高考生物一輪復習講義 33 能量之源光與光合作課件 新人教版必修1
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1、高考目標導航高考目標導航 方法警示探究方法警示探究 考情考點探究考情考點探究 基礎(chǔ)知識探究基礎(chǔ)知識探究方法警示探究方法警示探究課后強化作業(yè)課后強化作業(yè) 核心考點探究核心考點探究 高考目標導航高考目標導航 最最 新新 考考 綱綱 熱熱 點點 透透 視視 4光合作用與細胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及相互關(guān)系 5影響光合作用和細胞呼吸的因素分析及相關(guān)實驗設(shè)計 6光合色素的種類、顏色、生理作用及實驗 7細胞呼吸方式的檢驗以及糧食、果蔬貯存的原理與應用考情考點探究考情考點探究 考考 情情 回回 顧顧 題型年份及考卷考點選擇題2010全國、山東、廣東卷光合作用的過程及影響因素2011福建、全國卷非選擇題2010
2、福建、安徽、浙江2011全國卷光合作用原理和有關(guān)實驗2011安徽、2010浙江、江蘇卷光合作用與細胞呼吸的關(guān)系 考考 點點 直直 擊擊 項目內(nèi)容要求考點1.光合作用的基本過程2.影響光合作用速率的環(huán)境因素重難點1.明確光反應和暗反應兩個階段及整個光合作用過程的物質(zhì)變化和能量變化2.理解光合作用的實質(zhì)、意義和應用 高高 考考 回回 眸眸 1.(2010天津理綜,1)在葉肉細胞中,CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是() 葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜 AB C D 答案A 解析考查光合作用、細胞呼吸的過程及其特點。葉肉細胞中CO2的固定屬于光合作用中的暗反應階段,暗反應的場所是葉綠體基質(zhì);葉肉
3、細胞中CO2是有氧呼吸的第二階段或是無氧呼吸的第二階段產(chǎn)生的,其場所分別是線粒體基質(zhì)和細胞質(zhì)基質(zhì)。 2(2010上海)右圖中代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結(jié)果,則下圖所示結(jié)果最有可能來自于() A水培的洋蔥葉 B生長的柳樹幼葉 C培養(yǎng)的衣藻 D秋冬的銀杏落葉 答案D 解析新鮮菠菜葉中的光合色素含量充足完整,據(jù)圖可知,濾紙上的四條色素帶完整,從上到下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。圖濾紙上的色素帶不完整,只有胡蘿卜素、葉黃素。秋冬的銀杏落葉呈黃色(或橙黃色),這是由于低溫破壞了葉綠素所致,因此葉片中幾乎不含葉綠素。其他選項中的材料中都含有充足的四種色素。 3(2011福建高考,2)下
4、圖是夏季晴朗的白天,玉米和花生凈光合速率(單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線,下列敘述錯誤的是() A在9:3011:00之間,花生凈光合率下降的原因是暗反應過程減緩 B在11:0012:30之間,花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的多 C在17:00時,玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同 D在18:30時,玉米既能進行光反應,也能進行暗反應 答案B 解析考查影響光合作用的因素和凈光合量與總光合量的關(guān)系。A為了降低蒸騰作用,花生葉片大部分氣孔關(guān)閉,CO2收量減少,所以暗反應減緩。B在這個時間內(nèi)玉米的凈光合速率是大于花生的,所以有機物積累量也是多于花生的。C由于這時兩者的凈光合量
5、相等,所以凈產(chǎn)生O2量也是相等的。D18:30時玉米的凈光合速率是0,說明此時總光合速率等于呼吸速率,所以既有光反應也有暗反應。基礎(chǔ)知識探究基礎(chǔ)知識探究 自自 主主 梳梳 理理 互互 動動 探探 究究 1.正常楊樹的葉為什么呈綠色?秋季為什么變黃了? 2為什么瓜果大棚用無色頂棚,而蔬菜類用藍色的? 2綠色植物和硝化細菌在代謝方面有什么異同點?核心考點探究核心考點探究 要要 點點 歸歸 納納 (2)溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性,進而影響葉綠素的合成。低溫時,葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。 (3)必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成,葉變黃。另
6、外,F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導致葉綠素合成受阻,葉變黃。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)設(shè)置了對照實驗 自變量:光照(照光處與不照光處;黑暗與完全曝光) 因變量:好氧細菌的分布 (3)實驗結(jié)論 葉綠體是進行光合作用的場所。 O2是由葉綠體釋放的。 典典 例例 導導 悟悟 少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a對420 nm、670 nm光的轉(zhuǎn)換率較高 在晚間用大約550 nm波長的綠光照射行道樹,目的是通過植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度 據(jù)圖可知,用白光中450 nm左右波長的光比折光更有利于提高光合作用強度 土壤中缺乏鎂時,420 nm470 nm左右波長的光的利用量顯著
7、減少 由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后,葉綠體中C3的量減少 A B C D 解析由圖可知,葉綠素a的吸收高峰為420 nm和670 nm,葉綠素b的吸收高峰為470 nm和640 nm左右,少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能轉(zhuǎn)換光能,在420 nm和670 nm時轉(zhuǎn)換效率較高。葉綠體色素不吸收綠光;白光中各種波長的光都有,其光合作用效率高于某一單色光。葉綠素中含Mg,缺Mg導致葉綠素不能合成,相應波段的光的吸收值下降。550 nm波長的光吸收值低,而670 nm的光吸收值高,葉綠素a轉(zhuǎn)換的光能多,生成的ATP多,還原的C3增多,故葉綠體中C3含量減少。 答案A 變式訓練1 下圖表示葉綠
8、體中色素的吸收光譜。甲、乙兩圖分別是() A胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜 B葉綠素、胡蘿卜素的吸收光譜 C葉黃素、葉綠素的吸收光譜 D葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜 答案B 解析葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,在光譜上有兩個吸收區(qū)域;胡蘿卜素主要吸收藍紫光,在光譜上有一個吸收區(qū)域,據(jù)此可做出正確判斷。 要要 點點 歸歸 納納 考點2 光合作用的過程及應用 項目光反應暗反應實質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學能,并放出O2同化CO2形成有機物 時間短促,以微秒計較緩慢條件需色素和光不需色素和光,需要多種酶場所在葉綠體內(nèi)的基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上進行在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進行 感感 悟悟 拓拓 展展 項目條件C3C5H和ATP(CH
9、2O)合成量光照不變停止CO2供應減少增加增加減少或沒有光照不變CO2供應增加增加減少減少增加光照不變,CO2供應不變,(CH2O)運輸受阻增加減少增加減少停止光照CO2供應不變增加下降減少或沒有減少或沒有突然光照CO2供應不變減少增加增加增加 典典 例例 導導 悟悟 解析光反應是在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上進行的,該過程必須在有光的條件下才能進行;暗反應是在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進行的,該過程有光無光均可。 答案D 變式訓練2 如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強度隨時間變化的曲線圖,C點和B點相比較,葉肉細胞內(nèi)的C3、C5、ATP和H的含量發(fā)生的變化依次是() A升、 升、升、升 B降、降、降、降 C
10、降、升、升、升 D升、升、降、降 答案C 解析光反應和暗反應中 C3、C5、ATP、ADP四種物質(zhì)與光反應條件中的光和暗反應條件中的CO2之間的關(guān)系。 C點與B點相比由于氣溫升高, 氣孔關(guān)閉,CO2的吸收量減少,導致葉肉細胞內(nèi)C3的含量減少(短時間內(nèi)C3的生成量減少,而被還原消耗的C3的量不變),C5的含量增多(短時間內(nèi) C5的生成量不變,而與CO2結(jié)合消耗的C5的量減少),ATP和H的含量增多(短時間內(nèi)ATP和H的生成量不變,而還原過程中消耗掉的ATP和H減少)。 考點3 影響光合作用的環(huán)境因素分析及其應用 要要 點點 歸歸 納納 (1)光照強度 曲線分析 A點:光照強度為0,此時只進行細胞
11、呼吸,釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。 AB段:隨光照強度增強,光合作用強度也逐漸增強,CO2釋放量逐漸減少,這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。 B點:細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,即光合作用強度等于細胞呼吸強度(光照強度只有在B點以上時,植物才能正常生長),B點所示光照強度稱為光補償點。 BC段:表明隨著光照強度不斷加強,光合作用強度不斷加強,到C點以上不再加強了,C點所示光照強度稱為光飽和點。 應用:陰生植物的B點前移,C點較低,如圖中虛線所示,間作套種農(nóng)作物的種類搭配,林帶樹種的配置,可合理利用光能;適當提高光照強度可增加
12、大棚作物產(chǎn)量。 曲線分析:圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大,但當CO2濃度增加到一定范圍后,光合作用速率不再增加。 圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2補償點;圖2中的A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。 圖1和圖2中的B和B點都表示CO2飽和點 應用:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行,通其風”,增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度,提高光能利用率。 (3)溫度 曲線分析:溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。 應用:冬天,溫室栽培可適當提高溫度,溫室栽培也可適當降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合作用;晚
13、上適當降低溫室溫度,以降低細胞呼吸,保證植物有機物的積累。 曲線分析:在一定濃度范圍內(nèi),增大必需元素的供應,可提高光合作用速率,但當超過一定濃度后,會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水而萎蔫。 應用:根據(jù)作物的需肥規(guī)律,適時、適量地增施肥料,可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 (5)水分 影響:水是光合作用的原料,缺水既可直接影響光合作用,又會導致葉片氣孔關(guān)閉,限制CO2進入葉片,從而間接影響光合作用。 應用:根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。 感感 悟悟 拓拓 展展 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過延長光照時間,增加光照面積和增強光合作用效率等途徑提高光能利用率,如輪作、套種和間作等,合理密植。設(shè)法滿足光合作用的各種環(huán)境因素
14、,如利用大棚適當增加光照強度,提高CO2濃度和溫度,來提高光合作用效率。 典例3 將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室,調(diào)節(jié)小室CO2濃度,在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度(以CO2吸收速率表示),測定結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述,正確的是() 典典 例例 導導 悟悟 A如果光照強度適當降低,a點左移,b點左移 B如果光照強度適當降低,a點左移,b點右移 C如果光照強度適當增加,a點右移,b點右移 D如果光照強度適當增加,a點左移,b點右移 解析假定光照強度降低,要達到點a,則需要濃度更高的二氧化碳,a點應右移;假定光照強度升高,二氧化碳利用率升高,要達到點a,在二氧化碳濃度低一些的時候即可達
15、到,a點應左移。另外,光照強度升高,則需要更高濃度的CO2才能達到最大光合作用強度,b點應右移。 答案D 變式訓練3 在正常條件下進行光合作用的某植物,當突然改變某條件后,即可發(fā)現(xiàn)其葉肉細胞內(nèi)五碳化合物含量突然上升,則改變的條件是() A停止光照 B停止光照并降低CO2濃度 C升高CO2濃度 D降低CO2濃度 答案D 解析細胞中的C5突然上升,說明是CO2的固定減少,C3的還原仍在繼續(xù),即光反應正常,故最可能的原因是CO2濃度降低。 考點4 實驗專題“綠葉中色素的提取和分離”的實驗分析 要要 點點 歸歸 納納 制備濾紙條:取干燥處理過的定性濾紙,將濾 紙剪成寬略小于試管、長略大于 試管的濾紙條
16、,并在一端剪去 兩角,在距這一端1cm處用鉛 筆畫一條細的橫線 觀察結(jié)果:濾紙條上色素帶有四條,分別是(由上到下)橙黃色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b。(如圖) 洗手 從色素帶的位置知在層析液中溶解度的大小依次為:胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b。 .在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)實驗成功的關(guān)鍵 葉片要新鮮,顏色要深綠,含有較多色素。 研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定,易被活細胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂,提取較多的色素。 濾液細線不僅要求細、直,而且要求含有較
17、多的色素,所以要求待濾液干后再畫一兩次。 濾液細線不能觸及層析液,否則色素溶解到層析液中,濾紙條上得不到色素帶。 (3)注意事項 剪取干燥的定性濾紙,雙手盡量不要接觸紙面,手要干凈、干燥(可以套上塑料袋),以免污染濾紙。 加入的SiO2和CaCO3一定要少,否則濾液渾濁,雜質(zhì)多,顏色淺,實驗效果差。 根據(jù)試管的長度制備濾紙條,讓濾紙條長度高出試管約1 cm,高出部分做直角彎折。 畫濾液細線時,用力要均勻,速度要適中。 典例4 如圖做色素層析分離的正確裝置是() 典典 例例 導導 悟悟 解析色素分離的方法:劃好濾液細線的濾紙條下端要插入層析液中,一是不要讓濾液細線沒入層析液中,因為色素易溶于層析
18、液中,導致色素帶不清晰,影響實驗效果;二是要蓋上培養(yǎng)皿蓋,防止層析液揮發(fā),因為層析液中的石油醚、苯等化學藥劑都有劇毒,會傷害操作者,而且也會影響色素分離效果,所以A、B、C都不符合實驗要求。 答案D 變式訓練4 某同學在做提取葉綠體色素的實驗時,收集到的色素提取液為淡綠色。分析產(chǎn)生該結(jié)果的可能原因是() 研磨不充分,色素未能充分提取出來 乙醇加入量太多,稀釋了色素提取液 乙醇加入量太少,色素未提取出來 未加碳酸鈣粉末,葉綠素分子已被破壞 A B C D 答案B 解析提取綠葉中色素時,收集到的提取液呈淡綠色,其原因可能有以下幾種:一是選取的葉片含色素少;二是研磨不充分,色素未能充分提取出來;三是
19、提取液太多,使色素提取液濃度降低;四是未加碳酸鈣,造成研磨過程中葉綠素分子被破壞。本題中的表述是正確的。方法警示探究方法警示探究 方方 法法 體體 驗驗 光照強度與光合速率的關(guān)系曲線圖中各點含義 (1)補償點含義:光合作用等于呼吸作用,若改變某一因素(如光照、CO2濃度),使光合作用增大(減小),而呼吸作用不受影響,則補償點應左移(右移);若改變某一因素(如溫度),使呼吸作用增大(減小),則補償點應右移(左移)。 (2)飽和點含義:當橫坐標對應的因素對光合作用最大值不產(chǎn)生影響時,若改變某一因素使光合作用增大(減小),則飽和點應右(左)移。光合速率與呼吸速率相等時光照強度(千勒克斯)光飽和時光照
20、強度(千勒克斯)光飽和時CO2吸收量mg/100 cm2葉小時黑暗條件下CO2釋放量mg/100cm2葉小時A植物12115.5B植物393015 (1)與B植物相比,A植物是在_光照條件下生長的植物,判斷的依據(jù)是_。 (2)當光照強度超過9千勒克斯時,B植物光合速率_,造成這種現(xiàn)象的實質(zhì)是_跟不上_反應。 (3)當光照強度為9千勒克斯時,B植物的總光合速率是_mg CO2/(100 cm2葉小時)。當光照強度為3千勒克斯時,A植物與B植物固定的CO2量的差值為_mg CO2/(100 cm2葉小時)。 光合速率也受光合產(chǎn)物從葉中輸出速率的影響。某植物正處于結(jié)果期,如圖。 (4)若只留一張葉片
21、, 其他葉片全部摘除,如圖,則留下葉片的光合速率_,原因是_ _。 解析表格信息據(jù)光飽和時光強的數(shù)據(jù)大小陽生植物還是陰生植物。 總光合速率光飽和時CO2吸收量(凈量)黑暗條件下CO2釋放量(呼吸消耗)。 充分利用題干信息光合速率受光合產(chǎn)物從葉中運輸速率影響這一條件。 (1)由表中可以看出A植物達到光補償點或飽和點所需的光照強度比B植物所需光照強度低,因此A與B相比較而言,A植物所需光照強度弱。(2)當光照強度達到9千勒克斯時,達到B植物對光的最大要求。光照強度繼續(xù)增加,光反應會繼續(xù)加快,但暗反應已達到最大值,不會繼續(xù)增加,從而影響了光合作用的強度。(3)光飽和時,B植物光合作用所需要的二氧化碳
22、等于光照下吸收的二氧化碳的量與呼吸作用釋放量的和,為301545。3千勒克斯時,A植物固定CO2的量為115.516.5,B植物固定CO2的量為15,二者差值為1.5。(4)其他葉片摘除后,結(jié)果期植物需要的大量營養(yǎng)由一個葉片提供,光合作用產(chǎn)物會迅速輸出,從而光合速率增加。 方法技巧光合速率與呼吸速率 (1)呼吸速率的表示方法:植物置于黑暗環(huán)境中,測定實驗容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機物減少量。 (2)凈光合速率和真正光合速率 凈光合速率:常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示; 真正光合速率:常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量,CO2固定量或有機物產(chǎn)生量來表示。 (3)光合速率與
23、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得的數(shù)值為呼吸速率(A點)。 綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行,測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。 真正光合速率凈光合速率呼吸速率。 易易 錯錯 警警 示示 答案B 解析光合作用穩(wěn)定時,ATP與ADP的轉(zhuǎn)化也相互穩(wěn)定;突然中斷CO2的供給使C3驟減,ATP因失去作用對象而終止水解,此時的光反應繼續(xù)利用ADP合成ATP。當ADP和NADP耗盡后,光反應也停止,不再產(chǎn)生O2。 錯因分析本題易錯之處是不能對光合作用(包括光反應和暗反應)過程涉及的諸多物質(zhì)量的變化進行相互聯(lián)系、動態(tài)分析,如本題中CO2供應的減少,導致暗反應減弱,從而影響光反應的進行。若要準確快速地判斷相關(guān)物質(zhì)是增加還是減少,最有效的辦法就是動態(tài)理解教材中“光合作用過程的圖解”。 糾錯筆記光反應和暗反應中C3、C5、ATP和CO2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 (3)同理可分析并得出: 突然增強光照,CO2供應不變時,短時間內(nèi),ATP,ADP,C3,C5 突然增加CO2供應,光照不變,短時間內(nèi),ATP,ADP,C3,C5
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