2011高考生物一轮复习课件：必修1-第5章--细胞的能量供应和利用-第4节--能量之源——光与光合作用

答案:,议一议：(1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？(2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？ 答案：(1)不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。 (2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。,想一想：“叶绿体是高等植物进行光合作用的主要场所”，这句话表述是否确切？ 答案：不确切。叶绿体不仅含有捕捉光能的4种色素，而且含有多种与光合作用有关的酶，并且具有在光合作用中吸收CO2释放O2的特性。可见，光合作用全过程都在叶绿体内进行。,答案:,答案:,猜一猜：按照如图所示的方式来观察滤液，会看到什么现象？ 答案：A装置称为在透射光下观察，滤液呈绿色，B装置称为在反射光下观察，滤液呈红色。我们把这种叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象称为荧光现象。,答案：光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的叶面积) 在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消耗多少CO2 ) 。 它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人 们测得的CO2 吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，叫表观光 合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中 吸收的CO2的量，加上呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际同化 的CO2的量。表观光合速率小于真正光合速率。,议一议：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？,1光能在叶绿体中的转换 (中国地图版),2光合作用的C4途径 (浙江科技版) (1)C3植物与C4植物 绿色植物的光合作用中，CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中的植物叫C4植物，如玉米、甘蔗、高粱等。仅形成C3的植物叫C3植物，如小麦、水稻、大豆等。 (2)C4途径磷酸烯醇式丙酮酸PEP，是一种三碳化合物。固定一个CO2后形成一个C4，这是C4途径，进入维管束鞘细胞的叶绿体后，释放出一个CO2，又被一个C5固定形成两个C3，这是C3途径。,注意：在C4植物光合作用中既有C4途径，又有C3途径，C4途径发生在叶肉细胞的叶绿体中，C3途径发生在维管束鞘细胞的叶绿体中，两者共同完成CO2的固定。,1. 色素分子的作用有何主要不同？ 【提示】 色素分子都能吸收和传递光能，但能够转换光能的仅是少数叶绿素a分子，它接受光能后处于激发态，易失去电子而变为强氧化剂，于是就从周围水分子中夺得电子恢复原状，水则被分解。所以H2O是最初电子供体，ATP、NADP是最终电子受体。,2光合作用过程中，哪些过程需要酶的参与？ 【提示】 光合作用中色素的吸收、传递、转化过程中不需要酶的催化，而ATP的形成、CO2的固定、CO2的还原离不开酶的催化。 3C4途径有何意义？ 【提示】 C4途径中能够固定CO2的酶(PEP羧化酶)对CO2的亲和力比C3途径中的有关酶的亲和力大得多，所以能利用低浓度的CO2。特别在高温、光照强烈和干旱的条件下，C4植物仍能进行光合作用。,1结构与功能的关系 (1)基粒和类囊体增大了受光面积。 (2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。 (3)基质中含有与暗反应有关的酶。 2色素的分布与作用 (1)分布：叶绿体中的色素都分布于类囊体的薄膜上。,(2)作用：色素可吸收、传递光能，少数处于特殊状态的叶绿素a可实现光合作用中光能电能的转换。 3色素与吸收光谱,特别提醒: 叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收 量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 4.不同颜色温室大棚的光合效率 (1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色 光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。 (2)色素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,5影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (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。,应用指南： (1)应用叶绿体色素吸收光谱的特点设计实验探究植物在哪种颜色的光照下光合效率(产生O2多)高。 (2)应用影响叶绿素合成的因素设计实验验证叶绿素合成需要适 宜的光照、温度等外界条件。 6. 叶绿体功能的实验验证 (1)实验过程及现象,(2)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。 (3)实验分析 本实验设计的巧妙之处在于： 选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。 没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。 设置了对照实验,1右图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是( ) A类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B叶绿素、类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、类胡萝卜素的吸收光谱 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。 答案：B,1光合作用过程图解 2反应式及元素去向 (1)氧元素： (2)碳元素：CO2C3(CH2O) (3)氢元素：H2OH(CH2O),3光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP和O2及(CH2O)含量的影响。,总结如下：,特别提醒：以上各物质含量的变化是在外界条件改变的短时间内发生的，且是相对含量的变化。,2图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光 合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。 据图回答：( ) (1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用 主要_。 (2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。 若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_ 。,图1,图2,(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是： _。 (4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是：_。,解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是H和ATP，由此可确定A是H，H是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。 (2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14 CO2的同化途径为 14 CO214C3(14CH2O)。 (3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，H和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。,答案：(1)H 水在光下分解 用于C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O) (3)C3 CO2与C5结合形成C3继续进行和C3不能被还原 (4)C5 C5与(CH2O)结合形成C3量不变，且C3不能被还原为C5,1.单因子影响,2.多因子影响,3下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答： (1)甲图表示在光照弱的情况下，光合作用随_的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是_阶段。,(2)从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速度不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。 (3)图乙中C点表示光照强度为B时，是植物生长的_，出现CD段的原因是_。 (4)请在图甲中绘制50 时植物光合作用速度变化的曲线。 (5)根据甲图，在图乙中绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。,解析：光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等影响，本题只研究了光照强度和温度对光合作用的影响，由图甲可以看出，光照弱时，光合速率随光照强度的增 加而上升，此时影响的外界条件主要是光反应，而与温度无关。而当光照强度超过某一值时，温度又成了限制因素。由图乙看出，在50 时光合速率大于20 而小于30，可在图甲中相应画出，由图甲看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。,答案：(1)光照强度 光反应 (2)温度 暗反应 (3)最适温度 酶活性降低，光合作用速率降低 (4)如图 (5)如图,1光合作用与细胞呼吸的区别与联系,2.H和ATP的来源、去路的比较,3.光合作用速率与呼吸作用速率 (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。 关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：,A光合作用产氧量氧气释放量细胞呼吸耗氧量 B光合作用固定CO2量CO2吸收量细胞呼吸释放CO2量 C光合作用葡萄糖产生量葡萄糖积累量(增重部分)细胞 呼吸消耗葡萄糖量 特别提醒: 植物所有的生活过程都受温度的影响。在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。但是温度对光合作用和呼吸作用的影响不同(如图所示)，所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。,4下图表示高等植物光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法正确的有( ) A2过程消耗的ATP来自1、3、4、5过程产生的ATP B1、2过程在叶绿体中，3、4、5过程在线粒体中进行 C1过程产生的H参与2过程，3和4过程产生的H与氧结合产 生水 D高等植物所有的细胞都可以进行1、2、3、4、5过程,解析：本题考查光合作用与呼吸作用的过程。2过程消耗的ATP来自1过程，A选项错误；3过程在细胞质基质中进行，B选项错误；并非高等植物所有的细胞都可以进行光合作用，如高等植物的根尖细胞不能进行光合作用，D选项错误。 答案：C,5将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1h(光强相同)，测其重量变化，得到如下表的数据。可以得出的结论是( ) A该植物光合作用的最适温度约是27 B该植物呼吸作用的最适温度约是29 C2729下的净光合速率相等 D30下的真正光合速率为2 mg/h,解析：绿叶在黑暗中只进行呼吸作用消耗有机物，29时消耗的有机物最多，故为其最适温度。光照下绿叶光合、呼吸都进行，这样暗处理1h，再光照1h，即光合作用1h,呼吸作用进行了2h，所以不同温度下真正光合速率分别是：275mg,287mg, 299mg，303mg；净光合速率分别是4mg、5mg、6mg、2mg。所以，只有B项正确。 答案：B,【例1】 (2009·安徽卷，1)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 BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中 CCO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D光