高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第4節(jié) 能量之源-光與光合作用課件 新人教版必修1.ppt

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細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,第5章,第4節(jié)能量之源——光與光合作用,紅光和藍(lán)紫光,藍(lán)紫光,暗反應(yīng)所需的酶,色素和光反應(yīng)所需的酶,葉綠體是光合作用的場所,二、光合作用的過程及意義1．反應(yīng)式：⑥__________________________________。2．過程二者聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供?___________；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供?__________。,光、色素、酶,類囊體薄膜,[H]＋O2,ATP,ATP中活躍的化學(xué)能,酶,葉綠體基質(zhì),C3,(CH2O),有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,[H]和ATP,ADP、Pi,光合作用探究歷程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),在光合作用的發(fā)現(xiàn)中，大多數(shù)科學(xué)家利用了對照實(shí)驗(yàn)，使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué)、準(zhǔn)確。①薩克斯：自身對照，自變量為光照(一半曝光與另一半遮光)，因變量為顏色變化。②恩格爾曼：自身對照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧菌的分布。③魯賓和卡門：相互對照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2)，因變量為O2的放射性。④普利斯特利：缺少對照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說服力不強(qiáng)。,(雙選)德國科學(xué)家薩克斯先將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)進(jìn)行“饑餓”處理(消耗葉片中的淀粉)后，再把該葉片的一半遮光，另一半曝光。一段時(shí)間后，將該葉片用碘蒸氣處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán)，曝光部分變藍(lán)。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是()A．本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對照組B．有無光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因C．實(shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無淀粉狀態(tài)D．實(shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉,解析該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對照，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)只能證明有淀粉的生成，但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC,(雙選)將某植物(其葉片如下圖圖甲所示)放在黑暗中兩天后，根據(jù)圖乙所示，處理其中一塊葉片。然后將整株植物置于陽光下4小時(shí)，取該葉片用酒精脫色處理后，滴加碘液顯色，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是(),,A．該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示出X為藍(lán)色，Y為棕黃色B．W和X兩部分對照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要葉綠素C．X和Y兩部分對照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要水D．Y和木塞夾著的部分對照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要光【答案】AB【解析】X有色素、光、CO2，可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉；Y有色素、光、無CO2，不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉；X與Y相對照說明光合作用需要CO2。,1．光合作用過程的圖解,光合作用的過程,,2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較,①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì)：[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)也提供兩種物質(zhì)：ADP和Pi，注意產(chǎn)生位置和移動(dòng)方向。②光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動(dòng)。③沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，所以晚上植物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成，生命活動(dòng)也就不能持續(xù)進(jìn)行。,下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是()A．結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B．供給14CO2放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2→C3→甲C．結(jié)構(gòu)A釋放的O2可進(jìn)入線粒體中D．如果突然停止CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)增加,,解析結(jié)構(gòu)A是基粒類囊體，是光反應(yīng)發(fā)生的場所，B是葉綠體基質(zhì)，是暗反應(yīng)發(fā)生的場所。B項(xiàng)，供給14CO2，先由C5固定成C3，再還原成甲，途徑為CO2→C3→甲；C項(xiàng)，結(jié)構(gòu)A釋放的O2先自由擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，再進(jìn)入線粒體中；D項(xiàng)，在光合作用中CO2首先和C5結(jié)合生成C3，如果突然停止CO2的供應(yīng)，則C3的生成量減少，而其消耗量不變，因此C3含量減少；而C5由于無法與CO2結(jié)合，其消耗量減少，而其生成量基本不變，因此C5短期內(nèi)會(huì)增加。答案D,(2015屆煙臺(tái)統(tǒng)考)下圖為光合作用過程示意圖，在適宜條件下栽培小麥，如果突然將c降低至極低水平(其他條件不變)，則a、b在葉綠體中含量的變化將會(huì)是()A．a(chǎn)上升、b下降B．a(chǎn)、b都上升C．a(chǎn)、b都下降D．a(chǎn)下降、b上升,,【答案】B【解析】a、b分別是[H]和ATP，c是CO2，如果突然將c降低至極低水平，形成的C3減少，需要的a、b減少，而a、b的生成量不變，則a、b在葉綠體中的含量都上升。,影響光合作用速率的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用,(2)同一葉片的不同生長發(fā)育時(shí)期：①曲線分析：隨幼葉發(fā)育為成熟葉片，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。②應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，都是根據(jù)其原理，可降低其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。,,2．單因子變量對光合作用的影響(外界因素)(1)光照強(qiáng)度：,,①曲線分析：,②應(yīng)用：a．延長光照時(shí)間；b．增加光合作用面積，如合理密植；c．陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽生植物低，如圖中虛線所示。間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。(2)光質(zhì)：①由于色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光多，吸收綠光最少，故單色光中，紅光下光合速率最高，藍(lán)紫光次之，綠光最差，不同波長的光對光合作用的影響是不同的。,②應(yīng)用：a．溫室大棚使用無色透明的玻璃(或薄膜)；b．若要降低光合作用，則使用有色(如藍(lán)色或綠色)玻璃(或薄膜)。(3)CO2濃度：,,①曲線分析：a．曲線表示在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合速率不再增加。b．A點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)。c．B點(diǎn)表示CO2飽和點(diǎn)。限制B點(diǎn)的因素是酶的數(shù)量和酶最大活性及光照強(qiáng)度等環(huán)境因素。②應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合作用速率。,(4)溫度①溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率，如下圖：,,②溫度對凈光合速率的影響低溫會(huì)影響光合酶的活性，植物凈光合速率較低；較高溫度使呼吸作用加強(qiáng)，凈光合速率下降。,,③應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度，也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物的積累。(5)水分的供應(yīng)①影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。②應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。,(6)必需元素的供應(yīng)①曲線分析(如下圖)：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。②應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。,,3．多因子變量對光合作用速率影響的分析①曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。,,②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時(shí)，要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度可以提高光合速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。,下圖分別表示兩個(gè)自變量對光合速率的影響情況，除各圖中所示因素外，其他因素均控制在最適范圍內(nèi)。下列分析錯(cuò)誤的是(),,A．甲圖中a點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量B．乙圖中d點(diǎn)與c點(diǎn)相比，相同時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的生成量較多C．圖中M、N點(diǎn)的限制因素均是光照強(qiáng)度，P點(diǎn)的限制因素是溫度D．丙圖中，隨著溫度的升高，曲線走勢將穩(wěn)定不變解析甲圖有兩個(gè)變量：光照強(qiáng)度和CO2濃度，a點(diǎn)后隨光照強(qiáng)度和CO2濃度的升高光合速率基本不變，說明a點(diǎn)的限制因素不是光照強(qiáng)度和CO2濃度，可能是葉綠體中酶的數(shù)量；M點(diǎn)前后，光合速率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，則其限制因素是光照強(qiáng)度。,乙圖有光照強(qiáng)度和溫度兩個(gè)變量；其中d點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度較c點(diǎn)強(qiáng)，光反應(yīng)生成的ATP和[H]較多，促進(jìn)C3的還原，使C5生成量增多，因此C5與CO2結(jié)合生成C3的量也會(huì)增多；N點(diǎn)前后光合速率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，其限制因素是光照強(qiáng)度。丙圖有光照強(qiáng)度和溫度兩個(gè)變量，每條曲線的后面都會(huì)隨著溫度的進(jìn)一步升高，曲線走勢將下降。P點(diǎn)前后光合速率隨溫度的變化而變化，其限制因素是溫度。答案D,(2015屆汕頭金山中學(xué)期中)下圖是對某植物進(jìn)行光合作用研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖中a、b、c代表溫度，且a>b>c；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表CO2濃度，且Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ。請回答：,,(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究______________________________等因素對光合作用速率的影響。(2)a、b、c中，一定超過了最適溫度的是________；Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ中，最接近最適CO2濃度的是__________。(3)上圖中，曲線反映了該植物的__________(填“真”或“凈”)光合作用強(qiáng)度。判斷的理由是__________________。如果要判斷在CO2濃度為Ⅱ、光照強(qiáng)度為P、溫度為a的條件下，該植物白天是否能夠生長，還需要獲得怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？____________________________________________________。,(4)如果要探究在溫度為b時(shí)，該植物光合作用所需的適宜CO2濃度，還需要保持_______________________相同且適宜，并在適當(dāng)范圍內(nèi)設(shè)置_____________________進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！敬鸢浮?1)光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度(2)aⅠ(3)真光照強(qiáng)度為0時(shí)，植物的光合作用強(qiáng)度也為0(如果是凈光合作用，則當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，光合作用強(qiáng)度應(yīng)為負(fù)值；其他合理表述也可)溫度為a時(shí)該植物的呼吸作用強(qiáng)度(4)(光照強(qiáng)度等)無關(guān)變量CO2濃度梯度,1．區(qū)別,光合作用與呼吸作用的比較,3．光合速率與呼吸速率(1)呼吸速率的測定方法：植物置于黑暗環(huán)境中，測定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量。(2)凈光合速率和真正光合速率：①凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示。②真正光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示。,(3)光合速率與呼吸速率的關(guān)系：①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。②綠色組織在有光條件下光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。,,(4)表觀(凈)光合速率的測定方法(如下圖)：,,①條件：整個(gè)裝置必須置于光下。②NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。③植物光合速率的測定指標(biāo)：植物通過光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移。單位時(shí)間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率。,(2015屆平頂山聯(lián)考)下圖表示某高等植物光合作用與呼吸作用過程中物質(zhì)變化的關(guān)系，下列說法正確的是(),,A．2過程消耗的ATP來自1、3、4、5過程產(chǎn)生的ATPB．1、2過程發(fā)生在葉綠體中，3、4、5過程在線粒體中進(jìn)行C．1過程產(chǎn)生的NADPH參與2過程，3和4過程產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合產(chǎn)生水D．高等植物的所有細(xì)胞都能進(jìn)行1、2、3、4,5過程,解析圖中的1、2、3、4、5過程分別是光反應(yīng)、暗反應(yīng)、有氧呼吸第一階段、有氧呼吸第二階段、有氧呼吸第三階段。2過程消耗的ATP來自1(光反應(yīng))過程產(chǎn)生的ATP，有氧呼吸產(chǎn)生的ATP用于其他生命活動(dòng)；有氧呼吸的場所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，而3則在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；高等植物的細(xì)胞中，只有含葉綠體和線粒體的細(xì)胞才可以進(jìn)行1、2、3、4、5過程。答案C,(2014梅州模擬)如圖表示某種植物的葉肉細(xì)胞中的甲、乙兩種細(xì)胞器及在這兩種細(xì)胞器中所進(jìn)行的生理活動(dòng)之間的關(guān)系。下列說法正確的是()A．甲產(chǎn)生的ATP可以被乙利用，乙產(chǎn)生的ATP也可以被甲利用B．該葉肉細(xì)胞光合速率大于呼吸速率C．乙產(chǎn)生的CO2被甲利用至少要經(jīng)過8層磷脂雙分子層D．改變光照強(qiáng)度一定會(huì)改變甲細(xì)胞器中生理活動(dòng)的強(qiáng)度,,【答案】B【解析】從題圖來看，甲是葉綠體，乙是線粒體，甲產(chǎn)生的ATP只能用于光合作用暗反應(yīng)階段，乙產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用，A錯(cuò)誤。從圖中可以看出，葉綠體產(chǎn)生的O2除供給線粒體外，還向細(xì)胞外釋放，說明光合速率大于呼吸速率，B正確。線粒體中產(chǎn)生的CO2被同一細(xì)胞中的葉綠體利用，至少要通過4層磷脂雙分子層，C錯(cuò)誤。當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到飽和點(diǎn)后，再增大光照強(qiáng)度，其他條件不變，則光合作用強(qiáng)度不變，D錯(cuò)誤。,注：當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到某一點(diǎn)后，再增大光照強(qiáng)度，光合強(qiáng)度不增加，這一點(diǎn)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。A．11B．2C．9D．20解析黑暗條件下CO2釋放量表示呼吸速率，A、B植物的呼吸速率分別為6mg/(100cm2葉h)、15mg/(100cm2葉h)。在光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，A植物的真正光合速率＝20＋6＝26[mg/(100cm2葉h)]，B植物的真正光合速率為15[mg/(100cm2葉h)]。因此，當(dāng)光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，A植物與B植物固定的CO2量的差值為11。答案A,糾錯(cuò)1．表觀(凈)光合作用速率與真正光合作用速率的表示方法(1)凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示。(2)真正光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示。,2．表觀光合作用速率與真正光合作用速率的關(guān)系(1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。(2)綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。,,A．丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場所是線粒體內(nèi)膜B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1mgC．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D．在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約為1.8mg,【答案】BD【解析】丙瓶不透光，生物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生[H]的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，A錯(cuò)誤。甲瓶與丙瓶氧氣量的差表示丙瓶細(xì)胞呼吸耗氧的量，B正確。丙瓶不透光，一晝夜的時(shí)間內(nèi)水樣中生物均在進(jìn)行呼吸作用，乙瓶透光，有光照時(shí)水樣中生物會(huì)進(jìn)行光合作用，消耗部分呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，因此一晝夜后，乙瓶水樣pH比丙瓶的高，C錯(cuò)誤。乙、丙瓶取自同一處，生物的種類和數(shù)量基本相同，細(xì)胞呼吸速率相同，乙瓶一晝夜的凈光合量用氧氣表示為0.7mg，細(xì)胞呼吸的量用氧氣表示為1.1mg，所以一晝夜乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量為1.8mg，D正確。,實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離1．實(shí)驗(yàn)原理(1)各種色素能溶解在有機(jī)溶劑中，如無水乙醇(或丙酮)。(2)各種色素在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度也不同，從而使各種色素相互分離。,2．實(shí)驗(yàn)程序,,解析圖中色素自上而下分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，且色素含量的多少依次為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素；圖④為正常葉片，圖①只是葉綠素含量少，是因?yàn)闆]加入CaCO3，葉綠素被破壞；圖②無色素帶，可能是沒加丙酮，色素?zé)o法溶解；圖③各種色素的含量都有所減少，原因是沒加SiO2，葉片研磨不充分。答案B,【答案】D【解析】色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，SiO2可使菠菜葉研磨充分，CaCO3可防止葉綠素受到破壞，未加入SiO2或CaCO3時(shí)，會(huì)發(fā)生甲、乙圖示的現(xiàn)象；丙圖中色素含量基本為零，可能是誤用蒸餾水做提取液和層析液的結(jié)果，C正確。丁圖顯示含量最高的是葉黃素，實(shí)際上正常綠色葉片中葉綠素a和葉綠素b多，D錯(cuò)誤。,