《高考生物大一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第3讲 能量之源——光与光合作用课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物大一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第3讲 能量之源——光与光合作用课件 新人教版必修1（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三单元生态系统与环境保护第三单元生态系统与环境保护第第3讲能量之源讲能量之源光与光合作用光与光合作用最新考纲1.光合作用的基本过程()2.实验：绿叶中色素的提取和分离3.影响光合作用速率的环境因素()1光合作用探究历程中的2种同位素(1)18O：鲁宾和卡门利用HO和C 18O2证明光合作用释放的氧气来自水。(2)14C：卡尔文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。2光合作用的2个场所(1)光反应：叶绿体类囊体薄膜。(2)暗反应：叶绿体基质。3光合作用过程中的3种能量变化光能活跃的化学能(ATP)稳定的化学能(糖类)5提高光合作用强度的2种措施(1)控制光照强弱和
2、温度的高低。(2)适当增加环境中的CO2浓度。知识点一捕获光能的色素和结构知识点一捕获光能的色素和结构 课前导学课前导学 1下列关于叶绿素的叙述，错误的是()A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【答案】D【解析】Mg是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。 小题通关小题通关 2(2017年河北廊坊质检)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下
3、列关于叶绿体结构和功能的叙述，正确的是()A叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中CCO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D光合作用的产物淀粉是在基质中合成的【答案】D【解析】本题考查叶绿体结构与功能的相关知识，旨在考查考生的理解分析能力，难度较小。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，A错误；H2O的光解发生在类囊体薄膜上，而不是基质中，B错误；CO2的固定发生在叶绿体基质中，C错误；光合作用的产物淀粉是在暗反应阶段产生的，场所是叶绿体基质，D正确。连一连知识点二光合作用的探索历程知识点二光合作用的探索历程 课前导学课前导学 下列关于光合作用探究历程的叙述，
4、不正确的是()A普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2【答案】C【解析】恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所，但不能定量分析光合作用生成的氧气量。 小题通关小题通关 1反应式：_。知识点三光合作用的过程知识点三光合作用的过程 课前导学课前导学 2过程(1)区别光、色素、酶光、色素、酶类囊体薄膜上类囊体薄膜上HO2ATPATP中活跃中活跃的化学能的化学能多种酶多
5、种酶叶绿体基质叶绿体基质C3C5(CH2O)有机物中稳定有机物中稳定的化学能的化学能(2)联系：光反应为暗反应提供_；暗反应为光反应提供_。H和和ATPADP、Pi 光合作用过程的光合作用过程的“一、二、三、四一、二、三、四”光合作用过程的“一、二、三、四”1思考判断：(1)光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂。()(2)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应。()(4)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和
6、C5化合物含量都迅速增加。()(5)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来自细胞呼吸。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5) 小题通关小题通关 2下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是()A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段C是C3，能被氧化为(CH2O)D是ATP，在叶绿体基质中生成【答案】B【解析】根据光合作用图解可知，图中是光合色素，分布在叶绿体类囊体薄膜上；是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段，与有氧呼吸第一、二阶段产生的H结合生成水，释放大量的能量；是C3，在H和ATP的作用下还原为(
7、CH2O)；是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上生成。1光合作用强度知识点四光合作用原理的应用知识点四光合作用原理的应用 课前导学课前导学 糖类糖类消耗消耗生成生成2影响光合作用强度的因素水分水分温度温度CO2浓度浓度 长短、强弱长短、强弱 如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是()ACO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用B适当增加光照强度，a点将左移 小题通关小题通关 CCO2浓度为浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等时，甲、乙总光合作用强度相等D甲、乙光合作用强度随甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强浓度
8、的增大而不断增强【答案【答案】B【解析】图中a点时甲叶片的CO2净吸收速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，说明a点之前就已经进行了光合作用，A错误；适当增加光照强度，光合速率会加快，a点将向左移动，B正确；CO2浓度为b时，甲、乙净光合作用强度相等但呼吸速率不一定相等，所以总光合速率不一定相等，C错误；CO2浓度达到饱和点后，光合作用强度不再增加，D错误。1光反应与暗反应的比较 光合作用的过程光合作用的过程项目项目光反应光反应暗反应暗反应实质实质光能转换为化学能，并放出光能转换为化学能，并放出O2同化同化CO2形成有机物形成有机物(酶促反应酶促反应)时间时间短促，以微秒计短促，以微秒计较缓慢较
9、缓慢条件条件色素、光、酶、水、色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、多种酶、ATP、HH、CO2、C5场所场所叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质叶绿体基质3光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP和O2及(CH2O)含量的影响(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量的变化是一致的。光反应类囊体薄膜上产生的O2进入同一细胞的线粒体内被利用经过了几层生物膜？提示：四层。1(2017年陕西西安调研)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进
10、行光合作用时能量转化的假说。以下哪项科学实验能证明这一假说()A英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验【答案】C光合作用的探究历程的有关实验光合作用的探究历程的有关实验【解析】英格豪斯的实验结论是只有在光下植物才能更新空气，植物体只有绿叶才能更新空气；恩格尔曼的实验是对光合作用条件的证明，并无能量变化；萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉，即光合作用能将光能转化为稳定的化学能；鲁宾和卡门证明了光合作用释放的氧气来自水。(
11、1)普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但已死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。(2)萨克斯实验对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。该实验的关键是要进行饥饿处理，使叶片中的营养物质被消耗掉，以增强实验说服力。(3)恩格尔曼实验将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中O2的影响。设置细光和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。(4)鲁宾和卡门实验应用同位素标记法追踪CO2和H2O中O元素在光合作用
12、中的转移途径。此实验设置了对照，自变量是标记物质H2 18O和C 18O2，因变量是释放的O2有无放射性。2(2017年安徽合肥月考)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()考查绿叶中色素的种类和功能考查绿叶中色素的种类和功能A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少【答案】C【解析】由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400500 nm，A正确；叶绿体中
13、的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和H增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中C3的量减少，C错误；叶绿素吸收420470 nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420470 nm波长的光变少，D正确。3(2017年陕西西安测试)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成
14、C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高【答案】C考查光合作用的过程考查光合作用的过程【解析】ATP为C3的还原提供能量，并将能量转移到(CH2O)等有机物中，CO2的固定不需要能量，A错误；暗反应中，必须经过CO2的固定和C3的还原才能形成有机物，B错误；在暗反应中，一部分C3经过一系列变化形成C5，一部分C3还原成(CH2O)等有机物，C正确；在CO2供应不变的情况下，光照强度由强变弱时，光反应提供的H、ATP减少，导致C3还原过程减弱，但此时CO2的固定仍在进行，故短时间内C3含量上升，C5含量下降，D错误。【答案】B【解析】突然中断CO2供应会导致CO2的固定速率降低，叶绿体中
15、C5含量增加、C3含量减少，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和H含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和H含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和H含量增加，ATP/ADP比值增加，D错误。借助图解突破物质变化分析借助光合作用过程图解，有助于弄清影响光合作用的因素有哪些？是如何影响的？这些问题可以借助简化了的光合作用过程图解来分析：环境条件变化后，短时间内物质量的即时变化分析(把光反应和暗反应比作咬合在一起的齿轮，二者在处联动，故的即时变化一致)：光照增强时加快A
16、TP和H的量增加加快C3消耗量增加、C5生成量增加(即时变化分析至此，速率暂时不变，一小段时间后将加快)。规律：反应速率变化情况分析：光照变化从左端入手，按分析，暂时不变；CO2浓度变化从右端入手，按分析，暂时不变。这是很短时间内的变化，快则均快，慢则均慢；最终四个反应速率的变化保持一致。规律：物质量变化分析：ATP、H和C5量的变化一致，C3量的变化与C5量的变化相反。光照强度变化从ATP、H量的变化切入，CO2浓度变化从C3量的变化切入。例如：光照强度不变，停止CO2供应C3的量减少ATP、H的量增加C5的量增加。1探究单因子对光合作用速率的影响(1)据图解读光照强度对光合作用强度的影响A
17、点：光照强度为0，只进行细胞呼吸。AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)。BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随光照强度增强而增强)。 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度的影响A点：CO2补偿点(表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度)。A点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B点：CO2饱和点(两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度的增加而
18、增加)。(3)据图解读温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10 35 下正常进行光合作用，其中AB段(10 35 )随温度的升高而逐渐加强，B点(35 )以上由于光合酶活性下降，光合速率开始下降，50 左右光合作用停止。2探究多种因子对光合作用的影响P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。3光合作用坐标图中关键点移动分析如图是光照强度对某一植物光合作用强度的影响，适当改变CO2浓度，则会引起关键点的移动：适
19、当提高CO2浓度，呼吸作用不变，光合作用增强，对光合作用有利，A点的光合作用强度等于呼吸作用强度，此点为光的补偿点，要维持两者相等，则不需要那么高的光照强度，故A点左移； B点是光合作用强度达到最大值所需的图图1 最最低低的的光光照照强强度度，此此点点为为光光的的饱饱和和点点，此此时时该该植植物物需需要要更更大大的的光光照照才才能能达达到到饱饱和和，故故B点点右右移移；C点点为为光光合合作作用用最最强强的的点点，同同时时该该植植物物需需要要更更大大的的光光照照强强度度才才能能达达到到饱和，故饱和，故C点右上移；反之，当适当降低点右上移；反之，当适当降低CO2浓度时，则情况相反。浓度时，则情况相
20、反。(1)模型构建通过观察发现在图1中存在着这样的变化：适当提高CO2浓度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低CO2浓度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形变小如图2。若图1所示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度的影响，当改变光照强度时，关键点的移动同上，即适当提高光照强度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低光照强度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形皱缩变小。该规律在此类型题中普遍存在。(2)观点呈现在有关光合作用的坐标图中，若某条件的改变使光合作用
21、强度与呼吸作用强度的差值增大，即条件的改变有利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出膨胀变大的趋势，即A点左移、B点右移和C点右上移，如适当提高CO2浓度、适当提高光照强度。若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值减小，即条件的改变不利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出皱缩变小的趋势，即A点右移、B点左移和C点左下移。如适当降低CO2浓度、适当降低光照强度。【答案】C影响光合作用的单一环境因素影响光合作用的单一环境因素【解析】图中BC段固定CO2酶活性越强，固定的CO2越多，光合速率越大，A正确；CO2含量在Os时，随着CO2浓度的升高，植物光合速率逐渐增大，所以温
22、室效应能有效提高植物光合速率，B正确；当CO2浓度低于b时植物能进行光合作用，但其强度小于呼吸作用，C错误；当CO2浓度高于s时，CO2达到饱和状态，此时H和ATP不能满足暗反应的需要，Pm值主要受光反应速率的限制，D正确。2下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是()多因子变量对光合作用的影响多因子变量对光合作用的影响A图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移B图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移C图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多D图4中，当温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少【答案】D【解析】图4中“光照下CO2的
23、吸收量”为植物净光合量(植物有机物积累量)，“黑暗中CO2的释放量”为植物呼吸量，因此当温度高于25 时，植物的净光合速率开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物总光合量)开始减少。关于环境因素影响光合速率的两点提醒(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量均比参与光反应的多。(2)CO2浓度对光合作用的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，使有机物堆积，进而影响光合作用。实验：绿叶中色素的提取和分离实验：绿叶中色素的提取和分离 实验理论实验理论 1绿
24、叶中色素的提取和分离的实验操作分析方法透析方法透析2.绿叶中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：滤液细线不直；滤液细线过粗。(3)滤纸条看不见色素带：忘记画滤液细线；滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置。应将滤液滴在a处还是b处？实验结果应会出现四个不同颜色的同心圆，最外层
25、应是什么颜色？提示：a处。橙黄色。1(2017年河北三市联考)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，正确的是()A叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液B过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口C分离色素时应将滤液细线置于层析液中D选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同【答案】B 诊断小练诊断小练 【解析】提取叶绿素使用无水乙醇，层析液用于分离色素；过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止挥发性强的无水乙醇挥发；分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中；不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在
26、滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同。2某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；将预先准备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；为增强实验效果，将滤液细线画粗些；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是()A BC D【答案】D【解析】提取绿叶中的色素时，在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL无水乙醇，进行迅速、充分地研磨；制备滤纸条时，应将预先准备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，而不能用钢笔；画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，随后盖上培养皿盖，为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析液。
