浙江专版2019版高考生物一轮复习第二单元细胞代谢第8讲光合作用Ⅰ课件.pdf
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1、第8讲 光合作用() 第二单元 细胞的代谢 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.光合作用的概念、 阶段、场所和产物 bb 3.光反应和碳反应 的过程 bb 2.色素的种类、颜 色和吸收光谱 aa 4.活动:光合色素 的提取与分离 bb 考点一 光合色素、叶绿体的结构 考点三 活动:光合色素的提取与分离 考点二 光合作用的概念及其过程 模拟演练 课时训练 内容索引 光合色素、叶绿体的结构 考点一 1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 知识梳理 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 由图可以看出:(1)叶绿体中的色素只吸收 ,而对红外光和紫外 光等不吸收。 (2)叶绿
2、素对 的吸收量大,类胡萝卜素对 的吸收 量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。 可见光 红光和蓝紫光蓝紫光 2.叶绿体的结构与功能叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 外表:_ 内部 基质:含有与 有关的酶 :由类囊体堆叠而成,分布有色素和与光反应 有关的酶 (2)结构 双层膜 碳反应 基粒 决定 (3)功能:进行 的场所。 光合作用 思考讨论思考讨论 1.热图解读:完善叶绿体的结构与光合作用过程 O2 CO2 RuBP 光碳 观察上面的叶绿体结构示意图,完成下列问题: (1)为 ,为 。 (2)为基粒,是由许多 堆叠而成的,其膜可称为光合膜。 为液态的 ,含有许多酶。 外膜内膜 类
3、囊体 叶绿体基质 2.影响叶绿素合成的因素 (1)光照:光是叶绿素合成的必要条件,植物在 中不能合成叶绿素, 因此呈现 。 (2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关酶的 ,进而影响叶绿素的合成。 叶绿素形成的最低温度为24 ,最适宜的温度为30 ,最高温度为 40 。秋天叶片变黄,是由于 抑制了叶绿素的合成,同时原有的 遭破坏分解。 (3)无机盐: 是构成叶绿素的成分,缺氮、镁时 合成受阻。 黑暗 黄色 活性 低温 叶绿素 氮、镁叶绿素 3.为什么叶片一般呈现绿色? 提示 提示 因为叶绿素对绿光吸收很少,绿光被反射出来,所以叶片呈现 绿色。 提示 题型一 色素的种类、颜色和吸收光谱题型一 色素的
4、种类、颜色和吸收光谱 1.如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断,以下说法错误的是 解题探究 答案解析 A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400 nm500 nm波长的光 B.进入到秋季,植物对420 nm470 nm波长的光的利用量减少 C.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 D.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,短时间内叶绿体中RuBP 的量减少 解析 解析 由图可知,类胡萝卜素主要吸收400 nm500 nm波长的光,A项正确; 进入秋季,叶子变黄,叶绿素含量减少,植物对420 nm470 nm波长的光的 利用量减少,B项正确; 由图可知
5、,叶绿体中色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多, 因此用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项 正确; 由图可知,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NADPH变多,碳反应中形成的RuBP的量增多, 而二氧化碳的浓度不变,RuBP和二氧化碳形成三碳酸分子的速度不变,则叶 绿体中RuBP的量增多,D项错误。 2.下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是 A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体
6、中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻造成的 答案解析 解析 解析 提取叶绿体中的色素用的是95%的乙醇,因为叶绿体中的色素能 够溶解在有机溶剂乙醇中,A项正确; 根是植物吸收水分和矿质元素的主要器官,构成叶绿素的镁可以由植物 的根从土壤中吸收,B项正确; 植物进行光合作用只能吸收可见光,不能吸收红外光和紫外光,C项错误; 叶绿素的形成需要光,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素 合成受阻造成的,D项正确。 题型二 叶绿体的结构题型二 叶绿体的结构 3.如图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。 下列相关叙述正确的是 A.图甲
7、中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大 B.图乙所示的结构来自图甲中的 C.含有4种色素,其中叶绿素b的含量最多 D.ATP的合成场所是,分解场所是 答案解析 解析 解析 叶绿体通过形成大量的片层结构类囊体增大膜面积,A项错误; 甲图是类囊体膜,乙图含有光合色素,光合色素分布在类囊体膜上, 所以乙图也是类囊体膜,B项正确; 中的色素是叶绿素和类胡萝卜素,其中叶绿素a的含量最多,C项错误; 光反应的场所是类囊体膜,产物是ATP和NADPH,用于碳反应,碳反 应的场所是叶绿体基质,D项错误。 答案解析 4.如图为叶绿体的结构与功能示意图,请据图判断下列有关说法中不正确 的是 A.叶片呈绿色是
8、由于上含有大量叶绿素 B.能够将光能转换为稳定的化学能的过程是在上完成的 C.中CO2被固定并还原成图中的甲物质 D.、上酶的种类、功能不相同 解析 解析 叶片呈绿色是由于类囊体膜上含有大量叶绿素,A项正确; 在类囊体膜上光能转换为ATP和NADPH中活跃的化学能,在叶绿 体基质中ATP和NADPH中的化学能转换为稳定的化学能,B项错误; 中CO2被固定并还原成图中的甲(糖类)物质,C项正确; 上的酶是光反应的酶,参与光反应;上的酶是碳反应的酶,参与 碳反应,、上酶的种类、功能不相同,D项正确。 光合作用的概念及其过程 考点二 知识梳理 1.光合作用概述光合作用概述 (1)概念 指绿色植物通过
9、叶绿体,利用光能,把 转化成贮存着能量 的有机物,并且 的过程。 (2)总反应式 。 CO2和H2O 释放出氧气 .光反应 (1)条件: 。 (2)场所: 。 (3)产物: 。 叶绿体色素、酶、光和水 叶绿体类囊体膜 NADPH、ATP、O2 2.光合作用光合作用的过程的过程 (4)物质转变 水在光下裂解为 。 水中的氢(He)在光下将 。 (5)能量转变: 被吸收并转化为。 .碳反应 (1)条件: 。 (2)场所: 。 (3)产物: 。 H、O2和电子 NADP还原为NADPH 光能ATP和NADPH中的化学能 CO2、多种酶、ATP、NADPH 叶绿体基质 三碳糖 (4)主要变化 CO2的
10、固定:3CO23RuBP 6 。 三碳酸分子的还原:三碳酸分子接受 中的氢和ATP中的_ ,被还原成 ,这是碳反应形成的产物。 RuBP的再生 每 个CO2分子进入卡尔文循环就形成 分子的 ,后者都被 还原为 ,其中 个三碳糖分子在卡尔文循环中再生为 , 另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环,或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质 或脂质,或运出叶绿体,转变成 。 三碳酸分子 NADPH 磷酸 基团及能量三碳糖 36 三碳酸分子 三碳糖 5RuBP 蔗糖 思考讨论思考讨论 1.写出光合作用过程中的八种产物 (1)六种主要的中间产物:_ 。 (2)二种最终产物: 。 NADPH、ATP、ADP、Pi、三碳酸分
11、子、 RuBP O2和三碳糖 2.光反应与碳反应的区别与联系 比较项目光反应碳反应 场所叶绿体_叶绿体_ 条件必须在 下有光、无光都可以 能量转换 光能 活跃的化学能,并 贮存在 和 中 NADPH、ATP中活跃的化学能 有机物中 的化学能 实质 光能转换为 ,并放 出O2 同化CO2形成_ 类囊体膜基质 光 ATPNADPH 稳定 化学能 有机物 3.光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响 变化条件三碳酸分子RuBPNADPH和ATP三碳糖 CO2 供应 不变 光照强弱_ 光照弱强_ 光照 不变 CO2充足不足_ CO2不足充足_ 增加 减少 减少 增加 减少 减少减少 增加增加增加
12、增加增加减少 减少减少增加 题型一 光反应和碳反应的过程题型一 光反应和碳反应的过程 1.如图是碳反应及光合产物在植物细胞中的利用 示意图,其中阿拉伯数字表示生理过程,罗马 数字表示反应场所,字母表示物质。据图分析 下列叙述,正确的是 A.是光合作用的场所,是细胞溶胶 B.生成一分子c,需要各循环1次 C.若过程受阻,则的过程都会受阻 D.过程都直接与光反应相关,d最可能是蔗糖 解题探究 答案解析 解析 解析 光反应发生在类囊体膜上,而代表叶绿体基质,是进行碳反应 的场所; c代表三碳糖,需要各循环3次; 过程代表糖类物质运往细胞外,若该过程受阻,由于产物的积累会抑 制光合作用的进行; 过程与
13、光反应无直接关系,糖类在植物体内以蔗糖的形式进行运输。 2.(2017温州选考模拟)植物光合作用的部分反应及光合产物在叶绿体外利 用的示意图如下,图中A、B均为糖类。请回答: (1)虚线方框内的一系列反应称为 循环,A物质是_ ,CO2进入循环后形成的第一个糖是 。 解析 解析 虚线方框内的反应为卡尔文循环,CO2进入循环后生成三碳糖。 答案解析 卡尔文RuBP(或五碳糖或 核酮糖二磷酸)三碳糖(或三碳糖磷酸) (2)图中NADPH和ATP在 反应中生成,它们 参与碳反应中三碳酸的 反应。 解析 解析 ATP和NADPH在光反应中生成,在碳反 应中将三碳酸分子还原。 (3)B物质是 ,可以供植
14、物体所有细胞利用。 植物在稳定环境中,合成一分子B物质至少需要 发生 轮上述循环。 解析 解析 B为蔗糖。 答案解析 光 还原 蔗糖 12 答案解析 题型二 条件骤变对光合作用物质含量变化的影响题型二 条件骤变对光合作用物质含量变化的影响 3.(2017宁波模拟)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果 突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中3磷酸甘油酸、RuBP及 ATP相对含量的变化是 A.上升、下降、上升 B.上升、下降、下降 C.下降、上升、下降 D.下降、上升、上升 解析 解析 二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定过程, 当二氧化碳含量由高到低时,二氧化碳的
15、固定过程变弱,该反应的反应物 RuBP消耗减少,剩余的RuBP相对增多;生成物3磷酸甘油酸减少,使 得3磷酸甘油酸的还原反应减弱,则消耗的NADPH和ATP量减少,所以 NADPH和ATP剩余的量增多。故突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿 体中3磷酸甘油酸的含量减少、RuBP的含量增多、ATP的含量增多。 答案解析 4.离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用,如果突然停止光照,短时 间内叶绿体中三碳酸与RuBP相对含量的变化是 A.三碳酸增多,RuBP减少 B.三碳酸增多,RuBP增多 C.三碳酸减少,RuBP增多 D.三碳酸减少,RuBP减少 解析 解析 离体的叶绿体在光照下进行稳定光合
16、作用时,如果突然中断光照, 光反应停止,导致NADPH和ATP减少,三碳酸的消耗减少,三碳酸的剩余 量增多;RuBP在短时间内消耗量不变,但是生成量减少,所以总量减少。 方法技巧方法技巧 分析三碳酸分子和分析三碳酸分子和RuBP含量变化的方法含量变化的方法 在限定条件下,根据三碳酸分子和RuBP的来源与去路,分析三碳酸分子 和RuBP的含量变化,一般分为以下两种情况: (1)当CO2供应不变、光照发生变化时,主要通过图中和过程分析, 如表: 光照分析结果 强弱 光反应减弱,NADPH和ATP减少, 三碳酸分子还原减弱 三碳酸分子含量增多, RuBP含量减少 弱强 光反应增强,NADPH和ATP
17、增多, 三碳酸分子还原增强 三碳酸分子含量减少, RuBP含量增多 (2)当光照不变、CO2供应发生变化时,主要通过图中过程分析,如表: CO2供应分析结果 充足不足 CO2固定减弱,三碳酸分子产 生减少,RuBP消耗减少 三碳酸分子含量减少, RuBP含量增多 不足充足 CO2固定增强,三碳酸分子产 生增多,RuBP消耗增多 三碳酸分子含量增多, RuBP含量减少 (3)当环境中某一因素,如光照或CO2供应发生变化时,三碳酸分子和 RuBP含量变化趋势总是相反的,如图所示: 活动:光合色素的提取与分离 考点三 实验解读 1.实验原理实验原理 有机溶剂(如95%的乙醇)能溶解色素 因溶解度不同
18、而扩散速度不同 2.实验步骤实验步骤 乙醇 单层尼龙布 剪去两角铅笔 色素滤液铅笔线 34次 层析液 胡萝卜素橙黄 叶黄素黄 叶绿素a蓝绿 叶绿素b黄绿 思考讨论思考讨论 1.分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。 提示 提示 不同种类的色素在绿叶中的含量不同,含量多的色素带宽,反之 色素带窄。 2.收集到的滤液绿色过浅的原因有哪些? 提示 提示 (1)未加二氧化硅(石英砂),研磨不充分。 (2)使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)太少。 (3)一次加入大量的95%的乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少 量95%的乙醇提取色素)。 (4)未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。 提示 提示
19、 3.滤纸条色素带重叠的原因是什么? 提示 提示 滤纸条上的滤液细线未画成一条细线(或重复次数少)。 4.滤纸条上得不到色素带的原因是什么? 提示 提示 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。 实验点拨 1.实验中的注意事项及操作目的实验中的注意事项及操作目的 实验过程操作过程操作目的 提 取 色 素 选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高 将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉, 研磨时加入23 mL 95%的乙醇 溶解叶片中的色素 研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙 研磨充分和保护叶绿素 迅速充分研磨 防止溶剂挥发并充分溶 解色素 盛放滤液的小试管口加棉塞防止色素分子被氧化 分 离
20、 色 素 滤纸条预先干燥处理 使层析液在滤纸条上的扩散速 度快 滤纸条的一端剪去两角 防止层析液在滤纸条的边缘处 扩散过快 滤液细线要细、齐、直使分离的色素带平齐,不重叠 滤液细线干燥后重复画34次使分离的色素带清晰便于观察 滤液细线不能触及层析液 防止色素直接溶解到烧杯内的 层析液中 2.实验结果:实验结果:纸层析后在滤纸条上出现四条色素带,通过色素带的分布、 宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。具体 结果如下: 题型一 实验基础题型一 实验基础 1.(2017杭州七校联考)关于如图所示光合色素的提取与分离的 实验结果,叙述正确的是 A.距滤液细线最近的色素带中不含镁元
21、素 B.距滤液细线最远的色素带,主要吸收红光和蓝紫光 C.若实验过程中未添加碳酸钙,则离滤液细线较远的两条色素 带会变窄 D.颜色为橙黄色的色素带中的色素在层析液中的溶解度最大 解题探究 答案解析 解析 解析 距滤液细线最近的色素带为叶绿素b,它与叶绿素a均含Mg2; 距滤液细线最远的色素带为胡萝卜素,它主要吸收蓝紫光; 碳酸钙主要保护的是叶绿素,故研磨时未加碳酸钙时可导致叶绿素含 量变小,其相应色素带距滤液细线较近。 2.如图表示新叶中光合色素含量及其在滤纸上扩散的情况,以下说法正确 的是 A.溶解度最大的是色素甲 B.色素乙颜色为蓝绿色 C.色素丙主要吸收红光 D.色素丁是叶黄素 解析 解
22、析 溶解度最大的是色素丁,因为扩散距离最远,A项错误; 色素乙为叶绿素a,颜色为蓝绿色,B项正确; 色素丙为叶黄素,主要吸收蓝紫光,C项错误; 色素丁为胡萝卜素,D项错误。 答案解析 题型二 实验应用题型二 实验应用 3.(2017浙江模拟)为研究强光照对移栽幼苗光合色素 的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚 进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(、 为色素条带)。下列叙述正确的是 A.强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深 B.强光照可能抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成 C.四种色素在层析液中溶解度大小是 D.色素分离过程中如果滤液线触及石油醚,会缩短得到四条色素带的时间 答案解析
23、解析 解析 根据题图来看,强光照导致了该植物叶绿素含量降低,绿色变浅, A项错误; 强光照和正常光照相比,叶绿素含量明显降低,类胡萝卜素含量增加, 可见强光照可能抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成,B项正确; 四种色素在层析液中溶解度大小是,C项错误; 色素分离过程中如果滤液线触及石油醚,色素会溶解在层析液中,无法 得到色素带,D项错误。 4.某班学生完成对新鲜菠菜叶进行光合色素的提取与分离实验时,由于各 组操作不同出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是 A.甲可能是因为研磨时未加入 SiO2 B.乙可能是因为研磨时未加入 CaCO3 C.丙可能误用蒸馏水做提取液 和层析液 D.丁
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