2014年《步步高》高考生物大一輪復習學案+作業(yè)第三單元 學案12 能量之源

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1、 學案12　能量之源——光與光合作用 考綱要求　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3.葉綠體色素的提取和分離。 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1．捕獲光能的色素 (1)實驗：綠葉中色素的提取和分離(紙層析法) ①可以利用________提取綠葉中的色素，在研磨時還應加入少許________和碳酸鈣，其中前者有助于________，后者可防止在研磨中________被破壞。 ②分離的原理是利用色素在層析液中的________不同，________的在濾紙上擴散的快，反之則慢。 (2)色素的種類和吸收光譜 色素種類 顏色 吸收光譜 濾紙

2、條上位置 葉綠素 (約占3/4) 葉綠素a ____ 主要吸收________ 中下層 葉綠素b ____ ______ 類胡蘿卜素 (約占1/4) 胡蘿卜素 ____ 主要吸收______ ______ 葉黃素 ____ 中上層 2.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 (1)結(jié)構(gòu)：一般呈扁平的橢球形或球形，外部有雙層膜，內(nèi)部的基粒是由________堆疊而成的。 (2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于________， 與光合作用有關(guān)的酶分布在__________和________。 (3)功能：進行________的場所。 二、光合作用的過程和應用

3、 2．光合作用的過程 (1)光反應：①場所：葉綠體的____________上。②條件：____、色素、酶、水等。③物質(zhì)變化：將水分解為________和________，將ADP和Pi合成________。④能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的________。 (2)暗反應：①場所：葉綠體的__________________中。②條件：________、[H]、ATP、CO2等。 ③物質(zhì)變化 CO2的固定：C5＋CO2________。 C3的還原：2C3＋[H] ________。 ④能量變化：ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)開_________。 3．光合作用的應用：(1)光合作

4、用強度是指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造________的數(shù)量。(2)影響光合作用強度的因素包括空氣中________的濃度、土壤中________和礦質(zhì)元素的多少、光的________以及溫度的高低等。 2 / 11 4．化能合成作用：(1)概念：某些細菌能夠利用體外環(huán)境中的某些________氧化時所釋放的能量來制造________的合成作用。(2)實例：硝化細菌能利用__________氧化成__________和________時所釋放的化學能，將________和________合成________。 探究點一　光合作用的過程 1．完善光合作用的圖解 2．區(qū)別

5、光反應和暗反應 項目 光反應 暗反應 條件 ________________ 不需葉綠素和光，需要多種酶、ATP、[H]、CO2 場所 葉綠體的類囊體薄膜 ____________ 物質(zhì) 轉(zhuǎn)化 ①水的光解2H2O→4[H]＋O2 ②ATP的形成 ADP＋Pi＋能量 ________ ③CO2的固定CO2＋C5________ ④C3的還原 2C3______ 能量 轉(zhuǎn)化 光能→________________ ATP中活躍的化學能→________________ 實質(zhì) 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，并放出O2 ________________

6、 思維拓展 1．暗反應有光無光都能進行。若光反應停止，暗反應可持續(xù)進行一段時間，但時間不長，故晚上一般認為只進行呼吸作用，暗反應不進行。 2．相同時間內(nèi)，光照和黑暗間隔處理比一直光照有機物積累的多，因為[H]、ATP基本不積累，利用充分；但一直光照會造成[H]、ATP的積累，利用不充分。 3．光合作用只有植物的綠色細胞和光合細菌能進行，但細胞呼吸則是所有活細胞都能進行的。 4．光合作用中光反應產(chǎn)生的ATP只供暗反應利用，而細胞呼吸產(chǎn)生的ATP可供各項生命活動利用。 5．光合作用的光反應中產(chǎn)生的[H]來自水的光解，用于暗反應中C3的還原以生成(CH2O)；有氧呼吸中產(chǎn)生的[H]來自第

7、一、二階段有機物的氧化，用于第三階段與O2結(jié)合生成H2O，并產(chǎn)生大量ATP。 6．原核生物雖無葉綠體或線粒體，但也有的可進行光合作用(如藍藻)或有氧呼吸(如藍藻、根瘤菌等)。 探究示例1 (2009安徽理綜，1)葉綠體是植物進行光合作用的場所，下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是(　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 聽課記錄：　 　 探究點二　影響光合作用的因素及其在生產(chǎn)上的應用 1．光照強度 (1)曲線

8、分析：①A點：光照強度為0，此時只進行__________，釋放的CO2量可表示此時________的強度。 ②AB段：隨光照強度增強，光合作用強度________，CO2釋放量________，這是因為________________________________________________。 ③B點所示光照強度為__________。此點的代謝特點是：___________ _____________________。光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長。 ④BC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點所示光照強度為________。

9、 (2)應用：陰生植物的B點________，C點________，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________；適當________光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。 2．CO2濃度 (1)曲線分析：①圖1中A點表示________________________________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________。 ②圖1和圖2中的B和B′點都表示________。 (2)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____________。 3．溫度

10、 (1)曲線分析：溫度主要是通過影響與________________________而影響光合作用速率。 (2)應用：依據(jù)此曲線分析冬天溫室栽培應該_______________ _________________________________________________________________，從而保證植物有機物的積累。 思維拓展　在分析以上單因子對光合作用的影響時，不僅要關(guān)注曲線的走勢，還要注意幾個關(guān)鍵點，尤其是補償點和飽和點，以及飽和點前和飽和點后的主要限制因子。一般來說，飽和點前的限制因子就是橫坐標表示的因子，飽和點后的限制因子主要是橫坐標表示的因子以外的因子。

11、 探究示例2　(2011南京模擬)下列①～④曲線圖均表示光合作用與某些影響因素的關(guān)系。在下列各選項中，不正確的是(　　) A．①圖中的X因素可表示CO2濃度，植物在較強光照時的a點值一般要比在較弱光照時的低 B．③圖中，陰生植物的b點值一般比陽生植物的低 C．④圖中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2濃度，當光照強度小于c值時，限制光合速率增加的主要因素是光照強度 D．②圖中Y因素最有可能代表光照強度 聽課記錄：　 　 實驗探究　綠葉中色素的提取與分離實驗 1．實驗原理 (1)各種色素都能溶解在____________________中形成溶液，使色素

12、從生物組織中脫離出來。 (2)各種色素都能溶解在層析液中，但在層析液中的溶解度________：溶解度________的色素分子隨層析液在濾紙上擴散得________，反之則________，所以不同色素可以在濾紙上因________________而分開，各種色素分子在濾紙上可形成不同的色素帶。 2.實驗流程 觀察結(jié)果：濾紙條上色素帶有四條，如圖： 思維拓展 1．提取綠葉中色素的關(guān)鍵 (1)葉綠素不穩(wěn)定，易被破壞，因此研磨要迅速、充分以保證提取較多的色素。 (2)濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞緊，以防止濾液揮發(fā)。 (3)稱取綠葉的質(zhì)量和加入無水乙醇的體積要

13、適當，以保證提取液的濃度。 2．分離綠葉中色素的關(guān)鍵 (1)濾液細線不僅要細、直，而且要含有較多的色素，因此要在濾液干后，重復畫1～2次。 (2)濾紙上的濾液細線不能觸及(或沒入)層析液，否則會使濾液中的色素溶解于層析液中，濾紙條上得不到色素帶，使實驗失敗。 3．要提取綠色植物葉肉細胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細胞膜、2層葉綠體膜，共3層生物膜(3層磷脂雙分子層或6層磷脂分子)。要將葉肉細胞中色素完全提取，還需加上1層液泡膜。 探究示例3 (2010南通模擬)如圖是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下說法正確的是(　　) A．提取色素時加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)

14、 B．水稻在收獲時節(jié)，葉片中色素量的變化是(甲＋乙)＜(丙＋丁) C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大 D．四種色素中，丙和丁主要吸收紅光 聽課記錄：　 　 　 題組一　光合作用的色素和過程 1．下列關(guān)于葉綠體中色素的敘述，正確的是(多選)(　　) A．色素的提取與分離實驗中濾紙條上的色素帶從上到下最寬的是第3條 B．研磨液要用濾紙過濾，盛放濾液的小試管要及時用棉塞塞緊 C．葉綠體中的色素只分布在類囊體薄膜上 D．葉綠素主要吸收藍紫光和紅光 2．下圖表示德國科學家薩克斯的實驗，葉片光照24 h后，經(jīng)脫色并用碘液處理，結(jié)果有錫箔

15、覆蓋的部位不呈藍色，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍色。本實驗證明(　　) ①光合作用需要二氧化碳?、诠夂献饔眯枰狻、酃夂献饔眯枰~綠素?、芄夂献饔梅懦鲅鯕狻、莨夂献饔卯a(chǎn)生淀粉 A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．①③ 3．(2011蘇州模擬)如圖為葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述，不正確的是(　　) A．①和②均為選擇透過性膜 B．光反應的產(chǎn)物有O2、[H]、ATP等 C．③上的反應需要光，不需要酶，④上的反應不需要光，需要多種酶 D．光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學能在③上進行，活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學能在④中 完成 4．(2

16、010汕尾調(diào)研)下列關(guān)于光合作用的敘述中，正確的是(　　) A．暗反應在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行 B．光合作用產(chǎn)生的葡萄糖中的碳和氧都來自于二氧化碳 C．光反應產(chǎn)生的ATP可以用于暗反應，也可以用于其他生命活動 D．光反應只進行能量代謝，不進行物質(zhì)代謝；暗反應則剛好相反 題組二　影響光合作用的因素 5．(2011西安安鐵一中高三期中)科學家研究CO2濃度、光照強度和溫度對同一種植物光合作用強度的影響，得到實驗結(jié)果如下圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A．光照強度為a時，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強度差異的原因是CO2濃度不同 B．光照強度為b時，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強度差異的

17、原因是溫度不同 C．光照強度為a～b時，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強度隨光照強度升高而升高 D．光照強度為a～c時，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強度隨光照強度升高而升高 6．如圖表示葉片光合速率與葉肉細胞間隙中CO2濃度的關(guān)系，下列有關(guān)敘述正確的是(多選)(　　) A．BC段的斜率與葉綠體內(nèi)固定CO2的酶活性呈正相關(guān) B．溫室效應能提高植物光合速率 C．當CO2濃度低于b時，植物不進行光合作用 D．當CO2濃度高于s時，Pm值主要受光反應速率的限制 7．(2010廣州調(diào)研)下圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說法正確的是(　　) A．①是光合色素，分布在葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)中

18、B．②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段 C．③是三碳化合物，能被氧化為(CH2O) D．④是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成 題 號 1 2 3 4 5 6 7 答 案 8.請回答與光合作用有關(guān)的問題：(1)甲、乙、丙三種植物光合作用強度與光照強度的關(guān)系如下圖所示，據(jù)圖回答： ①強光下上述三種植物固定CO2能力最強的植物是______________。 ②乙植物達到最大光合作用強度所需的最低光照強度是____(a、b、c、d)。 ③當光照強度從a到b時，____植物光合作用強度增加的最快。 (2)植物光合作用產(chǎn)生的O2來自H2O，還

19、是來自CO2？請寫出簡單實驗思路證明你的結(jié)論。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 學案12　能量之源——光與光合作用 課前準備區(qū) 一、1.(1)①無水乙醇　二氧化硅　研磨充分　色素 ②溶解度　溶解度大 (2)藍綠色　黃綠色　紅光和藍紫光　最下層　橙黃色　黃色　藍紫光　最上層 2．(1)類囊體　(2)類囊體薄膜上　類囊體薄膜

20、　基質(zhì)中　(3)光合作用 二、2.(1)①類囊體薄膜?、诠饽堋、跲2　[H]　ATP ④化學能 (2)①基質(zhì)?、诿浮、?C3　(CH2O)＋C5?、苡袡C物中穩(wěn)定化學能 3．(1)糖類　(2)CO2　水分　強弱 4．(1)無機物　有機物 (2)氨　亞硝酸　硝酸　CO2　H2O　糖類 課堂活動區(qū) 探究點一 1．2H2O　色素　CO2　ADP＋Pi　CH2O 2．需葉綠素和光、酶、水　葉綠體的基質(zhì)　ATP　2C3　(CH2O)＋C5＋H2O　ATP中活躍的化學能　(CH2O)中穩(wěn)定的化學能　同化CO2形成(CH2O) 探究示例1　D　[葉綠體中的色素主要分布在類囊體薄膜

21、上，H2O在光下分解的過程也是在類囊體薄膜上進行的，CO2的固定和淀粉的合成發(fā)生在暗反應中，在葉綠體的基質(zhì)中進行。] 探究點二 1．(1)①細胞呼吸　細胞呼吸?、谥饾u增強　逐漸減少　細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用?、酃庋a償點　光合作用強度等于細胞呼吸強度　④光飽和點 (2)前移　較低　光能　提高 2．(1)①光合作用速率等于細胞呼吸速率時　最低濃度?、贑O2飽和點 (2)光能利用率 3．(1)光合作用有關(guān)酶的活性 (2)白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸 探究示例2　D 實驗探究 1．(1)有機溶劑(無水乙醇等)

22、(2)不同　大　快　慢　擴散速度不同 2．5 g　SiO2　CaCO3　無水乙醇　尼龍布　棉塞塞嚴　干燥　試管長和寬　剪去兩角　剪去兩個角　毛細吸管　待濾液干　濾液細線　軟木塞　層析液　橙黃色　黃色　藍綠色　黃綠色 探究示例3　B　[本題考查對綠葉中色素的提取和分離實驗的理解。根據(jù)圖示中不同色素的擴散距離可以判斷出乙為葉綠素a，甲為葉綠素b，丙為葉黃素，丁為胡蘿卜素。A項加入碳酸鈣的目的是保護色素，防止色素被破壞；C項在層析液中溶解度最大的是胡蘿卜素；D項丙、丁主要吸收的是藍紫光；衰老葉片中葉綠素被破壞，使得葉片中(甲＋乙)＜(丙＋丁)，所以B項正確。] 思路導引　解答該題要從以下方面入

23、手：①熟習色素提取與分離的方法、原理、注意事項，②色素的種類及可吸收的主要色素，③落葉、衰老葉片色素含量的變化。 構(gòu)建知識網(wǎng)絡 ①葉綠體?、谌~綠體類囊體薄膜?、酃?、色素、酶?、芩墓饨夂虯TP的形成　⑤光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP活躍化學能?、奕~綠體基質(zhì)?、叨喾N酶　⑧CO2的固定?、酇TP中活躍化學能轉(zhuǎn)變?yōu)?CH2O)為中穩(wěn)定化學能?、鈁H]、ATP　?ADP＋Pi　?光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等 課后練習區(qū) 1．ACD　[研磨液要用脫脂棉進行過濾，而不能用濾紙，若用濾紙，色素分子不能通過濾紙而沾在濾紙上，得不到含有色素的濾液。] 2．C　[光照一段時間，葉片裸露的部分進行光合作用，脫色后

24、用碘液處理變藍，說明有淀粉生成；有錫箔覆蓋的位置因無光照，不能進行光合作用，未產(chǎn)生淀粉，用碘液處理不變藍，說明光合作用需要光，沒有光就不能進行光合作用。] 方法點撥　由薩克斯的實驗設計，可得出兩上實驗結(jié)論：(1)光是光合作用的必要條件(葉片遮光部分為實驗組，見光部分為對照組)。 (2)淀粉是光合作用的產(chǎn)物(葉片遮光部分為對照組，見光部分為實驗組)。 所以表面看是由一組對照實驗得出了兩個結(jié)論，實質(zhì)上仍為一組對照實驗只能得出一個結(jié)論。 3．C　[光反應階段中，ATP的生成需要酶。] 4．B　[本題考查對光合作用過程的理解。A項暗反應的場所是葉綠體基質(zhì)；C項光反應產(chǎn)生的ATP只用于

25、暗反應，為C3還原提供能量，不能用于其他生命活動；D項光反應、暗反應過程都存在能量代謝和物質(zhì)代謝。] 5．D　[在二氧化碳濃度和溫度一定的情況下，植物光合作用的強度隨光照強度的增加而增強，達到一定的光照強度后，光合作用速率不再隨光照強度的增強而加快。分析圖中曲線可知：曲線Ⅰ、Ⅱ的差異是溫度不同，而其他條件相同，說明Ⅰ、Ⅱ曲線的差異是由溫度不同而造成的；曲線Ⅱ、Ⅲ的差異是由二氧化碳濃度的不同造成的。] 規(guī)律方法　坐標曲線圖中限制因素的判斷：在曲線上升階段，其限制因素為橫坐標所表示的因子；當曲線達到最大值后，限制因素就要從內(nèi)部因素和外部因素兩個方面考慮。 6．ABD　[CO2濃度低于b時，植

26、物的光合速率小于呼吸速率，故C錯。] 7．B　[根據(jù)光合作用圖解可知，圖中①是光合色素，分布在葉綠體類囊體薄膜上；②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段，與有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]結(jié)合生成水，釋放大量的能量；③是三碳化合物，在由光反應階段提供的[H]和ATP的作用下還原為(CH2O)；④是ATP，在葉綠體類囊體薄膜上生成。] 8．(1)甲　c　甲 (2)來自于H2O　分別將C18O2和HO提供給兩組植物，分析兩組植物光合作用釋放的O2，若18O2僅在HO 組植物中產(chǎn)生，即可證明上述結(jié)論 解析　(1)①依題意，在強光下甲植物光合作用強度較乙、丙植物高，因此，甲固定CO2的能力最強。

27、②隨著光照強度的增強，乙植物在c光照強度時達到最大光合作用強度。③在a點，三種植物的光合作用強度相同，而b點時，甲的光合作用最大，所以甲植物光合作用強度增加的最快。 (2)首先分別標記CO2和H2O中的氧將其提供給兩組植物作為光合作用的原料，分析兩組植物光合作用釋放的O2。 規(guī)律方法　影響光合作用的外界因素 (1)影響光合作用的主要因素有光照強度、CO2濃度和溫度等。 (2)分析光照強度、CO2濃度、溫度與光合速率的變化曲線及其應用。 ①曲線圖 ②圖形分析：在P點之前，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因素。隨著該因素的不斷增強，光合速率不斷提高。在Q點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速率的因素，要提高光合速率，可適當提高圖示的其他因素的含量或強度等。 ③應用：溫室栽培時，在一定的光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度，以提高光合速率。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！