第3讲能量之源——光与光合作用.ppt
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1、抓住4个基础知识点,掌握3个核心考点,高效训练6道题,提能,课时限时检测,第三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,一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1叶绿体中的色素(1)绿叶中色素的提取与分离化学试剂:提取液是_;分离液是_。实验原理:_的色素在滤纸上扩散的慢,反之则快。层析的结果:四条色素带自下而上依次为:黄绿色(_)_(叶绿素a)_橙黄色(胡萝卜素),抓住 4 个基础知识点,无水乙醇,层析液,在层析液中溶解度低,叶绿素b,蓝绿色,黄色(叶黄素),(2)色素的种类、含量及功能,蓝绿色,中下层,红光和蓝紫光,橙黄色,黄色,蓝紫光,最上层,中上层,2叶绿体(1)结构模式图,归纳总
2、结(1)色素能够溶解在无水乙醇中,因此可用无水乙醇提取色素。(2)四种色素在层析液中的溶解度不同。(3)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(4)叶绿体中的色素分布在类囊体的膜上,酶分布在类囊体的膜上和叶绿体的基质中。(5)液泡中的色素不参与光合作用。,二、光合作用的探索历程(连线),【提示】baecd,名师点拨(1)萨克斯实验的遮光组为对照组,曝光组为实验组。(2)鲁宾和卡门实验的方法为同位素标记法,实验对照的方法为相互对照。,三、光合作用的基本过程1过程图解,名师点拨(1)光反应产生的ATP只用于暗反应,不用于其他生命活动。(2)光反应为暗反应提供H和ATP,没有光反应暗
3、反应不能进行。(3)在没有CO2时,暗反应不能进行,H和ATP积累光反应也不能进行。,四、影响光合作用的环境因素1光合作用强度(1)概念:植物在_内通过光合作用制造_的数量。(2)表示方法:用一定时间内_或_的数量来定量表示。,单位时间,糖类,原料消耗,产物生成,2影响因素(1)空气中_。(2)土壤中_。(3)光照的_以及光的_。(4)温度的高低。3应用控制_和温度的高低、适当增加作物环境中_来提高光合作用强度。,CO2浓度,水分含量,时间、强度,成分,光照的强弱,CO2的浓度,名师点拨(1)光照强度影响光合作用的光反应过程,CO2浓度影响光合作用的暗反应过程。(2)温度影响酶的活性,进而影响
4、光反应和暗反应过程。,1(2014广州模拟)某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”,做“绿叶中色素的提取和分离”实验。实验结果如图,下列说法正确的是(),甲乙,【解析】绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条上,上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b,绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。【答案】A,2下列关于光合作用的叙述,正确的是()A光合作用制造的有机物中的氧全部来自于水B光合作用中各种酶的活性与温度呈正相关C光反应阶段和暗反应阶段均有ATP的合成D光反应阶段为暗反应阶段提供了还原剂H【解析】光合作用制造的
5、有机物中的氧来自CO2,H2O光解产生的O2释放到了外界环境中;温度过高时酶的活性会降低;光反应产生ATP,暗反应消耗ATP;光反应为暗反应提供还原剂H和ATP。【答案】D,3(2014天津红桥一模)在进行光合作用的单细胞绿藻培养液中通入C18O2,一段时间后,产生的下列物质中不可能有18O标记的是()AO2B葡萄糖C三碳化合物D五碳化合物【解析】光合作用释放的O2来自水中的O元素。【答案】A,4(2013山东省实验中学期末质检)下列物质中,可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有()A水、二氧化碳、ATPB氧气、水、ATPC水、ADP、PiDADP、C3、水【解析】在叶绿体类囊体薄膜上发生的光反应
6、,有ATP的形成和水的光解。【答案】C,5(2013海南高考)某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48 h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位是(),Aa、b和dBa、c和eCc、d和eDb、c和e【解析】绿色植物光合作用合成淀粉,淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色,没有叶绿素,特别是没有叶绿素a,不能进行光合作用,b侧有叶绿体和光,能进行光合作用,c、e遮光,不能进行光合作用,d有叶绿素和光,能进行光合作用。【答案】B,6下图1表示光合作用部分过程的图解,图2表示改
7、变光照后,与光合作用有关的C5和C3的含量在细胞内的变化曲线。根据图回答:,图1图2,(1)图1中A表示的物质是_,它由_产生,其作用主要是_ _。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2,则14C最终进入的物质是_。(3)图2中曲线a表示的化合物是_,在无光照时,其含量迅速上升的原因是:_ _。(4)曲线b表示的化合物是_,在无光照时,其含量下降的原因是:_。,【答案】(1)H水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3CO2与C5结合形成C3和C3不能被还原(4)C5C5与CO2结合形成C3,且C3不能被还原为C5,纵横联系理脉络,考点
8、一 20叶绿体中的色素及吸收光谱,掌握 3个核心考点+1 个高考必备实验,一、色素的吸收光谱,1叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。2叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,但对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少,对绿光吸收最少。故对光合作用最有效的光是白光。,二、影响叶绿素合成的因素1光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。2温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。3必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成
9、,叶变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,叶变黄。,三、实践应用1无色透明大棚日光中各色光均能透过,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以用无色透明的大棚光合效率最高。2实验中黑暗处理消耗有机物时需在有光条件下操作、观察,最好选用绿灯,而不能选红灯或其他灯,这样对实验影响最小。,叶绿素的种类及作用1(2013新课标全国卷)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,考向预测练 1,【解析】题干明确考查叶绿素的有
10、关知识,可根据叶绿素的有关内容,逐项分析解答。叶绿素a和叶绿素b所含的化学元素相同,都由C、H、O、N、Mg组成,故A项正确。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿素吸收的光能通过光合作用转变为储存在有机物中的化学能,故B项正确。叶绿素a在红光区的吸收峰值约为663 nm,叶绿素b在红光区的吸收峰值约为645 nm,故C项正确。绿叶中的色素对绿光的吸收极少,绝大多数绿光被反射出来,因此植物呈现绿色,故D项错误。【答案】D,色素的吸收光谱2将在黑暗中放置一段时间的叶片均分为4块,置于不同的试管中,按下表进行实验,着色最浅的叶片所在的试管是()注:“”表示具有该条件。,考向预测练 2,ABCD【解析】绿
11、叶吸收绿光最少,植物在绿光下合成的淀粉最少,故与碘液反应着色最浅。【答案】D,考点二 21光合作用的过程,一、光反应与暗反应的比较:,一、光反应与暗反应的比较:,三、光照强度和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响当外界条件改变时,光合作用中C3、C5、H、ATP的含量变化可以采用下图分析:,分析:,易误易混有关光合作用的3个易错点(1)光合作用中光反应产生的ATP只供暗反应利用,而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。(2)原核生物无叶绿体,但蓝藻等原核生物内存在光合片层和有关光合的酶,也可进行光合作用。(3)光下并不是只进行光合作用,细胞呼吸同时进行,如果有氧气释放,说明光合作用强
12、度大于细胞呼吸强度;如果有二氧化碳释放,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度。,光合作用的过程3根据下面光合作用图解,判断下列说法正确的是(),考向预测练 1,A过程发生于叶绿体基质中B过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C图示依次为H、ATP、CO2、(CH2O)D不仅用于还原C3化合物,还可促进与C5的结合,【解析】此题考查光合作用的基本过程和识图读图的能力。根据光合作用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP,CO2固定过程中不需要ATP。【答案】C,光合作用与细胞呼吸的综合4(2
13、013北京四中期中检测)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器将叶片打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A,乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致,一小时后,测得乙装置内圆片干重为B,丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是(),考向预测练 2,ACA为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率BCB为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率CAB为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定,【解析】本题考查光合速率和呼吸速率的关系。CA为圆片叶肉细胞一小时内的
14、净光合速率;CB为圆片叶肉细胞一小时的真正光合速率;AB为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率;乙装置随着O2浓度下降,叶肉细胞呼吸速率也下降。【答案】C,考点三 22影响光合作用的因素及应用,一、光照强度1曲线分析(如图):,2应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示。间作套种农作物,可合理利用光能。二、CO2浓度,图1图2,1曲线分析:图1中A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的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和B点都表示CO2饱和点。2应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用速
15、率。,三、矿质元素1曲线的含义:在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难,从而导致光合作用速率下降。2应用:在农业生产上,根据植物的需肥规律,合理施肥,可以提高作物的光合作用。,四、温度1温度主要通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率。2应用:冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以减少细胞呼吸消耗的有机物的量。,五、水分的供应1影响:水是光合作用的原料,缺水既可影响光合作用,又会导致叶片气孔部分关闭,限制CO2进入叶片,从而间接影响光合作用。2应用:根据作物的需水规律合理灌溉。,特别提醒外界因
16、素对光合作用影响的实质,光合作用曲线中点和线段的意义5科学家研究20 时小麦的光合作用强度与光照强度的关系,得到如图曲线。下列有关叙述不正确的是(),考向预测练 1,A随着环境温度的升高,cd段位置不断上移Ba点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体C当小麦缺Mg2时,b点将向右移动D限制cd段不再上升的环境因素是温度和CO2浓度,【解析】本题考查的是光照强度、矿质元素、温度及植物内部因素对光合作用的影响情况。酶的活性受温度的影响,随着环境温度的升高,二氧化碳的吸收量会有所增加,但不会不断升高,在超过最适温度后会有所下降;a点时因没有光照,叶肉细胞只进行呼吸作用,产生ATP的细胞器只有线粒体;
17、当植物缺Mg时,叶绿素减少,光反应减弱,暗反应合成的有机物减少,b点将向右移动;c点之后限制光合作用的因素不再是光照强度,而是温度和CO2浓度。【答案】A,技法总结两步透析具有饱和点(平衡点)的坐标曲线(1)达到饱和点以前的限制因素,为横坐标表示的因素。(2)达到饱和点以后的限制因素,为横坐标表示的因素以外的因素。,影响光合作用的因素6(2012大纲全国卷)金鱼藻是一种高等沉水植物,有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差,以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。,考向预测练 2,据图回答下列问题:(1)该研究探讨了_对金鱼藻_的影响,其中,因变量是_ _。(2)
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