高考生物一轮复习讲义 33 能量之源光与光合作课件 新人教版必修1

高考目标导航高考目标导航 方法警示探究方法警示探究 考情考点探究考情考点探究 基础知识探究基础知识探究方法警示探究方法警示探究课后强化作业课后强化作业 核心考点探究核心考点探究 高考目标导航高考目标导航 最最 新新 考考 纲纲 热热 点点 透透 视视 4光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系 5影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及相关实验设计 6光合色素的种类、颜色、生理作用及实验 7细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用考情考点探究考情考点探究 考考 情情 回回 顾顾 题型年份及考卷考点选择题2010全国、山东、广东卷光合作用的过程及影响因素2011福建、全国卷非选择题2010福建、安徽、浙江2011全国卷光合作用原理和有关实验2011安徽、2010浙江、江苏卷光合作用与细胞呼吸的关系 考考 点点 直直 击击 项目内容要求考点1.光合作用的基本过程2.影响光合作用速率的环境因素重难点1.明确光反应和暗反应两个阶段及整个光合作用过程的物质变化和能量变化2.理解光合作用的实质、意义和应用 高高 考考 回回 眸眸 1.(2010天津理综，1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是() 叶绿体基质类囊体薄膜线粒体基质线粒体内膜 AB C D 答案A 解析考查光合作用、细胞呼吸的过程及其特点。叶肉细胞中CO2的固定属于光合作用中的暗反应阶段，暗反应的场所是叶绿体基质；叶肉细胞中CO2是有氧呼吸的第二阶段或是无氧呼吸的第二阶段产生的，其场所分别是线粒体基质和细胞质基质。 2(2010上海)右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图所示结果最有可能来自于() A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶 C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶 答案D 解析新鲜菠菜叶中的光合色素含量充足完整，据图可知，滤纸上的四条色素带完整，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。图滤纸上的色素带不完整，只有胡萝卜素、叶黄素。秋冬的银杏落叶呈黄色(或橙黄色)，这是由于低温破坏了叶绿素所致，因此叶片中几乎不含叶绿素。其他选项中的材料中都含有充足的四种色素。 3(2011福建高考，2)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是() A在9:3011:00之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓 B在11:0012:30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多 C在17:00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同 D在18:30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应 答案B 解析考查影响光合作用的因素和净光合量与总光合量的关系。A为了降低蒸腾作用，花生叶片大部分气孔关闭，CO2收量减少，所以暗反应减缓。B在这个时间内玉米的净光合速率是大于花生的，所以有机物积累量也是多于花生的。C由于这时两者的净光合量相等，所以净产生O2量也是相等的。D18:30时玉米的净光合速率是0，说明此时总光合速率等于呼吸速率，所以既有光反应也有暗反应。基础知识探究基础知识探究 自自 主主 梳梳 理理 互互 动动 探探 究究 1.正常杨树的叶为什么呈绿色？秋季为什么变黄了？ 2为什么瓜果大棚用无色顶棚，而蔬菜类用蓝色的？ 2绿色植物和硝化细菌在代谢方面有什么异同点？核心考点探究核心考点探究 要要 点点 归归 纳纳 (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，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。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)设置了对照实验 自变量：光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光) 因变量：好氧细菌的分布 (3)实验结论 叶绿体是进行光合作用的场所。 O2是由叶绿体释放的。 典典 例例 导导 悟悟 少数特殊状态下的叶绿素a对420 nm、670 nm光的转换率较高 在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度 据图可知，用白光中450 nm左右波长的光比折光更有利于提高光合作用强度 土壤中缺乏镁时，420 nm470 nm左右波长的光的利用量显著减少 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少 A B C D 解析由图可知，叶绿素a的吸收高峰为420 nm和670 nm，叶绿素b的吸收高峰为470 nm和640 nm左右，少数特殊状态的叶绿素a能转换光能，在420 nm和670 nm时转换效率较高。叶绿体色素不吸收绿光；白光中各种波长的光都有，其光合作用效率高于某一单色光。叶绿素中含Mg，缺Mg导致叶绿素不能合成，相应波段的光的吸收值下降。550 nm波长的光吸收值低，而670 nm的光吸收值高，叶绿素a转换的光能多，生成的ATP多，还原的C3增多，故叶绿体中C3含量减少。 答案A 变式训练1 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是() A胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 答案B 解析叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在光谱上有两个吸收区域；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在光谱上有一个吸收区域，据此可做出正确判断。 要要 点点 归归 纳纳 考点2 光合作用的过程及应用 项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物 时间短促，以微秒计较缓慢条件需色素和光不需色素和光，需要多种酶场所在叶绿体内的基粒片层结构的薄膜上进行在叶绿体内的基质中进行 感感 悟悟 拓拓 展展 项目条件C3C5H和ATP(CH2O)合成量光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加光照不变，CO2供应不变，(CH2O)运输受阻增加减少增加减少停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加 典典 例例 导导 悟悟 解析光反应是在叶绿体内囊状结构的薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可。 答案D 变式训练2 如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和H的含量发生的变化依次是() A升、 升、升、升 B降、降、降、降 C降、升、升、升 D升、升、降、降 答案C 解析光反应和暗反应中 C3、C5、ATP、ADP四种物质与光反应条件中的光和暗反应条件中的CO2之间的关系。 C点与B点相比由于气温升高， 气孔关闭，CO2的吸收量减少，导致叶肉细胞内C3的含量减少(短时间内C3的生成量减少，而被还原消耗的C3的量不变)，C5的含量增多(短时间内 C5的生成量不变，而与CO2结合消耗的C5的量减少)，ATP和H的含量增多(短时间内ATP和H的生成量不变，而还原过程中消耗掉的ATP和H减少)。 考点3 影响光合作用的环境因素分析及其应用 要要 点点 归归 纳纳 (1)光照强度 曲线分析 A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。 应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。 图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点 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，提高光能利用率。 (3)温度 曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。 应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。 曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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而导致植物渗透失水而萎蔫。 应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 (5)水分 影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 感感 悟悟 拓拓 展展 农业生产中主要通过延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等途径提高光能利用率，如轮作、套种和间作等，合理密植。设法满足光合作用的各种环境因素，如利用大棚适当增加光照强度，提高CO2浓度和温度，来提高光合作用效率。 典例3 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是() 典典 例例 导导 悟悟 A如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移 B如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移 C如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移 D如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移 解析假定光照强度降低，要达到点a，则需要浓度更高的二氧化碳，a点应右移；假定光照强度升高，二氧化碳利用率升高，要达到点a，在二氧化碳浓度低一些的时候即可达到，a点应左移。另外，光照强度升高，则需要更高浓度的CO2才能达到最大光合作用强度，b点应右移。 答案D 变式训练3 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CO2浓度 C升高CO2浓度 D降低CO2浓度 答案D 解析细胞中的C5突然上升，说明是CO2的固定减少，C3的还原仍在继续，即光反应正常，故最可能的原因是CO2浓度降低。 考点4 实验专题“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析 要要 点点 归归 纳纳 制备滤纸条：取干燥处理过的定性滤纸，将滤 纸剪成宽略小于试管、长略大于 试管的滤纸条，并在一端剪去 两角，在距这一端1cm处用铅 笔画一条细的横线 观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是(由上到下)橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。(如图) 洗手 从色素带的位置知在层析液中溶解度的大小依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。 .在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)实验成功的关键 叶片要新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。 研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画一两次。 滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 (3)注意事项 剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手要干净、干燥(可以套上塑料袋)，以免污染滤纸。 加入的SiO2和CaCO3一定要少，否则滤液浑浊，杂质多，颜色浅，实验效果差。 根据试管的长度制备滤纸条，让滤纸条长度高出试管约1 cm，高出部分做直角弯折。 画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。 典例4 如图做色素层析分离的正确装置是() 典典 例例 导导 悟悟 解析色素分离的方法：划好滤液细线的滤纸条下端要插入层析液中，一是不要让滤液细线没入层析液中，因为色素易溶于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果；二是要盖上培养皿盖，防止层析液挥发，因为层析液中的石油醚、苯等化学药剂都有剧毒，会伤害操作者，而且也会影响色素分离效果，所以A、B、C都不符合实验要求。 答案D 变式训练4 某同学在做提取叶绿体色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是() 研磨不充分，色素未能充分提取出来 乙醇加入量太多，稀释了色素提取液 乙醇加入量太少，色素未提取出来 未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏 A B C D 答案B 解析提取绿叶中色素时，收集到的提取液呈淡绿色，其原因可能有以下几种：一是选取的叶片含色素少；二是研磨不充分，色素未能充分提取出来；三是提取液太多，使色素提取液浓度降低；四是未加碳酸钙，造成研磨过程中叶绿素分子被破坏。本题中的表述是正确的。方法警示探究方法警示探究 方方 法法 体体 验验 光照强度与光合速率的关系曲线图中各点含义 (1)补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，则补偿点应右移(左移)。 (2)饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则饱和点应右(左)移。光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克斯)光饱和时光照强度(千勒克斯)光饱和时CO2吸收量mg/100 cm2叶小时黑暗条件下CO2释放量mg/100cm2叶小时A植物12115.5B植物393015 (1)与B植物相比，A植物是在_光照条件下生长的植物，判断的依据是_。 (2)当光照强度超过9千勒克斯时，B植物光合速率_，造成这种现象的实质是_跟不上_反应。 (3)当光照强度为9千勒克斯时，B植物的总光合速率是_mg CO2/(100 cm2叶小时)。当光照强度为3千勒克斯时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为_mg CO2/(100 cm2叶小时)。 光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如图。 (4)若只留一张叶片， 其他叶片全部摘除，如图，则留下叶片的光合速率_，原因是_ _。 解析表格信息据光饱和时光强的数据大小阳生植物还是阴生植物。 总光合速率光饱和时CO2吸收量(净量)黑暗条件下CO2释放量(呼吸消耗)。 充分利用题干信息光合速率受光合产物从叶中运输速率影响这一条件。 (1)由表中可以看出A植物达到光补偿点或饱和点所需的光照强度比B植物所需光照强度低，因此A与B相比较而言，A植物所需光照强度弱。(2)当光照强度达到9千勒克斯时，达到B植物对光的最大要求。光照强度继续增加，光反应会继续加快，但暗反应已达到最大值，不会继续增加，从而影响了光合作用的强度。(3)光饱和时，B植物光合作用所需要的二氧化碳等于光照下吸收的二氧化碳的量与呼吸作用释放量的和，为301545。3千勒克斯时，A植物固定CO2的量为115.516.5，B植物固定CO2的量为15，二者差值为1.5。(4)其他叶片摘除后，结果期植物需要的大量营养由一个叶片提供，光合作用产物会迅速输出，从而光合速率增加。 方法技巧光合速率与呼吸速率 (1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。 (2)净光合速率和真正光合速率 净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示； 真正光合速率：常用一定时间内O2产生量，CO2固定量或有机物产生量来表示。 (3)光合速率与呼吸速率的关系 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 绿色组织在有光条件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。 真正光合速率净光合速率呼吸速率。 易易 错错 警警 示示 答案B 解析光合作用稳定时，ATP与ADP的转化也相互稳定；突然中断CO2的供给使C3骤减，ATP因失去作用对象而终止水解，此时的光反应继续利用ADP合成ATP。当ADP和NADP耗尽后，光反应也停止，不再产生O2。 错因分析本题易错之处是不能对光合作用(包括光反应和暗反应)过程涉及的诸多物质量的变化进行相互联系、动态分析，如本题中CO2供应的减少，导致暗反应减弱，从而影响光反应的进行。若要准确快速地判断相关物质是增加还是减少，最有效的办法就是动态理解教材中“光合作用过程的图解”。 纠错笔记光反应和暗反应中C3、C5、ATP和CO2之间的转化关系 (3)同理可分析并得出： 突然增强光照，CO2供应不变时，短时间内，ATP，ADP，C3，C5 突然增加CO2供应，光照不变，短时间内，ATP，ADP，C3，C5