广东省高三生物复习 第3章 第9讲 光合作用课件

细胞的新陈代谢细胞的新陈代谢第第 讲讲 1.捕获光能的色素和结构 (1)色素的种类、作用及层析后的位置色素种类吸收光谱 滤纸条上的位置叶绿素(3/4) .(蓝绿色)吸收红光和蓝紫光 .(黄绿色)叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b色素种类吸收光谱滤纸条上的位置 .(橙黄色)吸收蓝紫光 .(黄色)类胡萝类胡萝卜素卜素(1/4)胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素 (2)色素的分布、功能、特性及分离方法 分布：叶绿体基粒的 上。 功能：吸收光能、传递光能(四种色素)，转化光能(只有少量叶绿素a)。 特性：不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂。 分离方法： 法。类囊体薄膜类囊体薄膜纸层析纸层析 (3)影响叶绿素合成的因素 光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中不能合成叶绿素，因此呈现黄色。 温度：叶绿素合成需要 的催化。 矿质元素： 是构成叶绿素的成分之一，此外缺乏铁、铜等矿质元素，也不能合成叶绿素。镁镁酶酶 (4)进行叶绿体色素的提取和分离实验进行叶绿体色素的提取和分离实验 提取原理：叶绿体中的色素能够溶解在提取原理：叶绿体中的色素能够溶解在_中，如无水乙醇，所以可以在叶片中，如无水乙醇，所以可以在叶片被磨碎以后用被磨碎以后用_提取叶绿体中的色素。提取叶绿体中的色素。 二氧化硅的作用是二氧化硅的作用是_；碳酸钙的作用是碳酸钙的作用是_；_用来溶解提取叶绿体中的色素。用来溶解提取叶绿体中的色素。有机溶剂有机溶剂 无水乙醇无水乙醇 使研磨更加充分、迅速使研磨更加充分、迅速 保护叶绿素不被分解保护叶绿素不被分解 无水乙醇无水乙醇 分离原理：叶绿体中的色素在层析液中分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的的_不同。不同。_的随层析液在滤纸的随层析液在滤纸上扩散得快；上扩散得快；_的随层析液在滤纸上的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。同的色素分离开来。 观察实验结果：最后滤纸条上将分离出观察实验结果：最后滤纸条上将分离出四 条 色 素 带 ， 颜 色 从 上 往 下 分 别 是四 条 色 素 带 ， 颜 色 从 上 往 下 分 别 是_，四种色素分别，四种色素分别是是_。溶解度溶解度溶解度高溶解度高溶解度底溶解度底橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素和叶绿素b 2.光合作用的原理和应用 (1)光合作用的探究历程内容过程结论普利斯特利实验(1)点燃的蜡烛与绿色植物一起，装置密闭(2)小鼠与绿色植物一起，装置密闭(1)蜡烛不熄灭(2)小鼠不易窒息植物更新空气 萨克斯实验 过程： 结论： 绿叶光合作用产生 。 一半曝光一半曝光 脱去绿色后加碘液脱去绿色后加碘液 深蓝色深蓝色 一半遮光一半遮光脱去绿色后加碘液脱去绿色后加碘液无颜色变化无颜色变化12 h绿叶绿叶黑暗黑暗淀粉淀粉 恩格尔曼 过程： 结论： O2是水绵的释放的 ，光合作用的场所是 。黑暗黑暗无空气无空气极细光束极细光束好氧细菌只分好氧细菌只分布在光束照射部位的周围布在光束照射部位的周围水绵水绵好氧细菌好氧细菌空气中曝光空气中曝光好氧细菌分好氧细菌分布在所有受光部位布在所有受光部位叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体 鲁宾和卡门实验 过程： 结论： 光合作用释放的O2全部来自 .H218O、CO2释放释放18OH2O、C18O2释放释放O2向植物提供向植物提供水水 (2)光反应和暗反应的区别与联系比较项目光反应暗反应需要条件 .有光无光都能进行 反应场所叶绿体类囊体的薄膜 .物质变化2H2O4 H+O2ADP+Pi+能量 ATPCO2+C5 2C32C3 (CH2O)+C5ATP ADP+Pi+能量光、色素、酶光、色素、酶叶绿体基质叶绿体基质比较项目光反应暗反应能量变化光能活跃的 能活跃的 能稳定的 能完成标志O2释放、ATP和H的生成葡萄糖等有机物的生成两者关系光反应为暗反应提供 . ；暗反应为光反应提供 .能量能量(ATP)化学化学化学化学ADP和和Pi还原剂还原剂H化学化学 (3)光合作用原理的应用 光合作用强度的概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量。 调控环境因素来增加光合作用强度。因素对光合作用的影响在生产上的应用光a.光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时，光合作用_，但光照增强到一定程度时，光合作用速度不再增加；b光强相同时，单色光中，_对光合作用效果最好，红光次之，_最差a.适当提高光照强度；b对温室大棚用_玻璃效果最好；c若要降低光合作用，用绿色玻璃最好随之加快随之加快 蓝紫光蓝紫光 绿光绿光 无色无色 温度温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高时，植物叶片的气孔关闭，CO2的供应停止，进而影响光合作用中的_反应温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温CO2浓度在一定范围内，植物的光合速率是随CO2浓度增加而_，但到达一定程度时再增加CO2浓度，光合速率不再增加温室栽培时适当提高CO2浓度暗暗增加增加 3.化能合成作用 (1)概念：利用体外环境中某些无机物氧化过程中释放的能量，将CO2等无机物转变成有机物。 (2)实例： .的化能合成作用。硝化细菌硝化细菌 1.实验原理： 叶绿体中色素的提取叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂如丙酮中，因此可以用酒精、丙酮等来提取叶绿体中的色素。 色素的分离纸层析法。根据叶绿体中色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，从而将色素分离开来。 2.与光合作用有关的曲线图 用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是( ) A.四种色素随层析液在滤纸条上扩散速度不同 B.四种色素随滤液在滤纸条上扩散速度不同 C.四种色素随滤液在滤纸上渗透速度不同 D.四种色素随层析液在滤纸上渗透速度不同 由于色素在层析液中溶解度不同，造成其扩散速度不同。溶解度最大的是胡萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，而叶绿素的溶解度最小。A 某同学提取得到叶绿体色素溶液后，某同学提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴几滴层析液，色素随层析液扩散得到右下图结果，滴几滴层析液，色素随层析液扩散得到右下图结果，则则1、2、3、4四条色素带依次表示四条色素带依次表示( ) A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素、叶绿素b B.叶黄素、胡萝卜叶黄素、胡萝卜素、叶绿素素、叶绿素a、叶绿素、叶绿素b C.叶绿素叶绿素a、叶绿素、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素 D.叶绿素叶绿素b、叶绿素、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素 色素在层析液中由于溶解度不同，故在滤纸上的扩散速度不同，溶解度最大的胡萝卜素的扩散速度最快，故应该在圆形滤纸的最外侧。由外至里依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。A 在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是( ) A.停止光照 B.停止光照并降低二氧化碳浓度 C.升高二氧化碳浓度 D.降低二氧化碳浓度 二氧化碳是暗反应的条件之一，如果二氧化碳减少，就不能顺利地形成C3，已有的C3会通过C3的还原途径而生成C5。这样C3减少，C5形成后却不能进一步顺利地转变，于是就积累起来。D 对某植物作如下处理:(甲)持续光照20 min；(乙)先光照5 s后再黑暗处理5 s，连续交替40 min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的O2和合成的有机物总量符合下列哪项( ) A.O2:甲乙，有机物：甲=乙 B.O2：甲=乙，有机物：甲=乙 C.O2：甲=乙，有机物：甲乙 D.O2：甲乙，有机物：甲乙 甲、乙的光反应均进行20 min，因此制造的O2相同；乙的暗反应时间长于甲，因此乙合成的有机物多于甲。C 森林中，阳光可能会穿过森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而移动。下图显示了在“光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收CO2和释放O2的情况。请据图分析回答： (1)“光斑”照耀开始时，CO2吸收速率和O2的释放速率分别发生了什么变化? 。 . 此时限制光合作用产物(糖类)合成的主要因素是 .“光斑光斑”照耀开始时氧气释放速度急剧上升，照耀开始时氧气释放速度急剧上升，二氧化碳的吸收速率二氧化碳的吸收速率二氧化碳吸收速率上升相对缓慢二氧化碳吸收速率上升相对缓慢 (2)当“光斑”移开时，O2的释放速率立刻恢复原水平的原因是 . ； 而CO2吸收速率延续了一段时间后才下降，原因是 . 。 “光斑”照耀期间积累的ATP和H随着随着“光斑光斑”的移开，的移开，光照强度降低，光反应速率下降光照强度降低，光反应速率下降还可以使暗反应持续一段时间还可以使暗反应持续一段时间 本题考查影响光合作用的因素(光照)，以及光反应与暗反应的关系。 (1)依图示可知，“光斑”照耀开始时O2的释放速率迅速上升，CO2吸收速率缓慢上升。这是由于植物一旦接受到光照，便可迅速进行光反应，释放出O2；而暗反应的进行需要光反应提供的ATP和NADPH（H），故暗反应时间上较光反应稍晚，故CO2的吸收速率较缓慢，从而限制了光合作用产物(糖类)的合成。 (2)当“光斑”移开时，光照强度降低，光反应速率下降，故O2的释放速率迅速下降；由于叶绿体基质中还有之前光反应积累的ATP和H，还可以使暗反应持续一段时间，故CO2的吸收速率缓慢下降。 将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如图。据图回答： (1)025 min期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是 含量。 (2)乙植株比甲植株固定CO2的能 力 （填“强”或“弱”）。 (3)015 min期间植株释放O2速率的变化趋势是 。 (4)3045 min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是_ _CO2强强减慢减慢植物呼吸作用释放植物呼吸作用释放CO2的量与其光合作用消耗的量与其光合作用消耗CO2的量相等的量相等 本题考查外界因素对光合作用的影响以及与细胞呼吸强度之间的关系。 (1)025 min期间，甲品种的玻璃钟罩内的CO2含量减少的幅度渐渐变小，25 min后玻璃钟罩内的CO2含量不再变化，说明在光照、温度等相同且适宜的条件下，甲品种大豆幼苗的光合作用速率在025 min期间因原料CO2含量不断减少而逐渐减小，25 min后甲品种大豆幼苗的光合作用速率与呼吸速率相等。 (2)当玻璃钟罩内CO2含量很低时，乙植株仍能从钟罩内吸收CO2，说明乙品种大豆幼苗固定CO2的能力强，能利用低浓度的CO2。 (3)015 min期间因玻璃钟罩内CO2含量减少的幅度变小，即净光合作用速率逐渐降低，因此对应的植株释放O2的速率也会逐渐减慢。 (4)玻璃钟罩内CO2含量相对稳定，并不是说植株不进行光合作用，而是光合作用速率等于呼吸作用速率。 【真题真题1】10全国卷全国卷)请回答下列问题：请回答下列问题： (1)氮、磷、镁氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是所需直接能源物质的元素是_，构成细胞，构成细胞膜的元素是膜的元素是_。 (2)缺镁时植物叶片发黄，其 原 因 是缺镁时植物叶片发黄，其 原 因 是_。氮、磷氮、磷氮、磷氮、磷镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致叶绿素的镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致叶绿素的合成受阻合成受阻 (3)在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。时通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是二氧化硅的作用是_，碳酸钙的作用是碳酸钙的作用是_，丙酮的作用是丙酮的作用是_。光反应中。光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的状态的_。有助于磨碎植物细胞有助于磨碎植物细胞防止研磨过程中叶绿体色素被破坏防止研磨过程中叶绿体色素被破坏色素的提取溶剂色素的提取溶剂叶绿素叶绿素a 【解析解析】(1)生命活动的直接能源物质是生命活动的直接能源物质是ATP，其组成元素是，其组成元素是C、H、O、N、P。细胞膜。细胞膜由磷脂和蛋白质构成，其组成元素是由磷脂和蛋白质构成，其组成元素是C、H、O、N、P。 (2)镁是叶绿素的组成元素，缺镁时植物合镁是叶绿素的组成元素，缺镁时植物合成叶绿素受阻，从而叶片呈现类胡萝卜素的颜成叶绿素受阻，从而叶片呈现类胡萝卜素的颜色。色。 (3)在提取叶绿体色素的过程中，加入在提取叶绿体色素的过程中，加入SiO2是为了加速研磨，加入是为了加速研磨，加入CaCO3是为了防是为了防止在研磨过程中叶绿素被破坏，加入丙酮是止在研磨过程中叶绿素被破坏，加入丙酮是为了将叶绿体色素溶解在丙酮中，以便提取为了将叶绿体色素溶解在丙酮中，以便提取色素。色素。 (4)光反应过程中将光能转变为电能的是光反应过程中将光能转变为电能的是少数特殊状态的叶绿素少数特殊状态的叶绿素a。 【真题2】(08山东)下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。在图示结构上( ) A.生物膜为叶绿体内膜 B.可完成光合作用的全过程 C.发生的能量转换是：光能电能化学能 D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动 图图 【解析】本题综合考查了光合作用的结构基础和过程方面的知识。从图中所含有的色素以及发生的过程可以判断，该膜是类囊体膜，是光反应的场所。发生的物质变化过程是水的光解和ATP的合成；发生的能量变化过程是：光能电能化学能；该过程产生的ATP只用于还原C3，而不能用于其他生理活动。C 【真题3】(08江苏)下列关于叶绿体和光合作用的描述中正确的是( ) A.叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小 B.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物 【解析】本题考查光合作用的相关知识。叶绿体中的各种色素分布在类囊体膜上，B选项正确；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的，C选项错误；光合作用暗反应中CO2的固定是由1分子CO2和1分子C5形成2分子C3，而不能直接将3个CO2合成一个三碳化合物，D错误。B 【真题4】（09安徽）叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是( ) A.叶绿体中的色素主要分布在类囊 体 腔内 B.H2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中 C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D.光合作用的产物淀粉是在基质中合成的 【解析】叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上；H2O在光下分解的过程也是在类囊体膜上进行的；CO2的固定和淀粉的合成发生在暗反应中，在叶绿体的基质中进行。所以D正确。D 【真题5】(09浙江）下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（ ） A.无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 B.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中 C.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP D.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量 【解析】水果保鲜的原理是降低细胞呼吸作用，低氧和低温都可减弱细胞呼吸，但如果完全无氧时细胞进行无氧呼吸，产物酒精对细胞产生毒害作用，会使水果腐烂；零下温度会使细胞结冰而死亡，这样达不到保鲜目的。有氧呼吸过程发生在细胞质基质和线粒体中，无氧呼吸发生于细胞质基质中，两种呼吸方式都能产生CO2。白天既进行光合作用，也进行呼吸作用，前者大于后者，有机物积累；夜间只进行呼吸作用。因此，白天适当升温，夜间适当降温，可增加有机物积累，提高作物产量。D