高考生物總復習 第二單元 細胞的代謝 第5講 光合作用課件.ppt

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第5講 光合作用,[考試標準],(1)光合作用的概念、階段、場所和產(chǎn)物(b)；(2)色素的種類、顏色和吸收光譜(a)；(3)光反應發(fā)生的變化和碳反應的過程(b)； (4)活動：光合色素的提取與分離(b)；(5)活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響(c)；(6)環(huán)境因素對光合速率的影響；(7)光合作用與細胞呼吸的異同。,考點一 光合作用的概念及過程(b/b),[知識梳理],一、光合作用概述 1.概念 2.總反應式,指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把 轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機物，并且 的過程。 。,CO2和H2O,釋放出氧氣,3.光合作用的場所——葉綠體,觀察上面的葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，完成下列問題： (1)①為 ，②為 。 (2)③為基粒，是由許多 疊連而成的，其膜可稱為光合膜。④為液態(tài)的 ，含有許多酶。,外膜,內(nèi)膜,類囊體,葉綠體基質(zhì),4.光合作用的研究——O2的產(chǎn)生 5.階段劃分,利用 的方法，證實光合作用釋放的氧氣來自于 中的O。 光合作用分為光反應和 兩個階段。前一階段在 膜上進行， (需，不需)光；后一階段在 中進行，不需要光直接參加。,同位素示蹤,H2O,碳反應,類囊體,需,葉綠體基質(zhì),光合作用過程“一二三四”,二、光合作用的過程 1.光反應階段,(1)條件： 。 (2)場所： 。 (3)產(chǎn)物： 。 (4)物質(zhì)轉(zhuǎn)變 ①水在光下裂解為 。 ②水中的氫在光下將 。 (5)能量轉(zhuǎn)變： 被吸收并轉(zhuǎn)化為 。,葉綠體色素、酶、光和水,葉綠體類囊體膜,NADPH、ATP、O2,H＋、O2和電子,NADP＋還原為NADPH,光能,ATP和NADPH,中的化學能,2.碳反應,(1)條件： 。 (2)場所： 。 (3)產(chǎn)物： 。 (4)主要變化 ①CO2＋RuBP―→2 。 ②三碳分子的還原：三碳分子接受 中的氫和ATP中的 ，被還原成 ，這是碳反應形成的產(chǎn)物。,多種酶、ATP、NADPH,葉綠體基質(zhì),三碳糖,三碳分子,NADPH,磷酸基團及能量,三碳糖,3.RuBP的再生,每 個CO2分子進入卡爾文循環(huán)就形成 分子的 分子，后者都被還原為 ，其中 個三碳糖分子在循環(huán)中再生為 ，另一個三碳糖分子則離開循環(huán)，或在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)或脂質(zhì)，或運出葉綠體，轉(zhuǎn)變成 。,3,6,三碳酸,三碳糖,5,RuBP,蔗糖,4.光合作用過程圖解,ATP,三碳酸,RUBP,(1)色素分子吸收光能不需要酶的參與，但其他光反應和碳反應過程都需要酶的催化。 (2)進行光合作用的生物不一定都有葉綠體，但必須都有相關的色素和酶，如藍細菌和光合細菌。 (3)CO2中C進入三碳酸但不進入RuBP，最后進入三碳糖，RuBP中C不進入三碳糖，可用放射性同位素標記法證明。 (4)光合作用光反應產(chǎn)生的ATP只用于碳反應階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。,1.(2015嘉興期中)沒有在光合作用碳反應中被消耗的物質(zhì)是( ),A.NADPH和ATP B.CO2 C.RuBP和酶 D.三碳酸分子 解析 RuBP、酶均可被循環(huán)利用，不曾被消耗。 答案 C,[對點小練],2.光合作用過程中，ATP形成和三碳糖形成的場所分別是( ),A.都在葉綠體的類囊體膜上 B.都在葉綠體基質(zhì)中 C.前者在葉綠體的類囊體膜上，后者在葉綠體基質(zhì)中 D.前者在葉綠體基質(zhì)中，后者在葉綠體的類囊體膜上 解析 光合作用過程中，ATP形成于光反應過程，其場所為葉綠體類囊體膜上，三碳糖形成于碳反應過程，其場所為葉綠體基質(zhì)。 答案 C,3.(2016寧波模擬)用14C標記參加光合作用的二氧化碳，可以了解光合作用的哪一過程( ),A.光反應必須在有光條件下進行 B.碳反應不需要光 C.二氧化碳被還原為糖的過程 D.光合作用中能量的傳遞過程 解析 證明光反應必須在有光條件下進行，只需要設計對照試驗就可以，變量是有無光照，A錯誤；碳反應需要不需要光照的證明，提供[H]和ATP，設計對照實驗，變量也是是否有光照，B錯誤；卡爾文采用同位素標記法探明了CO2的固定過程中碳元素的轉(zhuǎn)移途徑，C正確；梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律明確指出植物進行光合作用時光能轉(zhuǎn)換為化學能，D錯誤。 答案 C,4.下圖表示光合作用的碳反應過程。下列敘述錯誤的是( ),A.①是3磷酸甘油酸 B.②和③在類囊體膜上產(chǎn)生 C.⑤是核酮糖二磷酸 D.⑥可在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?解析 圖中①為3磷酸甘油酸，②為ATP，③為NADPH，④為NADP＋，⑤為三碳糖磷酸。 答案 C,5.把一株牽牛花在黑暗中放置一晝夜，然后利用下圖裝置進行實驗。該實驗不能用于驗證( ),A.光合作用需要CO2 B.光合作用能產(chǎn)生O2 C.光合作用需要光 D.光合作用需要葉綠體,解析 裝置信息顯示，鋁箔可遮光，NaOH可吸收CO2，“白色”與“綠色”部分的單一變量為有無葉綠體，故該裝置可用于驗證光合作用是否需要CO2，是否需光，是否需葉綠體，但不能用于驗證是否能產(chǎn)生O2。 答案 B,6.(2016寧波模擬)離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定的光合作用時，如果突然中斷CO2氣體的供應，短時間內(nèi)葉綠體中C3化合物(3磷酸甘油酸)、C5化合物(RuBP)及ATP相對含量的變化是( ),A.上升、下降、 上升 B.上升、下降、下降 C.下降、上升、下降 D.下降、上升、上升,解析 二氧化碳含量的改變直接影響的是碳反應中二氧化碳的固定這個反應，二氧化碳含量由高到低時，二氧化碳的固定這個反應變?nèi)?，則這個反應的反應物C5化合物消耗減少，剩余的C5相對增多；生成物C3生成量減少，由于C3化合物的生成量減少，則又影響了C3化合物的還原，使得C3化合物的還原反應減弱，則消耗的和ATP量減少，所以和ATP剩余的量增多，所以突然中斷CO2氣體的供應，短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量減少、C5的含量增多、ATP的含量增多。 答案 D,考點二 實驗：光合色素的提取與分離(b/b),[知識梳理],1.實驗原理及過程,有機溶劑（如95%的乙醇）能溶解色素,因溶解度不同而擴散速度不同,二氧化硅、碳酸鈣,收集濾液,重復3~4次,層析液,胡蘿卜素,橙黃色,葉黃素,黃色,葉綠素,藍綠色,葉綠素,黃綠色,2.實驗中的注意事項及操作目的,綠葉中的色素提取和分離實驗的異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液中色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：濾紙條上的濾液細線未畫成一條細線。 (3)濾紙條上得不到色素帶的原因分析 濾液細線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解到層析液中。,1.關于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是( ),A.使用定性濾紙過濾研磨液 B.將干燥處理過的定性濾紙條用于層析 C.在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線2～3次 D.研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素 解析 色素易被濾紙吸附，故用紗布過濾，A錯誤；每次重復畫色素濾液細線時，需等干燥后再進行，C錯誤；由于葉綠體中的色素不溶于水，因此研磨葉片時需用體積分數(shù)為95%的乙醇或丙酮，D錯誤。 答案 B,[對點小練],2.圖示葉綠體色素提取分離實驗中紙層析的結(jié)果， 據(jù)圖判斷用作實驗材料的葉片顏色最可能為A～D中的哪一種( ),A.紅色 B.黃色 C.綠色 D.紫色 解析 在葉綠體色素提取和分離實驗中，濾紙條上的四條色素帶距點樣處的距離由近及遠分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實驗材料的葉片應呈黃色，故選B。 答案 B,3.(2016杭州七校聯(lián)考)關于如圖所示光合色素分離的實驗結(jié)果，敘述正確的是( ),A.距濾液細線最近的色素帶中不含鎂元素 B.距濾液細線最遠的色素帶，主要吸收紅光和藍紫光 C.若實驗過程中未添加碳酸鈣，則離濾液細線較遠的兩條色素帶會變窄 D.顏色為橙黃色的色素帶中的色素在層析液中的溶解度最大,解析 距濾液細線最近的色素帶為葉綠素b，它與葉綠素a均含Mg2＋；距濾液細線最遠的色素帶為胡蘿卜素，它主要吸收藍紫光；碳酸鈣主要保護的是葉綠素，故研磨時未加碳酸鈣時可導致葉綠素含量變小，其相應色素帶距濾液細線較近。 答案 D,4.在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學對相關試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結(jié)果依次應為( ),A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④,解析 解答本題首先要知道表格中各種試劑的作用，然后再分析每位同學所加的試劑。其中乙同學操作完全正確，其他同學與該同學進行對比，分析缺少的試劑并根據(jù)該試劑的作用分析可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。無水乙醇為提取劑，色素提取過程不需要水，若加入水會使色素提取液顏色變淺；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保護葉綠素分子。甲同學由于沒有加入提取劑無水乙醇，所以提取液中不會出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是②；乙同學操作正確，色素分離后得到四條正常的色素帶，與④情況相符；丙同學由于未加CaCO3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條葉綠素帶比正常的色素帶要窄，對應①；丁同學由于未加SiO2，導致葉片研磨不充分，最終導致各種色素的含量均減少，對應③。 答案 B,1.光合作用是植物綠色細胞中最重要的吸能反應，其反應物含能較少，而產(chǎn)物(糖)則含能較多，此吸能反應所需的能量來自太陽光。 2.進行光合作用的生物包括植物、藻類和某些細菌，它們以CO2和H2O為原料，利用光能合成糖類等有機物質(zhì)，此類生物稱自養(yǎng)生物。 3.光合作用的第一階段直接需要光，稱為光反應，第二階段不需光直接參加，是將CO2轉(zhuǎn)變成糖的過程稱為碳反應，兩階段依次在葉綠體類囊體膜和葉綠體基質(zhì)中進行。,4.光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應中將CO2還原為糖的能源物質(zhì)。 5.葉綠體中含有的主要色素有葉綠素a和葉綠素b(主要吸收紅光、藍紫光，它們都是含鎂的有機分子)其次還含有胡蘿卜素、葉黃素等(主要吸收藍紫光)。 6.提取葉綠體中的色素可使用95%的乙醇作為提取劑，用層析液通過紙層析法分離色素。 7.光反應中發(fā)生的變化主要有3個：光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學能；水在光下裂解為H＋、O2和電子；水中的氫在光下將NADP＋還原為NADPH。,8.卡爾文循環(huán)的關鍵步驟是每個三碳分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團形成1分子三碳糖，此三碳糖是碳反應的產(chǎn)物。 9.光合作用中碳反應的產(chǎn)物三碳糖，在葉綠體內(nèi)能作為合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的原料而被利用，但大部分是被運至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽?，供植物體所有細胞利用。 10.葉綠體中，ATP、NADPH由類囊體膜向葉綠體基質(zhì)移動；ADP、磷酸基團由葉綠體基質(zhì)向類囊體膜移動。 11.NADPH既是能量(活躍化學能)的載體，也是還原劑。每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團，形成三碳糖(即三碳糖磷酸)。,