受到抑制 D.暗反应中生成的水减少，使得光反应的原料不足,【解析】选B。光照条件相同，光反应速率基本不变，故叶绿素分子 吸收光能的速率不变，ATP合成酶的活性不变；加入抑制暗反应的药 物后，暗反应减弱，消耗的C3、NADPH、ATP减少，剩余的NADPH、 ATP、C3增多，故NADPH积累，水的光解减慢。,考点二 光合速率的影响因素及应用 1.单因子对光合速率的影响及应用： (1)光照强度。 曲线分析(如图)：,在不同光照强度下呈现出以下四种生理状态：,应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图中虚线所示。 间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培等都 与光补偿点有关。,(2)CO2浓度、含水量和矿质元素：,曲线分析：CO2和水是光合作
