【优化方案】高考生物一轮复习-第五章-第4节-能量之源-光与光合作用课件-新人教版必修1

第4节能量之源——光与光合作用本节目录回归教材•夯实基础知能演练•强化闯关高频考点•深度剖析易错辨析•技法提升实验探究•专项突破回归教材•夯实基础基础盘点一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1．捕获光能的色素[判一判](1)色素提取液是无水乙醇，分离液是丙酮。()(2)不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。()(3)分离结束后，滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。()×√×(4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光，都能将光能转化为化学能。()(5)叶绿体中的色素都不吸收绿光。()××2．叶绿体(1)结构示意图决定(3)功能：进行_____________的场所证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于__________被光束照射的部位。暗反应色素与光合反应有关的酶光合作用叶绿体提醒(1)叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获。(2)并非所有的植物细胞都含有叶绿体；并非能进行光合作用的生物一定含叶绿体。二、光合作用的探索历程[连一连]三、光合作用的过程1．光反应与暗反应2．总反应式：____________________________________叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O2巧记光合作用过程一、二、三、四一个场所(叶绿体)两个阶段(光反应、暗反应)三种能量(光能→ATP中活跃化学能→(CH2O)中稳定化学能)四个物质变化：水光解、ATP形成、CO2固定、C3还原。想一想若在光反应条件适宜的情况下，若不再供应CO2，光反应还能继续产生O2吗？【提示】不能。会抑制光反应的进行。四、影响光合速率的环境因素1．空气中_________________。2．土壤中___________________。3．光照的_________________以及光的成分；4．___________________等。CO2的浓度水分的多少长短与强弱温度的高低知识导图高频考点•深度剖析考点一光合作用的色素1．色素的种类和吸收光谱色素种类叶绿素(3/4)类胡萝卜素(1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布叶绿体的类囊体薄膜上吸收光谱A为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光，B为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光2．影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。3．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)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。特别提醒正常植物的叶呈现绿色，其原因有二，一是叶绿素含量多，二是叶绿体中色素吸收绿光少，反射的绿光多。(2012·高考海南卷)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能例1【解析】本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素，提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结构被破坏，导致完整的光合作用不能进行。【答案】D提醒(1)液泡中的色素不能吸收光能进行光合作用。(2)并非所有的液泡都含色素。跟踪训练下列关于叶绿体的色素叙述错误的是()A．矿质元素能影响叶绿素的合成B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂C．低温条件下色素合成受阻D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在解析：选B。Mg是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响色素的合成；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但有其他色素存在。考点二光合作用过程分析1．光合作用过程图解2．反应式及元素去向CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O2(或6CO2＋12H2O――→光能叶绿体C6H12O6＋6H2O＋6O2)(1)氧元素H2O―→O2CO2―→CH2O(2)碳元素：CO2―→C3―→(CH2O)(3)氢元素：H2O―→[H]―→(CH2O)3．光反应与暗反应的比较光反应暗反应条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化①水的光解2H2O4[H]＋O2②ATP的合成ADP＋Pi＋光能ATP能量转化光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：光酶色素例2(2013·北京东城区综合测试)某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态，晚上开放。如图表示该植物固定和还原CO2的过程，据图分析回答下列问题。(1)图中的A、B分别代表的物质是________、________；C物质产生的场所是___________。(2)植物夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)，其原因是________________________。白天这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由________________产生，与此相关的细胞器是________。(3)该植物和一般植物光合作用固定CO2不同的特点是________，根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点，推测此类植物最可能的生活环境是___________________________________________。【解析】(1)图示为光合作用的暗反应，暗反应发生的场所是叶绿体基质，该过程的物质变化为CO2的固定和C3的还原，其中C3还原需要光反应提供[H]和ATP，此外还需要多种酶的参与。光反应发生的场所是类囊体的薄膜上。所以A是C5(或五碳化合物)，B是C3(或三碳化合物)，C是[H]。(2)光反应必须在有光条件下才能进行，暗反应在有光、无光的条件下均能进行。晚上不能进行光反应，不能产生ATP和[H]，所以不能合成(CH2O)。白天该植物叶片气孔关闭，进行光合作用所需的CO2主要来自线粒体。(3)该植物白天叶片气孔关闭，夜间开放，与外界环境形成高度的适应，可推测此植物最可能生活在干旱的地区。【答案】(1)C5(或五碳化合物)C3(或三碳化合物)类囊体的薄膜上(2)光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP和[H]有氧呼吸(呼吸作用)线粒体(3)CO2首先被固定为C4干旱(或沙漠)地区提醒(1)CO2的固定不需要ATP但需要酶。(2)碳元素的转移途径：CO2→C3→(CH2O)互动探究(1)光反应产生的O2进入同一细胞的线粒体内被利用经过了几层生物膜？(2)给植物提供H182O，在该植物周围空气中能检测到含18O的物质有哪些？【提示】(1)四层。(2)H182O、18O2、C18O2。考点三影响光合作用的外界因素及其在生产中的应用1．光照强度(1)原理：影响光反应阶段ATP、[H]的产生。(2)曲线：(3)分析：P点的限制因素外因：温度、CO2的供应量内因：色素含量、酶的数量和活性、C5的含量(4)应用：延长光合作用时间。①大棚蔬菜生产时，可在夜间进行人工光照以延长光合作用时间；②大田作物可采用轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。2．CO2浓度(1)原理：影响暗反应阶段C3的生成。(2)曲线：(3)分析：P点的限制因素外因：温度、光照强度内因：酶的数量和活性、色素含量、C5的含量(4)应用：①种植大棚蔬菜时，多施有机肥、人工增施CO2；②大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田，或南北向种植以保证空气顺畅流通。3．温度(1)原理：通过影响酶的活性来影响光合速率。(2)曲线：(3)分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。(4)应用大田农作物适时种植冬天，利用大棚种植蔬菜4．矿质元素(1)原理：N、Mg是构成叶绿素的成分，P是载体NADPH的成分，K＋有助于光合产物的运输。(2)曲线：(3)分析：P～Q的形成原因：施肥过多，植物吸水困难甚至失水、进而影响光合作用。(4)应用：合理、适量施肥。例3(2012·高考大纲全国卷)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题：(1)该研究探讨了____________________________对金鱼藻________的影响。其中，因变量是________________________。(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为______lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气________μmol。(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是_______________________________________________。【解析】解答本题时需要灵活分析不同条件对植物光合速率的影响，分析并提取题干中的信息，并注意分析所给曲线的含义，特别是横、纵坐标的含义。(1)从所给图示可以看出，图中横坐标分别为光照度、光照度、NaHCO3浓度、pH，所以研究探讨的应该是外界条件(光照度、NaHCO3浓度、pH)对金鱼藻净光合速率的影响，因变量是净光合速率。(2)从b图可以看出，当光照度超过12.5×103lx时，净光合速率不再增加。从a图可以看出，当光照度为0时，金鱼藻净光合速率为－8，此时为无光条件，实际光合速率为0，由题干中所给信息可知，此时金鱼藻呼吸速率为8μmol·g－1·h－1。(3)pH主要通过影响相关酶的活性来影响光合速率。【答案】(1)光照度、pH、NaHCO3浓度净光合速率净光合速率(2)12.5×1038(3)酶活性受pH的影响提醒温度、pH影响生物的各种代谢活动时是通过影响酶的活性来实现的。跟踪训练冬季修建一些温室大棚可为居民提供新鲜蔬菜，下列有关说法正确的是()A．一般情况下，大棚内的蔬菜进行光合作用利用的光都是自然光B．为提高产量，在阴雨天可适当提高大棚内的温度C．增施农家肥可提高大棚内的二氧化碳浓度，促进晚上暗反应的进行，有利于有机物的积累D．蔬菜中的叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关解析：选A。阴雨天应增大昼夜温差，适当提高白天的温度，降低晚上的温度，B错；晚上没有光照，暗反应因缺乏ATP和[H]的供应而不能进行，C错；叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光(波长450nm左右)和红橙光(波长650nm左右)，而对绿光(波长500nm左右)吸收的则很少，因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关，D错。易错辨析•技法提升[易错警示]光合作用中物质含量的变化分析易于出错(2013·济宁质检)如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是()A．a上升、b下降B．a、b都上升C．a、b都下降D．a下降、b上升例1【解析】分析题图可知：a、b代表[H]和ATP，c代表CO2。在暗反应阶段，CO2含量突然降低，则C3的含量降低，[H]和ATP的消耗速率减小，因此总体来说，其他条件不变的情况下，[H]和ATP(即a和b)含量会上升，因此选B。【答案】B【纠错笔记】(1)当CO2供应不变时，光照由强变弱：光反应减弱→[H]和ATP减少→C3还原减弱,CO2固定正常→C3增多，C5减少(2)当光照强度不变时,CO2减少供应：CO2固定减弱，C3还原正常→C5增多,C3减少→[H]和ATP消耗减少,含量增多例2CO2(光)补偿点移动规律理解不到位已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃、30℃，如图所示曲线表示该植物在30℃时光合作用强度与光