2014届高三生物一轮复习专题课件：必修一 3-11 能量之源―光与光合作用 2

第一部分必修①分子与细胞第三章细胞的能量供应和利用第11讲能量之源——光与光合作用教材基础回扣核心考点整合课上小题专练课后限时练命题视角研析教材基础回扣一、捕获光能的色素和结构教材梳理1.结构(1)该图表示的结构名称是。(2)图中②表示的结构是。(3)结构③是由组成的。(4)该图结构具有的功能是进行的场所。□1叶绿体□2叶绿体基质□3类囊体□4光合作用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？提示不同波长的光穿透力不同，不同藻类吸收不同波长的光。2.色素(1)叶绿体中的色素分布部位是。(2)叶绿体中的色素有。(3)叶绿体中色素具有的作用。□5类囊体薄膜上□6叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素□7吸收、传递和转化光能2.“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？提示不确切。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。3.用一束光照射叶绿体色素的溶液，透射过去的是什么光，反射回来的是什么光？提示透射过去的是绿光，因为色素主要吸收红橙光和蓝紫光。反射回来的是红光，因为色素分子受光子激发，由激发态跃迁到基态时会放出磷光，其频率在红光范围内，且光子由向光面射出。二、光合作用的原理和应用1．光合作用的过程2．光合作用原理的应用(1)光合作用强度表示方法是。(2)影响光合作用强度的环境因素有。□16单位时间内原料消耗或产物生成的数量□17空气中CO2的浓度、土壤中水分和矿质元素的多少、光照的强弱和成分，以及温度的高低等三、化能合成作用1．概念：某些细菌能够利用体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。2．举例：如硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时释放的将CO2和H2O合成为糖。硝化细菌属生物。□18化学能□19自养型4.化能合成作用与光合作用有何异同点？提示(1)相同点：都能将无机物合成有机物。(2)不同点：合成有机物时利用的能量不同，光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是无机物氧化时所释放的化学能。判断下列说法是否正确：1．进行光合作用的细胞一定含有叶绿体。(×)2．光合作用的色素只分布在类囊体薄膜上。(√)3．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时后，光反应强度降低，暗反应强度不变。(×)思维小测4．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。(×)5．某一光照强度下，检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换，则可判断出此叶片没有进行光合作用。(×)核心考点整合1.图解考点一叶绿体内的色素与吸收光谱(1)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；叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)两类色素除吸收上述各类光外，对其他各类光也有不同程度的吸收，但对绿光吸收最少，故对阳光而言，最有效的光是白光，最无效的光是绿光。2．实践应用(1)温室大棚用无色薄膜最有效。(2)实验中黑暗处理消耗有机物时需在有光条件下操作、观察，最好选用绿灯，而不能选红灯或其他颜色的灯，这样对实验影响最小。特别提醒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。[应用训练1]有①、②、③、④4盆长势均匀的植物置于阳光下(如图所示)，①添加品红色光，②添加绿色光，③添加品红色滤光片A，④添加绿色滤光片B，经过一段时间，各盆中长势最旺和长势最差的依次是下列的哪一组()A．①和②B．②和③C．①和④D．③和④[解析]植物长势取决于其自身光合作用的强度。植物进行光合作用时主要吸收红橙光和蓝紫光，图①不仅有正常阳光，还补加了品红色光，因而光合作用最强，长势最旺。④因阳光透过绿色滤光片B后只有绿色光，而植物光合作用几乎不吸收绿光，因而④长势最差。[答案]C1.光合作用过程图解考点二光合作用过程分析2．反应式及元素去向CO2＋H2O――→光叶绿体(CH2O)＋O2(1)氧元素：H2O→O2CO2→CH2O(2)碳元素：CO2→C3→(CH2O)(3)氢元素：H2O→[H]→(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1光照强→弱CO2供应不变光反应减弱,[H]减少ATP减少O2产生量减少暗反应,C3还原减弱CO2固定仍正常进行―→C3含量上升C5含量下降―→CH2O合成量减少2光照弱→强CO2供应不变光反应增强,[H]增多ATP增多O2产生量增多暗反应,C3还原增强CO2固定仍正常进行―→C3含量下降C5含量上升―→CH2O合成量增加3光照不变减少CO2供应暗反应,CO2固定减弱C3还原仍正常进行―→C3含量下降C5含量上升―→[H]相对增加ATP相对增加上述两种物质转化速度变慢O2产生量减少―→CH2O合成量相对减少4光照不变CO2由不足变充足暗反应,CO2固定增强C3还原仍正常进行―→C3含量上升C5含量下降―→[H]相对减少ATP相对减少上述两种物质转化速度加快O2产生量增加―→CH2O合成量相对增加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。[应用训练2]如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是()A．a上升、b下降B．a、b都上升C．a、b都下降D．a下降、b上升[解析]根据图示信息可推出，c是CO2，a、b分别是[H]和ATP。光照不变，光反应顺利进行，[H]和ATP合成正常；CO2供应不足，CO2固定减弱，C3相对含量减少，导致C3还原消耗的[H]和ATP也减少，故a、b在叶绿体中相对含量上升。[答案]B1.光合作用时间光合作用时间越长，制造的有机物越多，因此在农业生产中可通过延长作物的生育期或改变耕作制度以提高光能利用率，如将一年一熟制改为一年两熟制。考点三与提高光能利用率有关的因素及其应用2．光合作用面积(1)光合作用速率与叶面积的关系。(2)曲线所表述的含义。OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。之后随叶面积的增大，光合作用量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加，OC段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低如BD段。植物的叶面积指数不能超过D点，若超过D点，植物将入不敷出，无法生活下去。(3)应用：在农业生产中，通过合理密植、适当间苗、修剪以增加有效光合作用面积，提高光能利用率。3．光照强度(1)光合作用速率与光照强度的关系。(2)曲线所表述的含义。A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量表明此时的呼吸强度。AB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分CO2用于光合作用；到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长)。BC段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点为光合作用的光饱和点。(3)应用：增加光照强度，阴生植物和阳生植物的间作套种都可提高光能利用率。4．CO2浓度(1)光合作用速率与CO2浓度的关系。(2)曲线表述的含义。在一定范围内，随CO2浓度的增大，光合作用强度增加。在A点时，光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量，称为CO2补偿点。B点时光合作用强度达最大值，称为CO2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”的方式，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。5．必需矿质元素(1)必需矿质元素与光合作用速率的关系。(2)曲线表述的含义。在一定范围内，增大必需矿质元素的供应，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光合作用速率下降。(3)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。[应用训练3](2012·广东揭阳一模)如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是()A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低B．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为ⅡC．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度[解析]在x点的光照强度比y点弱，所以x点的C3含量较y点处高，A项错误；本来处于适宜温度下的y点，升高温度会导致酶的活性降低，则曲线Ⅱ应在曲线Ⅰ的下方，B项错误；x点限制其光合作用的因素主要是光照强度，C项错误。在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度，会提高光合作用强度，D项正确。[答案]D1.实验过程考点四绿叶中色素的提取与分离实验2．注意问题(1)关键词语与试剂对应关系不能混淆。提取色素——无水乙醇。分离色素——层析液。(2)A为绿色，因为吸收绿光最少而透过；B为红色，此为荧光现象。(3)用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止挥发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其他绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。(4)色素提取液呈淡绿色的原因分析。①研磨不充分，色素未能充分提取出来。②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。[应用训练4](2012·上海单科)如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A．红色B．黄色C．绿色D．紫色[解析]本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。[答案]B[应用训练5](2012·安徽黄山七校联考)某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中，观察到色素带颜色较浅，其可能原因有()①无水乙醇加入量太多②未加CaCO3③未加SiO2④使用放置了两天的菠菜叶⑤只画了一次滤液细线A．2种B．3种C．4种D．5种[解析]无水乙醇加入量过多，造成乙醇中的叶绿素含量浓度小，导致色素带颜色浅；不加CaCO3，研磨时会使叶绿素遭到破坏，提取到的叶绿素少，导致色素带颜色浅；未加SiO2导致研磨得不充分，使色素带浅；菠菜叶失绿，导致色素带颜色浅；画滤液细线次数少，导致色素带浅。[答案]D命题视角研析【导例】(2012·山东理综)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是()视角一光合速率与呼吸速率的关系及计算A．甲植株在a点开始进行光合作用B．乙植株在e点有机物积累量最多C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭[解析]本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率，a点时光合速率等于呼吸速率，说明甲植株在a点前就已经开始进行光合作用，A项错误；乙植株在18时后净光合速率小于0，该植株在18时有机物的积累量最多，B项错误；曲线b－c段下降的原因是气孔关闭，