2011高考生物一轮复习课件：必修一5-4能量之源光与光合作用

第4节 能量之源光与光合作用,一、色素的种类及作用 绿叶中的色素有叶绿素和类胡萝卜素两类，前者包括 和 两种，含量约占3/4，主要吸收 ；后者包括 两种，含量约占1/4，主要吸收蓝紫光。,叶绿素a,叶绿素b,红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄,素,1正常植物的叶片为什么呈绿色？秋天有些植物的叶片变黄的原因是什么？,二、叶绿体的结构和功能 1结构 (1)一般呈扁平的椭球形或球形，具有 ，内部有基粒和 ，基粒是由 堆叠而成。 (2)吸收光能的色素分布于 ，与光合作用有关的酶分布在 。 2功能：是进行 的场所。,双层膜,基质,类囊体,类囊体薄膜,叶绿体基质和类囊体薄膜上,光合作用,三、光合作用的探究历程 1直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水是植物建造自身的原料。 21771年，英国的普利斯特利的实验证实： 可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。 31779年，荷兰的英格豪斯证明了 在更新空气中不可缺少。 41864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有 。,植物,阳光和绿叶,淀粉,51939年，美国的鲁宾和卡门利用 证明了光合作用释放的氧气来自水。 620世纪40年代，美国的卡尔文利用同位素技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。,同位素标记法,2萨克斯实验是怎么对照的？实验组和对照组分别是什么？,四、光合作用的过程 1光合作用反应式：,2光合作用的过程 (1)光反应 条件： 场所：叶绿体囊状结构薄膜上 能量变化：光能 中活跃的化学能,光、色素、酶,ATP,(2)暗反应 场所：叶绿体的基质中 条件： 能量变化：ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,H、ATP、酶(多种),3光合作用强度 (1)概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的数量。 (2)影响因素 、土壤中的水、 和光(光的光照强度、光照时间的长短和光质) 3暗反应阶段有光无光都可以进行，是否可以说暗反应与光反应没有关系。,CO2浓度,矿质,元素,五、化能合成作用 1概念：某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造 的合成作用。 2实例：硝化细菌能利用 氧化成HNO2和HNO3时所释放的能量，将CO2和水合成为糖类。 3自养生物和异养生物 (1)自养生物：绿色植物和硝化细菌都能将无机物合成有机物，因此属于自养生物。 (2)导养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中 来维持自身的生命活动，属于异养生物。,有机物,NH3,有机物,4化能合成作用与光合作用有何异同？,思考探讨提示： 1叶绿体中叶绿素的含量多，且对绿光吸收最少，故呈绿色。秋天气温低，叶绿素分解，而类胡萝卜素稳定，呈现黄色。 2萨克斯实验中叶片事先处于黑暗中，对于遮光组，仍处于黑暗状态下，相当于不做处理，故为对照组：而曝光组，从黑暗状态下转变为光照下，相当于给予了光照处理，应为实验组。当然也可如此判断：该实验研究的因素是光照，故用光照处理的即为实验组。,3不可以。因为光反应是暗反应的基础，为暗反应提供ATP和H，如果没有光反应则暗反应不能长时间进行。 4相同点：都能将无机物合成有机物，即都是自养生物。 不同点：在合成有机物时利用的能量不同，绿色植物利用光能，硝化细菌利用无机物氧化时释放的化学能。,一、探究实验：叶绿体中色素的提取和分离 实验原理 (1)绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂(无水乙醇或丙酮)中，而不溶于水，从而使色素从生物组织中脱离出来。 (2)各种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度也不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素分离开。,实验步骤 提取色素：称量5 g绿色叶片并剪碎,操作要点 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23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。,1(2009年广东华南师大附中水平测试)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，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到右图结果，则1、2、3、4四条色带依次表示 ( ),A胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b C叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素 D叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素 【解析】 色素随层析液扩散形成1、2、3、4四条不同色素带，色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同，溶解度大的扩散速度快，位于最外圈即图中色素带1,1是胡萝卜素；溶解度小的扩散速度慢，位于最里圈的是叶绿素b,2、3分别是叶黄素和叶绿素a。 【答案】 A,2(2010年泰安一中检测)下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是( ),A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发 B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁) C四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大 D四种色素中，丙和丁主要吸收红光 【答案】 B,二、光合作用的过程 1光合作用过程图解,2反应式及元素去向,3光反应与暗反应比较,(1)不同条件下，叶绿体中C3、C5、H、ATP及(CH2O)合成量的动态变化,(2)光合作用强度表示方法 单位时间内光合作用产生糖的数量。 单位时间内光合作用吸收CO2的量。 单位时间内光合作用放出O2的量。,3(2010年郑州模拟)下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点与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,4(2010年山东省诸城一中)如下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是 ( ),A曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高 B曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高 C在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合效率 D曲线中c点产生的限制因素可能是叶绿体中酶数量 【答案】 A,三、影响光合作用的外界因素及应用 1光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。,曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。 AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长)。,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。称C点对应的光照强度为光饱和点。 应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。,2CO2浓度,(1)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。 (2)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,(1)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。 (2)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。,4必需元素供应 (1)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。 (2)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 (1)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。 (2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。,5下列曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是 ( ),A图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低 B图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低 C图中Z因素(Z3Z2Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度 D图中Y因素最有可能代表光照强度,【解析】 图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是不会立即下降。 【答案】 D,6(2009年杭州模似)植物的生理活动受多种因素影响，下列叙述中不正确的是 ( ),A若适当提高温度，则Y点应向右移动 B若曲线表示阴生植物，则Y点应向左移动 C若横坐标为CO2浓度，曲线表示C4植物，则Y点应向左移动 D处于Y点时细胞中能产生ATP的细胞器只有线粒体 【答案】 D,四、光合作用与有氧呼吸的比较 1区别与联系,2.光合作用与细胞呼吸的计算 (1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。 (2)在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率表观光合速率呼吸速率。如图所示：,(3)呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。 (4)一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸释放的CO2量。,7(2009年日照)如图表示在不同光照强度下某植物的氧气释放速率。该植物在2 000 lx光照强度下，每小时光合作用所产生的氧气量(mL)是 ( ),A17 B12 C18 D23 【解析】 真正光合速率净光合速率呼吸速率，所以在2 000 lx光照强度下，每小时光合作用产生的氧气量是：17623 mL。 【答案】 D,(2008年海南高考卷)关于叶绿体色素在光合作用过程中的作用的描述，错误的是 ( ) A叶绿体色素与ATP的合成有关 B叶绿体色素参与ATP的分解 C叶绿体色素与O2和H的形成有关 D叶绿体色素能吸收和传递光能,【解析】 叶绿体中的色素可吸收光能并将光能转化为ATP中活跃化学能，叶绿体中色素吸收光能后可将H2O光解，产生O2和H，但ATP水解过程不需色素参与。 【答案】 B,(2009年广东理基)在晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，其主要原因是 ( ) AO2浓度过低 BO2浓度过高 CCO2浓度过低 DCO2浓度过高,【解析】 晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，随着光合作用的进行，消耗了大量的CO2，引起暗反应的原料不足，致使光合速率仍然较低。 【答案】 C,(2007年高考山东卷)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是( ),A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时