2019届高三一轮复习备考生物苏教专版一体资料课件:第三单元 光合作用和细胞呼吸 第9讲 .pdf
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1、第9讲 光合作用 第三单元 光合作用和细胞呼吸 考纲要求考纲要求 1.光合作用的基本过程()。 2.影响光合作用速率的环境因素()。 3.实验:叶绿体色素的提取和分离。 考点一 光合作用的认识过程及光合作用的结构基础 考点三 影响光合作用的因素及应用 考点二 光合作用的基本过程 矫正易错 强记长句 重温高考 演练模拟 内容索引 课时作业 考点四 提取和分离叶绿体中的光合色素 光合作用的认识过程及光合 作用的结构基础 考点一 1.光合作用的认识过程光合作用的认识过程(连线连线) 知识梳理 2.光合色素光合色素 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
2、对红外光和紫外光等不吸收。 (2)叶绿素对 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 红光和蓝光蓝紫光 3.叶绿体的结构与功能叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 (2)结构 外表:_ 内部 基质:含有与 有关的酶 :由类囊体堆叠而成,分布有 和与光反应 有关的酶 决定 (3)功能:进行 的场所。 双层膜 暗反应 基粒色素 光合作用 (1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( ) (2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素( ) (3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同( ) (4)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多( ) (5)光合作用需
3、要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中( ) (6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积( ) 常考基础诊断常考基础诊断 教材热点拓展教材热点拓展 下面是光合作用探索历程中恩吉尔曼和萨克斯的实验示意图,请分析: (1)恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处? 提示 提示 选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察; 用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 提示 (2)恩吉尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么? 提示 提示 排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。 (3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么? 提示 提示 消耗掉细胞中原有的淀粉,防止对实验结果造成干扰。
4、 提示 (4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理,目的是什么? 提示 提示 防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。 (5)两实验设计中是如何形成对照的? 提示 提示 恩吉尔曼的实验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照; 萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。 提示 命题点一 光合色素和叶绿体的分析命题点一 光合色素和叶绿体的分析 1.(2017海南,10)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气 放出。下列相关说法正确的是 A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生 C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气
5、产生 D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 命题探究 答案解析 解析 解析 光合作用的场所是叶绿体,离体的叶绿体在自然光下通过光反应 能将水分解产生氧气,A项正确; 叶绿体中的色素既能吸收红光,也能吸收蓝紫光,B、C项错误; 水在叶绿体中分解产生氧气不需要ATP提供能量,D项错误。 2.将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上,可 获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长,单位为nm,暗带表示溶液吸 收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是 A.类胡萝卜素 B.叶黄素 C.胡萝卜素 D.叶绿素a 答案解析 解析 解析 叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中,叶绿素包括
6、 叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光和蓝光,类胡萝卜素包括胡萝卜素 和叶黄素,主要吸收蓝紫光。从图中可以看出,该色素主要吸收红光 和蓝光,所以该色素为叶绿素。 答案解析 命题点二 探究光合作用的相关实验分析命题点二 探究光合作用的相关实验分析 3.(2017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,曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。 以下科学实验能证明这一假说的是 A.英根豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验 B.恩吉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
7、合作用产生的氧气来自于水的实验 解析 解析 萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的产物除氧气外还有淀粉, 即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能,因此该实验能证明 “植物在进行光合作用时发生能量转化”的假说。 4.右面表示较强光照且温度相同以及水 和小球藻的质量相等的条件下,小球藻 进行光合作用的实验示意图。一段时间 后,以下与实验相关的比较不正确的是 A.Y2的质量大于Y3的质量 B.中小球藻的质量大于中小球藻的 质量 C.中水的质量大于中水的质量 D.试管的质量大于试管的质量 答案解析 解析 解析 Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的质量大于Y3的质量,A项 正确; 中小球藻中
8、含有(CH218O)的有机物,而中小球藻含有(CH2O)的有机物, 故中小球藻的质量大于中小球藻的质量,B项正确; 和中的水都为H218O,且含量相同,因此质量相等,C项错误; 在试管和中原来质量相等的情况下,中释放出的是18O2,而中 释放出的是O2,故剩余质量大于,D项正确。 光合作用的基本过程 考点二 1.过程过程 知识梳理 叶绿体类囊体的膜上 H+O2 叶绿体基质 (CH2O) 稳定的化学能 2.反应式反应式 (1)产物为(CH2O): 。 (2)产物为C6H12O6: 。 CO2H2O (CH2O)O2 6CO212H2O C6H12O66O26H2O 3.光反应和暗反应的比较光反应
9、和暗反应的比较 项目光反应暗反应 条件 、色素、酶 、H、 、多种_ 场所_ 物质变化 、ATP的合成CO2的固定、_ 能量变化 光能转化为_ 转化为稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供 ,暗反应为光反应提供 。没有光反应,暗反应无法进行,没有 暗反应,有机物无法合成 光 类囊体膜 ATP CO2酶 叶绿体基质 水的光解C3的还原 活跃的化学能活跃的化学能 H和ATP NADP、ADP和Pi 4.光合作用和化能合成作用的比较光合作用和化能合成作用的比较 项目光合作用化能合成作用 区别 能量来源_ 代表生物绿色植物_ 相同点都能将 等无机物合成有机物 光能氧化无机物放出的能量 硝化细菌 CO2
10、和H2O (1)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中( ) (2)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉( ) (3)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后,可完成暗反应过程( ) (4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合 作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低( ) (5)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,其叶 绿体内CO2的固定立即停止( ) (6)光合作用和细胞呼吸均能产生H,二者还原的物质不同( ) (7)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖( ) 常考基础诊断常考基础诊断 分析光合作用的过程图解 教材热
11、点拓展教材热点拓展 (1)图中的甲表示 阶段,发生在叶绿体的 上。 (2)乙表示 阶段,又称作 循环。 (3)图中的物质a是 ,物质c是 。 (4)图中的ATP (填“能”或“不能”)运出所在的细胞器,用于其他 生命活动。 光反应类囊体膜 暗反应卡尔文 HCO2 不能 1.光合作用光合作用C、H、O的转移途径的转移途径 重点剖析 2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变化 (2)物质含量变化的比较 条件 光照由强到弱, CO2供应不变 光照由弱到强, C
12、O2供应不变 CO2供应由 充足到不足, 光照不变 CO2供应由不足 到充足,光照 不变 C3含量增加减少减少增加 C5含量减少增加增加减少 H和ATP 的含量 减少增加增加减少 (CH2O) 的合成量 减少增加减少增加 3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 (1)光反应为暗反应提供的H和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应 停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。 (2)一直光照条件下,会造成H、ATP的过度积累,利用不充分;光照和 黑暗间隔条件下, H、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照 时间相同的条件下,光照和黑暗间
13、隔处理比一直连续光照处理有机物积累 量要多。 例如:若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲一直光照10分钟, 黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗处理5秒,持续20分钟,则光合作用制 造的有机物:甲乙。 命题点一 光合作用的过程分析命题点一 光合作用的过程分析 1.(2015福建,3)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO 2C5(即 RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该 酶,用其催化C5与14CO2的反应,并检测产物14C3的放射性强度。下列分析 错误的是 A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B.RuBP羧化酶催化的上述反应
14、需要在无光条件下进行 C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高 命题探究 答案解析 解析 解析 RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定,属于暗反应, 其场所是叶绿体基质,A项正确; 暗反应不需要光,有光和无光条件下都可进行,B项错误; 实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度,采用同位素标记法, C项正确; 单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率,酶对化学反应的 催化效率即可反映酶活性,D项正确。 A.图中表示水分的吸收,表示水的光解 B.c为ATP,f为H C.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中
15、能检测到放射性 D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成 活跃的化学能 2.右图为绿色植物光合作用过程 示意图(图中ag为物质, 为反应过程,物质转换用实 线表示,能量传递用虚线表示)。 下列有关叙述错误的是 答案解析 解析 解析 图中ag分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH(H)、 NADP、CO2,分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、 CO2的固定、C3的还原、有机物的合成,A项正确,B项错误; 18O2 H218O C18O2 (CH218O),C项正确; 光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用,D项正确。 命题点二 分析条件骤变对叶绿体中物
16、质含量的影响命题点二 分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响 3.在其他条件适宜的情况下,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C5 化合物含量的变化是 A.C3和C5都迅速减少 B.C3和C5都迅速增加 C.C3迅速增加,C5迅速减少 D.C3迅速减少,C5迅速增加 答案解析 解析 解析 由题意知,在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光 合作用时突然停止光照后,光反应停止,H和ATP下降,C3的还原减 弱直至停止,而CO2的固定则继续进行,但由于缺少H和ATP,C3不 能被还原而积累,使C3迅速增加;C5是植物体细胞内具有一定
17、数量且 能循环利用的物质,当CO2C5C3后,C3又不能被还原再形成C5时, C5将迅速减少。所以,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,此时叶绿体中C3迅速增加,C5迅 速减少。 4.右图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响 下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正 确的是 A.t1t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能 增加,基质中水光解加快、O2释放增多 B.t2t3,暗反应限制光合作用;若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高 C.t3t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应 增强的结果 D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量
18、升高,C3化合物还原后的直接 产物含量降低 答案解析 解析 解析 水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上,而不是叶绿体基质中, A项错误; t2t3,限制光合速率的因素为CO2浓度,此时光照充足且恒定,若增加 光照,光合速率不会提高,B项错误; t3t4,暗反应增强,一定程度上加快ATP和ADP的转化,同时促进了光 反应,C项错误; 突然停止光照,光反应减弱甚至停止,类囊体膜上ATP合成受阻,ATP含 量减少,ADP和Pi含量升高,被还原的C3化合物减少,直接产物含量降低, D项正确。 命题点三 连续光照和间隔光照条件下的有机物的合成量分析命题点三 连续光照和间隔光照条件下的有机物的合成量分
19、析 5.(2015全国,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科 学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。 各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组 处理的总时间均为135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含 量。处理方法和实验结果如下: A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%。 B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 7.5 s;光合作用产物的相对含量为70%。 答案解析 C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 3.75 ms(毫秒);光合作用
20、产物的相对含量为94%。 D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题: (1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 (填“高于”“等于” 或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是_ ;C组和D组的实验结 果可表明光合作用中有些反应不需要 ,这些反应发生的部位是叶绿 体的 。 高于 C组只用了D组一半的光照 时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质 解析 解析 C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却 是D组的94%,说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用,暗反应消耗 了ATP和H,为下一次的光照时间内光反应提供了充
21、足的原料ADP、 Pi和NADP等,所以单位光照时间内,C组合成有机物的量高于D组。 光合产物的生成场所为叶绿体基质。 (2)A、B、C三组处理相比,随着 的增加,使光下 产生的 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2 的同化量。 解析 解析 A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s,但是处理方法不同, 结果也不一样,并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高,光合作用 产物相对量越高,可知光照时产生的ATP和H在光照时没有用完,可以 在黑暗中继续利用,还原C3化合物生成糖类等有机物及C5化合物,C5化 合物继续与CO2结合,因此提高了光合作用中CO2的同化量。 答案解析 光照
22、和黑暗交替频率 ATP和H 影响光合作用的因素及应用 考点三 1.光照强度光照强度 (1)原理:光照强度通过影响植物的 反应进而影响光合速率。光照强 度增加,光反应速度 ,产生的H和ATP增多,使暗反应中还原过 程加快,从而使光合作用产物增加。 知识梳理 光 加快 相关视频 (2)曲线分析 A点:光照强度为0,此时只进行 。 AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐 。 细胞呼吸 减少 B点:为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作 用强度 细胞呼吸强度。 BC段:表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点 后不再增强了。 等于 D点:为光
23、饱和点,限制D点以后光合作用强 度不再增加的内部因素是光合色素含量、 的 数量和最大活性,外部因素是CO2浓度等除光 照强度之外的环境因素。 (3)应用:温室生产中,适当增强 , 以提高光合速率,使作物增产;阴生植物的 酶 光照强度 光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。 2.CO2浓度浓度 (1)原理:CO2影响 反应阶段, 制约 的形成。 (2)曲线分析 图1中A点表示CO2补偿点,即 光合速率 呼吸速率时的CO2浓度,图2中A点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度。B点和B点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。 (3)应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其
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