生物分子与细胞 第3单元 细胞的代谢 第10讲 光合作用（必修1）.ppt

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1、生物课标版第10讲光合作用考点一捕获光能的色素与结构考点一捕获光能的色素与结构1.色素的种类和功能教材研读教材研读2.叶绿体(1)结构(2)功能:进行光合作用的主要场所。(3)功能验证:恩格尔曼的实验,好氧细菌只分布在叶绿体被光束照射的部位。考点二光合作用的原理及应用考点二光合作用的原理及应用一、光合作用的过程1.反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。2.过程光反应为暗反应提供H和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi。巧学妙记巧学妙记光合作用过程的“一、二、三、四”一个场所:叶绿体。两个阶段:光反应、暗反应。三种能量:光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能。四个物质变化:水光

2、解、ATP形成、CO2固定、C3还原。二、影响光合作用的因素1.光合作用强度(1)含义:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。(2)指标:单位时间内原料的消耗量或产物的生成量。2.影响光合作用的因素三、光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区别能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物1.判断下列有关叶绿体色素说法的正误。(1)(2016课标,4A)叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中。()(2)(2016江苏单科,17A)提取叶绿素时,研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸 破 坏 叶 绿 素。()(3)(2016江苏单科

3、,17B)即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作 用 色 素。()(4)(2015山东理综,3A)叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上 的 色 素 带 重 叠。()(5)(2016四川理综,3A)用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能 会 导 致 色 素 带 出 现 重 叠。()(6)(2016课标,4D)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合 成 受 阻 引 起 的。()(7)(2014海南单科,6B)生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片均含有类胡 萝 卜 素。()(8)(2016课标,4C)红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。()(9)(2013课标,

4、2D)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。()2.判断下列有关光合作用原理说法的正误。(1)(2016海南单科,10B)光合作用中O2的产生发生在光反应阶段。()(2)(2016海南单科,10C)光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应。()(3)(2015安徽理综,2C)暗反应中被还原的C3在有关酶的作用下,可再形成C5。()(4)(2014海南单科,7C)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原。()(5)(2015安徽理综,2B)光合作用中CO2可直接被H还原,再经过一系列的 变 化 形 成 糖 类。()(6)(2015北京理综,2D)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉。()(7)

5、(2014课标,2A)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,其叶绿体内O2的 产 生 停 止。()(8)光合作用和呼吸作用中均能产生H,二者还原的物质不同。()(9)(2014海南单科,9B)鱼可为植物的光合作用提供CO2。()(10)(2015山东理综,4D)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应CO2后 比 停 止 前 的 高。()(11)(2016海南单科,10A)温度和光照会影响CO2的同化速率。()(12)(2016海南单科,10D)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖。()突破一光合作用原理及应用突破一光合作用原理及应用考点突破考点突破一、光

6、反应与暗反应的联系1.光反应为暗反应提供H、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。2.反应式及元素去向分析:(1)光合作用总反应式(2)光合作用过程中O元素的转移途径O18O2C18O2C3(CO)+O14CO214C3(14CH2O)(4)光合作用过程中H元素的转移途径:H2OH(CH2O)+H2O名师点拨名师点拨(1)不要认为暗反应不需要光:光合作用的过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者在光下才能进行,并在一定范围内随着光照强度的增加而增强;后者在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物H和ATP,因此在无光条件下不

7、可以长期进行。(2)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲情况:一直光照10分钟黑暗10分钟;乙情况:光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物:甲情况下叶黄素含量D.室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量答案答案D提取叶片中的叶绿体色素,用纸层析法分离,滤纸条上从上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,两图相比较,室内叶片叶绿素较多,颜色偏绿,室外叶片叶绿素较少,颜色偏黄,A、B错误;根据色素带的宽度,可以看出室外植物叶片胡萝卜素含量叶黄素含量,C错误;室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量,D正确。4.(2016江苏扬州期末,22)某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿

8、体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了以下四种不同的层析结果。下列分析不合理的是()A.甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3答案答案C叶绿体中色素能溶解在有机溶剂中,几乎不溶于蒸馏水中,A正确;SiO2可使研磨充分,未加入SiO2,导致研磨不充分,获得的色素少,B正确;在滤纸条上距离点样处近的叶绿素含量比类胡萝卜素多,C错误;CaCO3可防止叶绿素被破坏,未加入CaCO3可导致叶绿素提取减少,D正确。突破三分类突破细胞呼吸与光合作用综合题突破三分类突破细胞呼吸与光合作用综合题一、光

9、合作用与细胞呼吸过程综合1.光合作用与细胞呼吸过程中H和ATP的来源和去向光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向为C3还原供能用于各项生命活动(植物C3的还原除外)2.C18O2、18O2、O中18O在光合作用和细胞呼吸中的转移(1)葡萄糖参与或生成的有氧呼吸与光合作用反应式:有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光合作用:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O(2)转移过程:18O2OC18O2C6O6+O二、光合作用与细胞呼吸曲线综合1.常考易错的植物“三率”(

10、1)植物“三率”间的内在关系呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。(2)植物“三率”的判定根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率,当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。根据关键词判定:检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放

11、量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(A点)。(2)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。(3)各点(段)的光合作用和呼吸作用分析曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸,不进行光合作用只在细胞质基质和线粒体从外界吸收O2,向外界排出CO2AB段(不含A、B点)呼吸量光合量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2,向外界排出CO2B点光合量=呼吸量与外界不发生气体交换B点之后光合量呼吸量从外界吸收CO2,向

12、外界释放O2此时植物可更新空气3.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线:开始进行光合作用的点:b。光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。开始积累有机物的点:c。有机物积累量最大的点:e。(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。该植物一昼夜表现为生长,其原因是点CO2浓度低于A点CO2浓度,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小,即植物光合作用呼吸作用,植物生长。三、光合作用与细胞呼吸实验综合1.实验法测定光合速率与呼吸速率(1)测定呼吸速率装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。玻璃钟罩遮光处理,以排除

13、光合作用干扰。置于适宜温度环境中。红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。(2)测定净光合速率装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用需求。必须给予较强光照处理,且温度适宜。红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。2.光合作用、细胞呼吸的常用实验研究方法(1)“黑白瓶法”:用黑瓶(无光照的一组)测得呼吸作用强度值,用白瓶(有光照的一组)测得净光合作用强度值,综合两者即可得到真光合作用强度值。(2)梯度法:用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。考向一光合作用与细胞呼吸过

14、程综合考向一光合作用与细胞呼吸过程综合1.下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是()A.过程产生H,过程消耗H,过程既产生也消耗HB.过程只发生在叶绿体基质,过程只发生在线粒体基质C.过程消耗CO2释放O2,过程消耗O2释放CO2D.若叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率,则甘蔗的干重必然增加答案答案A过程分别为光反应、暗反应和呼吸作用,光反应中水的光解产生H,暗反应中消耗H和ATP,呼吸作用中第一、二阶段产生H,第三阶段消耗H,A正确;暗反应只发生在叶绿体基质,过程发生在细胞质基质和线粒体,B错误;光反应不消耗CO2,只是释放O2,C错误;叶肉细胞内过程的速率大于过程的速

15、率,则甘蔗的干重不一定增加,因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量,而图示仅为叶肉细胞中能量和物质代谢,D错误。2.(2016湖南衡阳一中第二次月考,38)用同位素标记法研究光合作用和有 氧 呼 吸 过 程 中 氧 原 子 的 来 龙 去 脉,下 列 结 论 错 误 的 是 ()A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6答案答案D光合作用过程中氧气来自光反应过程中水的光解,因此产物O2中的O全部来自原

16、料中的H2O,A正确;光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段,其中的O全部来自原料中的CO2,B正确;有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由H与氧气结合形成的,因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,C正确;有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的,丙酮酸是葡萄糖分解产生的,因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水,D错误。考向二光合作用与细胞呼吸曲线综合考向二光合作用与细胞呼吸曲线综合3.如图表示不同条件下,植物叶肉细胞的CO2转移途径。某小组在密闭玻璃温室中进行植物栽培实验,他们对室内空气中的CO2含量进行24小时监测,并根据数据绘制了如图所示的曲线

17、。下列分析正确的是(忽 略 土 壤 微 生 物 代 谢 活 动 产 生 的 C O2量)()A.与曲线中a点相符B.与曲线中b点相符C.与曲线中c点相符D.与曲线中d点相符答案答案C据图分析:表示呼吸速率大于光合速率,曲线中a点只进行细胞呼吸,故A错误;表示只进行细胞呼吸,与曲线中a点相符,故B错误;表示光合速率等于呼吸速率,与曲线中b、c点相符,故C正确;表示光合速率大于呼吸速率,与曲线bc段(不含b、c点)相符,故D错误。4.(2016云南昆明摸底,2)夏季晴天,将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外,从凌晨0时开始,定期测定玻璃罩中某种气体含量,结果如图。下列分析正确的是()A.本实验测定

18、的气体是CO2B.该植物进行光合作用的起始时间是6时C.若9时和12时合成有机物的速率相等,则9时的呼吸速率小于12时的D.与0时相比较,24时该植物的干重减少答案答案C本实验测定的气体是O2,A错误;6时和18时的光合速率和呼吸速率相等,光合作用的起始时间应在6时之前,B错误;该曲线的斜率代表速率,9时的净光合速率大于12时的,若9时和12时真正光合速率相等,则9时的呼吸速率应小于12时的,C正确;24时的O2含量高于0时的,说明植物一昼夜内有机物的积累量大于零,D错误。考向三光合作用与细胞呼吸实验综合考向三光合作用与细胞呼吸实验综合5.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙

19、述正确的 是()A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量B.在光下,如果有气泡产生,可说明光合作用产生氧气C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验D.为了探究光照强度对光合作用的影响,用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化答案答案C试管中收集的气体量是光合作用的净产氧量,A错误;在光下有气泡产生不能确定是光合作用产生的氧气,B错误;为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验,C正确;探究光照强度对光合作用的影响时,距光源不同距离,应设置不同装置,观察气泡产生速率的变化,D错误。6.如图是将绿色植物置于密闭容

20、器内,探究植物代谢的影响因素的实验示意图。毛细管中水滴移动后移动针筒的位置,使水滴始终位于X的位置,针筒的读数可以显示容器内氧气体积的改变量(单位mL/h)(“+”表示增加,“-”表示减少):温度()1015202530354045适宜光照+4+12+20+32+29+15+9+5黑暗-4-6-11-17-25-35-23-18(1)黑暗条件下测定氧气的吸收量须将碳酸氢钠溶液换为。10时在适宜光照下该植物是否能正常生长?(填“是”或“否”),原因是。(2)该植物生长的最适温度是,而细胞呼吸消耗有机物最快的温度是。若此植物处于12小时光照,12小时黑暗的环境中,据上述实验数据,最适合该植物生长的

21、昼夜温度组合是。(3)若将实验装置中的碳酸氢钠溶液换为蒸馏水,在其他条件相同的情况下,植物的光合作用速率将(填“下降”或“上升”)。(3)下降解析解析(1)黑暗条件下植物只进行呼吸作用,有氧呼吸吸收氧气、释放二氧化碳,将容器内碳酸氢钠溶液换为氢氧化钠溶液,可以避免二氧化碳的干扰,测定植物有氧呼吸对氧气吸收的情况。10时在适宜光照下容器内氧气体积的改变量为+4mL/h,说明植物的光合作用速率大于呼吸作用速率,植物体内的有机物在积累,能正常生长。(2)光照条件下容器内氧气体积的改变量反映了净光合作用速率的大小,净光合作用速率越大,越有利于植物生长,从表中可知25时净光合作用速率最大,故25为植物生长的最适温度。在黑暗中一定时间内容器内氧气体积减答案答案(1)氢氧化钠溶液是此时光合作用速率大于呼吸作用速率(2)2535白天25、晚上10少最多的温度为呼吸作用消耗有机物最快的温度,35。白天植物有机物积累最多的温度(25)、晚上植物消耗有机物最少的温度(10),即为适合植物生长的昼夜温度组合。(3)碳酸氢钠溶液能给植物的光合作用提供二氧化碳,换成蒸馏水后,容器内的二氧化碳浓度会逐渐下降,最终导致光合作用速率下降。