高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第4節(jié) 能量之源-光與光合作用課件 新人教版必修1.ppt

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細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第5章 第4節(jié)能量之源 光與光合作用 紅光和藍(lán)紫光 藍(lán)紫光 暗反應(yīng)所需的酶 色素和光反應(yīng)所需的酶 葉綠體是光合作用的場(chǎng)所 二 光合作用的過(guò)程及意義1 反應(yīng)式 2 過(guò)程二者聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 光 色素 酶 類囊體薄膜 H O2 ATP ATP中活躍的化學(xué)能 酶 葉綠體基質(zhì) C3 CH2O 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 H 和ATP ADP Pi 光合作用探究歷程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 在光合作用的發(fā)現(xiàn)中 大多數(shù)科學(xué)家利用了對(duì)照實(shí)驗(yàn) 使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué) 準(zhǔn)確 薩克斯 自身對(duì)照 自變量為光照 一半曝光與另一半遮光 因變量為顏色變化 恩格爾曼 自身對(duì)照 自變量為光照 照光處與不照光處 黑暗與完全曝光 因變量為好氧菌的分布 魯賓和卡門 相互對(duì)照 自變量為標(biāo)記物質(zhì) HO與C18O2 因變量為O2的放射性 普利斯特利 缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)服力不強(qiáng) 雙選 德國(guó)科學(xué)家薩克斯先將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)進(jìn)行 饑餓 處理 消耗葉片中的淀粉 后 再把該葉片的一半遮光 另一半曝光 一段時(shí)間后 將該葉片用碘蒸氣處理 結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán) 曝光部分變藍(lán) 下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是 A 本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組B 有無(wú)光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因C 實(shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無(wú)淀粉狀態(tài)D 實(shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉 解析該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對(duì)照 A項(xiàng)錯(cuò)誤 該實(shí)驗(yàn)只能證明有淀粉的生成 但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案BC 雙選 將某植物 其葉片如下圖圖甲所示 放在黑暗中兩天后 根據(jù)圖乙所示 處理其中一塊葉片 然后將整株植物置于陽(yáng)光下4小時(shí) 取該葉片用酒精脫色處理后 滴加碘液顯色 下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是 A 該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示出X為藍(lán)色 Y為棕黃色B W和X兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要葉綠素C X和Y兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要水D Y和木塞夾著的部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要光 答案 AB 解析 X有色素 光 CO2 可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉 Y有色素 光 無(wú)CO2 不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉 X與Y相對(duì)照說(shuō)明光合作用需要CO2 1 光合作用過(guò)程的圖解 光合作用的過(guò)程 2 光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì) H 和ATP 暗反應(yīng)為光反應(yīng)也提供兩種物質(zhì) ADP和Pi 注意產(chǎn)生位置和移動(dòng)方向 光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng) 不用于其他生命活動(dòng) 沒(méi)有光反應(yīng) 暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行 所以晚上植物只進(jìn)行呼吸作用 不進(jìn)行光合作用 沒(méi)有暗反應(yīng) 有機(jī)物無(wú)法合成 生命活動(dòng)也就不能持續(xù)進(jìn)行 下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B 供給14CO2放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2 C3 甲C 結(jié)構(gòu)A釋放的O2可進(jìn)入線粒體中D 如果突然停止CO2的供應(yīng) 短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)增加 解析結(jié)構(gòu)A是基粒類囊體 是光反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所 B是葉綠體基質(zhì) 是暗反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所 B項(xiàng) 供給14CO2 先由C5固定成C3 再還原成甲 途徑為CO2 C3 甲 C項(xiàng) 結(jié)構(gòu)A釋放的O2先自由擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 再進(jìn)入線粒體中 D項(xiàng) 在光合作用中CO2首先和C5結(jié)合生成C3 如果突然停止CO2的供應(yīng) 則C3的生成量減少 而其消耗量不變 因此C3含量減少 而C5由于無(wú)法與CO2結(jié)合 其消耗量減少 而其生成量基本不變 因此C5短期內(nèi)會(huì)增加 答案D 2015屆煙臺(tái)統(tǒng)考 下圖為光合作用過(guò)程示意圖 在適宜條件下栽培小麥 如果突然將c降低至極低水平 其他條件不變 則a b在葉綠體中含量的變化將會(huì)是 A a上升 b下降B a b都上升C a b都下降D a下降 b上升 答案 B 解析 a b分別是 H 和ATP c是CO2 如果突然將c降低至極低水平 形成的C3減少 需要的a b減少 而a b的生成量不變 則a b在葉綠體中的含量都上升 影響光合作用速率的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用 2 同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期 曲線分析 隨幼葉發(fā)育為成熟葉片 葉面積增大 葉綠體不斷增多 葉綠素含量不斷增加 光合速率增大 老葉內(nèi)葉綠素被破壞 光合速率隨之下降 應(yīng)用 農(nóng)作物 果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉 殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉 都是根據(jù)其原理 可降低其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物 2 單因子變量對(duì)光合作用的影響 外界因素 1 光照強(qiáng)度 曲線分析 應(yīng)用 a 延長(zhǎng)光照時(shí)間 b 增加光合作用面積 如合理密植 c 陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低 如圖中虛線所示 間作套種農(nóng)作物 可合理利用光能 2 光質(zhì) 由于色素吸收可見(jiàn)光中的紅光和藍(lán)紫光多 吸收綠光最少 故單色光中 紅光下光合速率最高 藍(lán)紫光次之 綠光最差 不同波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用的影響是不同的 應(yīng)用 a 溫室大棚使用無(wú)色透明的玻璃 或薄膜 b 若要降低光合作用 則使用有色 如藍(lán)色或綠色 玻璃 或薄膜 3 CO2濃度 曲線分析 a 曲線表示在一定范圍內(nèi) 光合速率隨CO2濃度的增加而增大 但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后 光合速率不再增加 b A點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)的CO2濃度 即CO2補(bǔ)償點(diǎn) c B點(diǎn)表示CO2飽和點(diǎn) 限制B點(diǎn)的因素是酶的數(shù)量和酶最大活性及光照強(qiáng)度等環(huán)境因素 應(yīng)用 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過(guò) 正其行 通其風(fēng) 增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度 提高光合作用速率 4 溫度 溫度主要是通過(guò)影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率 如下圖 溫度對(duì)凈光合速率的影響低溫會(huì)影響光合酶的活性 植物凈光合速率較低 較高溫度使呼吸作用加強(qiáng) 凈光合速率下降 應(yīng)用 冬天 溫室栽培可適當(dāng)提高溫度 也可適當(dāng)降低溫度 白天調(diào)到光合作用最適溫度 以提高光合作用 晚上適當(dāng)降低溫室溫度 以降低細(xì)胞呼吸 保證植物有機(jī)物的積累 5 水分的供應(yīng) 影響 水是光合作用的原料 缺水既可直接影響光合作用 又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉 限制CO2進(jìn)入葉片 從而間接影響光合作用 應(yīng)用 根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉 6 必需元素的供應(yīng) 曲線分析 如下圖 在一定濃度范圍內(nèi) 增大必需元素的供應(yīng) 可提高光合作用速率 但當(dāng)超過(guò)一定濃度后 會(huì)因土壤溶液濃度過(guò)高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫 應(yīng)用 根據(jù)作物的需肥規(guī)律 適時(shí) 適量地增施肥料 可提高農(nóng)作物產(chǎn)量 3 多因子變量對(duì)光合作用速率影響的分析 曲線分析 P點(diǎn)時(shí) 限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子 隨其因子的不斷加強(qiáng) 光合速率不斷提高 當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí) 橫坐標(biāo)所表示的因素 不再是影響光合速率的因子 要想提高光合速率 可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法 應(yīng)用 溫室栽培時(shí) 在一定光照強(qiáng)度下 白天適當(dāng)提高溫度 增加光合作用酶的活性 提高光合速率 也可同時(shí)充入適量的CO2 進(jìn)一步提高光合速率 當(dāng)溫度適宜時(shí) 要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度可以提高光合速率 總之 可根據(jù)具體情況 通過(guò)提高光照強(qiáng)度 調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來(lái)充分提高光合速率 以達(dá)到增產(chǎn)的目的 下圖分別表示兩個(gè)自變量對(duì)光合速率的影響情況 除各圖中所示因素外 其他因素均控制在最適范圍內(nèi) 下列分析錯(cuò)誤的是 A 甲圖中a點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量B 乙圖中d點(diǎn)與c點(diǎn)相比 相同時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的生成量較多C 圖中M N點(diǎn)的限制因素均是光照強(qiáng)度 P點(diǎn)的限制因素是溫度D 丙圖中 隨著溫度的升高 曲線走勢(shì)將穩(wěn)定不變解析甲圖有兩個(gè)變量 光照強(qiáng)度和CO2濃度 a點(diǎn)后隨光照強(qiáng)度和CO2濃度的升高光合速率基本不變 說(shuō)明a點(diǎn)的限制因素不是光照強(qiáng)度和CO2濃度 可能是葉綠體中酶的數(shù)量 M點(diǎn)前后 光合速率隨光照強(qiáng)度的變化而變化 則其限制因素是光照強(qiáng)度 乙圖有光照強(qiáng)度和溫度兩個(gè)變量 其中d點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度較c點(diǎn)強(qiáng) 光反應(yīng)生成的ATP和 H 較多 促進(jìn)C3的還原 使C5生成量增多 因此C5與CO2結(jié)合生成C3的量也會(huì)增多 N點(diǎn)前后光合速率隨光照強(qiáng)度的變化而變化 其限制因素是光照強(qiáng)度 丙圖有光照強(qiáng)度和溫度兩個(gè)變量 每條曲線的后面都會(huì)隨著溫度的進(jìn)一步升高 曲線走勢(shì)將下降 P點(diǎn)前后光合速率隨溫度的變化而變化 其限制因素是溫度 答案D 2015屆汕頭金山中學(xué)期中 下圖是對(duì)某植物進(jìn)行光合作用研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖中a b c代表溫度 且a b c 代表CO2濃度 且 請(qǐng)回答 1 本實(shí)驗(yàn)的目的是研究 等因素對(duì)光合作用速率的影響 2 a b c中 一定超過(guò)了最適溫度的是 中 最接近最適CO2濃度的是 3 上圖中 曲線反映了該植物的 填 真 或 凈 光合作用強(qiáng)度 判斷的理由是 如果要判斷在CO2濃度為 光照強(qiáng)度為P 溫度為a的條件下 該植物白天是否能夠生長(zhǎng) 還需要獲得怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 4 如果要探究在溫度為b時(shí) 該植物光合作用所需的適宜CO2濃度 還需要保持 相同且適宜 并在適當(dāng)范圍內(nèi)設(shè)置 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 答案 1 光照強(qiáng)度 CO2濃度和溫度 2 a 3 真光照強(qiáng)度為0時(shí) 植物的光合作用強(qiáng)度也為0 如果是凈光合作用 則當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí) 光合作用強(qiáng)度應(yīng)為負(fù)值 其他合理表述也可 溫度為a時(shí)該植物的呼吸作用強(qiáng)度 4 光照強(qiáng)度等 無(wú)關(guān)變量CO2濃度梯度 1 區(qū)別 光合作用與呼吸作用的比較 3 光合速率與呼吸速率 1 呼吸速率的測(cè)定方法 植物置于黑暗環(huán)境中 測(cè)定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量 O2減少量或有機(jī)物減少量 2 凈光合速率和真正光合速率 凈光合速率 常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量 CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示 真正光合速率 常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量 CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示 3 光合速率與呼吸速率的關(guān)系 綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率 A點(diǎn) 綠色組織在有光條件下光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行 測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率 真正光合速率 凈光合速率 呼吸速率 4 表觀 凈 光合速率的測(cè)定方法 如下圖 條件 整個(gè)裝置必須置于光下 NaHCO3溶液的作用 玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定 滿足了綠色植物光合作用的需求 植物光合速率的測(cè)定指標(biāo) 植物通過(guò)光合作用釋放氧氣 使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大 毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移 單位時(shí)間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率 2015屆平頂山聯(lián)考 下圖表示某高等植物光合作用與呼吸作用過(guò)程中物質(zhì)變化的關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 A 2過(guò)程消耗的ATP來(lái)自1 3 4 5過(guò)程產(chǎn)生的ATPB 1 2過(guò)程發(fā)生在葉綠體中 3 4 5過(guò)程在線粒體中進(jìn)行C 1過(guò)程產(chǎn)生的NADPH參與2過(guò)程 3和4過(guò)程產(chǎn)生的 H 與氧結(jié)合產(chǎn)生水D 高等植物的所有細(xì)胞都能進(jìn)行1 2 3 4 5過(guò)程 解析圖中的1 2 3 4 5過(guò)程分別是光反應(yīng) 暗反應(yīng) 有氧呼吸第一階段 有氧呼吸第二階段 有氧呼吸第三階段 2過(guò)程消耗的ATP來(lái)自1 光反應(yīng) 過(guò)程產(chǎn)生的ATP 有氧呼吸產(chǎn)生的ATP用于其他生命活動(dòng) 有氧呼吸的場(chǎng)所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 而3則在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 高等植物的細(xì)胞中 只有含葉綠體和線粒體的細(xì)胞才可以進(jìn)行1 2 3 4 5過(guò)程 答案C 2014 梅州模擬 如圖表示某種植物的葉肉細(xì)胞中的甲 乙兩種細(xì)胞器及在這兩種細(xì)胞器中所進(jìn)行的生理活動(dòng)之間的關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 A 甲產(chǎn)生的ATP可以被乙利用 乙產(chǎn)生的ATP也可以被甲利用B 該葉肉細(xì)胞光合速率大于呼吸速率C 乙產(chǎn)生的CO2被甲利用至少要經(jīng)過(guò)8層磷脂雙分子層D 改變光照強(qiáng)度一定會(huì)改變甲細(xì)胞器中生理活動(dòng)的強(qiáng)度 答案 B 解析 從題圖來(lái)看 甲是葉綠體 乙是線粒體 甲產(chǎn)生的ATP只能用于光合作用暗反應(yīng)階段 乙產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用 A錯(cuò)誤 從圖中可以看出 葉綠體產(chǎn)生的O2除供給線粒體外 還向細(xì)胞外釋放 說(shuō)明光合速率大于呼吸速率 B正確 線粒體中產(chǎn)生的CO2被同一細(xì)胞中的葉綠體利用 至少要通過(guò)4層磷脂雙分子層 C錯(cuò)誤 當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到飽和點(diǎn)后 再增大光照強(qiáng)度 其他條件不變 則光合作用強(qiáng)度不變 D錯(cuò)誤 注 當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到某一點(diǎn)后 再增大光照強(qiáng)度 光合強(qiáng)度不增加 這一點(diǎn)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn) A 11B 2C 9D 20解析黑暗條件下CO2釋放量表示呼吸速率 A B植物的呼吸速率分別為6mg 100cm2葉 h 15mg 100cm2葉 h 在光照強(qiáng)度為3klx時(shí) A植物的真正光合速率 20 6 26 mg 100cm2葉 h B植物的真正光合速率為15 mg 100cm2葉 h 因此 當(dāng)光照強(qiáng)度為3klx時(shí) A植物與B植物固定的CO2量的差值為11 答案A 糾錯(cuò)1 表觀 凈 光合作用速率與真正光合作用速率的表示方法 1 凈光合速率 常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量 CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示 2 真正光合速率 常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量 CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示 2 表觀光合作用速率與真正光合作用速率的關(guān)系 1 綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率 A點(diǎn) 2 綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行 測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率 3 真正光合速率 凈光合速率 呼吸速率 A 丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生 H 的場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜B 在一晝夜內(nèi) 丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1 1mgC 在一晝夜后 乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D 在一晝夜內(nèi) 乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約為1 8mg 答案 BD 解析 丙瓶不透光 生物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸 產(chǎn)生 H 的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì) A錯(cuò)誤 甲瓶與丙瓶氧氣量的差表示丙瓶細(xì)胞呼吸耗氧的量 B正確 丙瓶不透光 一晝夜的時(shí)間內(nèi)水樣中生物均在進(jìn)行呼吸作用 乙瓶透光 有光照時(shí)水樣中生物會(huì)進(jìn)行光合作用 消耗部分呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳 因此一晝夜后 乙瓶水樣pH比丙瓶的高 C錯(cuò)誤 乙 丙瓶取自同一處 生物的種類和數(shù)量基本相同 細(xì)胞呼吸速率相同 乙瓶一晝夜的凈光合量用氧氣表示為0 7mg 細(xì)胞呼吸的量用氧氣表示為1 1mg 所以一晝夜乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量為1 8mg D正確 實(shí)驗(yàn) 綠葉中色素的提取和分離1 實(shí)驗(yàn)原理 1 各種色素能溶解在有機(jī)溶劑中 如無(wú)水乙醇 或丙酮 2 各種色素在層析液中的溶解度不同 隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度也不同 從而使各種色素相互分離 2 實(shí)驗(yàn)程序 解析圖中色素自上而下分別是胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a 葉綠素b 且色素含量的多少依次為 葉綠素a 葉綠素b 葉黃素 胡蘿卜素 圖 為正常葉片 圖 只是葉綠素含量少 是因?yàn)闆](méi)加入CaCO3 葉綠素被破壞 圖 無(wú)色素帶 可能是沒(méi)加丙酮 色素?zé)o法溶解 圖 各種色素的含量都有所減少 原因是沒(méi)加SiO2 葉片研磨不充分 答案B 答案 D 解析 色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中 SiO2可使菠菜葉研磨充分 CaCO3可防止葉綠素受到破壞 未加入SiO2或CaCO3時(shí) 會(huì)發(fā)生甲 乙圖示的現(xiàn)象 丙圖中色素含量基本為零 可能是誤用蒸餾水做提取液和層析液的結(jié)果 C正確 丁圖顯示含量最高的是葉黃素 實(shí)際上正常綠色葉片中葉綠素a和葉綠素b多 D錯(cuò)誤