高考生物一轮复习课件-能量之源-光与光合作用

2013高考第一轮复习高考第一轮复习能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用探究实验：绿叶中色素的提取和分离探究实验：绿叶中色素的提取和分离1.原理解读原理解读提取：提取：色素溶于有机溶剂（无水乙醇）色素溶于有机溶剂（无水乙醇）分离：分离：各色素在层析液的溶解度不同，各色素在层析液的溶解度不同，导致扩散速度导致扩散速度 不同不同2.实验流程：实验流程：探究实验：绿叶中色素的提取和分离探究实验：绿叶中色素的提取和分离1.原理解读原理解读提取：提取：色素溶于有机溶剂（无水乙醇）色素溶于有机溶剂（无水乙醇）分离：分离：各色素在层析液的溶解度不同，各色素在层析液的溶解度不同，导致扩散速度不同导致扩散速度不同2.实验流程：实验流程：提提制制画画分分观观二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇、层析液3.实验几种试剂（物质）的作用：实验几种试剂（物质）的作用：探究实验：绿叶中色素的提取和分离探究实验：绿叶中色素的提取和分离4.实验结果：实验结果：种类种类颜色颜色含量含量叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素(占总量占总量3/4)3/4)类胡萝卜素类胡萝卜素(占总量占总量1/4)1/4)(蓝绿色蓝绿色)(黄绿色黄绿色)(橙黄色橙黄色)(黄色黄色)注意：注意：1.色素带的位置代表什么？宽度呢？色素带的位置代表什么？宽度呢？2.若分离得到的色素带不明显，可能的原因？若分离得到的色素带不明显，可能的原因？探究实验：绿叶中色素的提取和分离探究实验：绿叶中色素的提取和分离（1）选材时应注意什么？）选材时应注意什么？（2）“迅速迅速”、“棉塞棉塞”的目的是什么？的目的是什么？（3）如何画滤液细线？为什么？）如何画滤液细线？为什么？（4）为什么滤液细线不能没入层析液中？）为什么滤液细线不能没入层析液中？（5）色素分离时，培养皿为什么加盖？）色素分离时，培养皿为什么加盖？5.实验注意事项：实验注意事项：色素的分布、功能及吸收光谱色素的分布、功能及吸收光谱基粒片层（类基粒片层（类囊体）囊体）基粒基粒基质基质酶酶双层膜结构双层膜结构捕获光能的色素：分布在叶绿体捕获光能的色素：分布在叶绿体基粒的基粒的类囊体类囊体上上1.色素分布：色素分布：色素的分布、功能及吸收光谱色素的分布、功能及吸收光谱叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收红橙光红橙光和和蓝紫光蓝紫光类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收蓝紫光蓝紫光2.吸收光谱：吸收光谱：色素的分布、功能及吸收光谱色素的分布、功能及吸收光谱 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区2.吸收光谱：吸收光谱：3.功能功能:色素的分布、功能及吸收光谱色素的分布、功能及吸收光谱4.影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素光合作用的原理光合作用的原理1.光合作用的探究历程光合作用的探究历程光合作用的原理光合作用的原理2.经典实验经典实验（1 1）普里斯特利实验）普里斯特利实验光合作用的原理光合作用的原理（2 2）、萨克斯的实验）、萨克斯的实验 碘蒸汽12小时产物光合作用的原理光合作用的原理（2 2）、恩格尔曼的实验）、恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片用透过三棱镜的光照射水绵临时装片 恩格尔曼的第二个实验恩格尔曼的第二个实验发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理（3 3）、鲁宾和卡门的同位素标记实验）、鲁宾和卡门的同位素标记实验第二组向同种绿色植物提供第二组向同种绿色植物提供CO2 和和H218O。第一组向绿色植物提供第一组向绿色植物提供C18O2 和和H2O。O2叶绿体叶绿体H2O有机物有机物阳光阳光CO2+H2O（CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体 光合作用：光合作用：绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物有机物，并且放出并且放出氧氧的过程。的过程。CO2光合作用的原理光合作用的原理H H2 2O O光反应阶段光反应阶段ADPPi ATP酶酶第一个阶段：光反应阶段，必须有第一个阶段：光反应阶段，必须有 才能进行，该才能进行，该阶段的反应是在阶段的反应是在 上进行的。物质变化上进行的。物质变化是是H H2 2O O光解成光解成 ，ADPADP接受光能，在酶的接受光能，在酶的催化下合成催化下合成 ；能量变化是光能转变成储存在能量变化是光能转变成储存在 -中的活跃化学能。中的活跃化学能。光光基粒类囊体膜基粒类囊体膜O O2 2 和和H HATPATPATPATP(1).光反应光反应2.光合作用的过程光合作用的过程暗反应阶段暗反应阶段H H2 2O O光反应阶段光反应阶段ADPPi ATP酶酶C3CO2CH2OC5固固 定定还还 原原酶酶(2).暗反应暗反应光合作用的原理光合作用的原理暗反应阶段暗反应阶段H H2 2O O光反应阶段光反应阶段ADPPi ATP酶酶2C3CO2CH2OC5固固 定定还还 原原酶酶第二个阶段：暗反应阶段，第二个阶段：暗反应阶段，有光无光都可以进行有光无光都可以进行。该阶。该阶段的场所是在段的场所是在 。物质变化是：。物质变化是：COCO2 2与与 ，结合形成两个结合形成两个 ，该物质在有关酶的作用下，接受，该物质在有关酶的作用下，接受ATPATP释放的能量，被释放的能量，被 还原为还原为 ，其中一小部，其中一小部分又形成分又形成 。ATPATP变成变成 。能量转化是。能量转化是 ATPATP中活跃的化学能转变成中活跃的化学能转变成 中中 的化学能。的化学能。叶绿体基质叶绿体基质C C5 52C2C3 3H H糖类等糖类等C C5 5ADPADP 和和Pi Pi糖类等糖类等稳定稳定(2).暗反应暗反应光合作用的原理光合作用的原理(3).光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶、水光、色素、酶、水多种酶多种酶、CO2、H、ATP光能光能转化为转化为ATP中中活泼活泼的化学能的化学能ATP中中活泼的化学能活泼的化学能转化为糖转化为糖类等类等有机物有机物中中稳定的化学能稳定的化学能水的光解：水的光解：2H2O 光光4H+O2ATP合成：合成：ADP+Pi+光能光能 ATP酶酶C3的还原：的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O H，ATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3酶酶光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理3.光合作用反应方程式及元素去向光合作用反应方程式及元素去向6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体b、H的转移：的转移：H2O H C6H12O6 H2O c、C的转移：的转移：CO2 C3 糖类糖类a、O的转移：的转移：H2O O2光合作用的原理光合作用的原理4.条件骤变时物质量的变化条件骤变时物质量的变化H2OCO2HO2酶多种酶ADP+PiADP+PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原积累、积累、增加增加消耗、消耗、减少减少光合作用的原理光合作用的原理4.条件骤变时物质量的变化条件骤变时物质量的变化H2OCO2HO2酶多种酶ADP+PiADP+PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原积累、积累、增加增加消耗、消耗、减少减少光合作用的原理光合作用的原理（2009海南卷）海南卷）7.在其他条件适宜的情况下，在供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，在短时间内叶在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中绿体中C3和和C5含量的变化是（含量的变化是（）A C3和和C5都迅速减少都迅速减少 B C3和和C5都迅速增加都迅速增加 C C3迅速增加，迅速增加，C5迅速减少迅速减少 D C3迅速减少，迅速减少，C5迅速增加迅速增加CO2固定过程减慢，固定过程减慢，C3形成量减少形成量减少;而而C3的还原过程仍在进行的还原过程仍在进行。下图是改变下图是改变CO2浓度后与浓度后与光合作用有关的光合作用有关的 C5和和C3在在细胞内的变化曲线，请回细胞内的变化曲线，请回答：答：（3）光照强度和）光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的但前者主要影响光合作用的 ，后者主要影响光合，后者主要影响光合作用的作用的 。C3光反应光反应暗反应暗反应（1）曲线）曲线a表示的化合物是表示的化合物是 ，曲线曲线b表示的化合物表示的化合物是是 ；（2）在）在CO2浓度降低时，浓度降低时，曲线曲线a表示的化合物的含表示的化合物的含量迅量迅速下降的原是速下降的原是：C5光合作用的原理光合作用的原理影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）Mg、N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影响酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；光照强度、光质、光照时间；气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭CO2供应供应探究环境因素对光合作用的影响mg/dmmg/dm2 2hh 净光合速率净光合速率=实际光合速率呼吸速率实际光合速率呼吸速率1、光、光 对应训练：对应训练：(07年高考山东卷年高考山东卷)以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与30时相时相等等B.光照相同时间，在光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等量相等A 制造的、产生的制造的、产生的 值值测定的、积累的测定的、积累的 值值总总净净应用：应用：控制好光强控制好光强 措施：措施：大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；少要在光补偿点之上；根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。弱。2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最进行光合作用所需最低外界低外界CO2浓度浓度B:CO2饱和点饱和点光合速率光合速率0外界外界CO2浓度浓度A BA:呼吸作用强度呼吸作用强度C:CO2补偿点补偿点 S:CO2饱和点饱和点应用：应用：温室栽培时适当提高温室栽培时适当提高CO2的的浓度浓度措施：措施：大田生产大田生产“正其行，通其风正其行，通其风”，即为提高，即为提高CO2浓度、增加产量。提高光合作用速率。浓度、增加产量。提高光合作用速率。对应例题对应例题1：（10全国卷）全国卷）下列四种现象中，可以用下下列四种现象中，可以用下图表示的是（图表示的是（）A、在适宜条件下光合作用强度随、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化含量的变化 B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化 C、一个细胞周期中、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化含量随时间的变化 D、理想条件下种群数量随时间的变化、理想条件下种群数量随时间的变化解析：解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点：即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了；项对应的曲线就更不正确了；D项曲线为项曲线为种群的种群的“J”型增长曲线。型增长曲线。Am2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最进行光合作用所需最低外界低外界CO2浓度浓度B:CO2饱和点饱和点光合速率光合速率0外界外界CO2浓度浓度A BA:呼吸作用强度呼吸作用强度C:CO2补偿点补偿点 S:CO2饱和点饱和点对应例题对应例题2：下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是 （）A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a 点左移，点左移，b 点左移点左移 B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a 点左移，点左移，b 点右移点右移 C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点右移，点右移，b 点右移点右移 D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点左移，点左移，b 点右移点右移【解析】【解析】光合作用强度受光照强度和光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线浓度的综合影响。分析曲线图可知：图可知：a点时，点时，CO2吸收速率为吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，强度，b点时，点时，CO2吸收速率最大，吸收速率最大，CO2浓度达到饱和点。浓度达到饱和点。当光照强度适当光照强度适当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时只需要小于当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时只需要小于a 的的CO2浓度就能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故浓度就能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故a点左移点左移。光照光照强度增强，光能增多，光反应增强，强度增强，光能增多，光反应增强，CO2浓度成为限制光合作用达到最大浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此值的主要因素，因此CO2浓度只有大于浓度只有大于b点时的浓度，光合作用强度才能点时的浓度，光合作用强度才能达到最大值，故达到最大值，故b点右移。点右移。此题的答案为此题的答案为D。D3.温度温度4.矿质元素矿质元素 矿质元素是光合作用的产物矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响就会影响ATP、NADPH的合成；缺少的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。就会影响叶绿素的合成。应用措施：应用措施：合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。5.水分水分水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；缺水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；缺水会直接影响到光合作用。水会直接影响到光合作用。水分是植物蒸腾的对象。缺水水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭气孔关闭CO2进入进入受阻受阻间接影响光合作用间接影响光合作用应用措施：应用措施：根据作物需水规律合理灌溉。根据作物需水规律合理灌溉。植物夏季为何植物夏季为何“午休午休”？对应例题：对应例题：导致植物夏季中午光合作用导致植物夏季中午光合作用“午休午休”的的直接原因是（直接原因是（）A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水 B.温度过高，酶活性降低温度过高，酶活性降低 C.气孔关闭气孔关闭,缺乏缺乏CO2 D.呼吸作用过强呼吸作用过强,无有机物积累无有机物积累C6.叶龄叶龄OA段段幼叶。随幼叶的不断生幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段段壮叶。叶片面积、叶绿壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。合速率稳定。BC段段老叶。随叶龄的增加，老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。下降。应用措施：应用措施：农作物、果树管理后期农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗可降低其呼吸作用消耗有机物。有机物。内因：内因：外因：外因：基因决定酶种类基因决定酶种类数量不同数量不同光（强度、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分不同植物光合作用不同；不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结影响光合作用因素总结1.光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用2.光合速率与呼吸速率的关系光合速率与呼吸速率的关系(二氧化碳的释放或吸二氧化碳的释放或吸收量）收量）植物在黑暗条件下测得的数值为呼吸速率。植物在黑暗条件下测得的数值为呼吸速率。绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率（二氧化碳吸收量进行，测得的数据为净光合速率（二氧化碳吸收量）。）。实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：实际光合速率净光合速率呼吸速率实际光合速率净光合速率呼吸速率三者的常用表示方法：三者的常用表示方法：考点考点5 化能合成作用化能合成作用 自然界中的某些细菌，能够利用环境中的自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。机物，这种合成作用称化能合成作用。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量2HNO2HNO2 2+O+O2 2硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO3 3+能量能量COCO2 2+H+H2 2O O硝化细菌硝化细菌（CHCH2 2O O）+O+O2 2新新 陈陈 代代 谢谢同化作用同化作用把从外界环境中获取的营养物把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质质，转变成自身的组成物质储存能量储存能量异化作用异化作用分解自身的一部分组成物质，分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外把分解的最终产物排出体外释放能量释放能量能量能量代谢代谢物质物质代谢代谢实质：自我更新实质：自我更新生物的新陈代谢生物的新陈代谢区别：能量来源不同区别：能量来源不同光合作用光合作用化化 能能 合合成成 作作 用用类型类型共同点：将无机物合成有共同点：将无机物合成有 机物，并储存能量机物，并储存能量生物：生物：绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、硫细菌等硫细菌等异养型异养型动物和人类；营腐生、寄生生活的细动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。菌和真菌等。自养型自养型同化作用的代谢型同化作用的代谢型异异化化作作用用的的代代谢谢型型需氧型需氧型厌氧型厌氧型兼性厌氧型兼性厌氧型进行有氧呼吸，也能进行暂时进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸的、部分的无氧呼吸只能进行无氧呼吸，氧气的存在只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用抑制其呼吸作用（如乳酸菌、破伤风杆菌）（如乳酸菌、破伤风杆菌）既能进行有氧呼吸，也能进既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（如酵母菌）行无氧呼吸（如酵母菌）