2020高考生物大一轮复习 第三单元 第3讲 能量之源——光与光合作用课件 新人教版

研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第三单元细胞的能量供应和利用第3讲能量之源——光与光合作用[考纲要求]1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.实验：叶绿体色素的提取和分离。一、捕获光能的结构——叶绿体1．结构2．功能：进行的场所。3．功能验证：恩格尔曼的实验，好氧细菌只分布于周围。4．与功能相适应的结构特点：吸收光能的色素分布于上；与光合作用有关的酶分布在中。光合作用叶绿体被光束照射的部位类囊体薄膜类囊体薄膜和叶绿体基质[巧记助学]叶绿体：叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。二、光合作用的探索历程(将与序号对应的字母组合填入____中)科学家实验结论或观点①普利斯特利a.只有在阳光下，植物才更新空气②英格豪斯b．植物可以更新空气③梅耶c．光合作用的产物除O2外，还有淀粉④萨克斯d.光合作用释放的O2来自水⑤鲁宾和卡门e.光合作用把光能转换为化学能⑥卡尔文f．暗反应14C的转移途径(卡尔文循环)对应关系：①—b②—a③—e④—c⑤—d⑥—f三、光合作用的反应式及过程1．反应式：CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O22．过程(1)区别(2)联系：光反应为暗反应提供；暗反应为光反应提供。[H]和ATPADP、Pi[巧记助学]光合作用过程的“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中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能。四个物质变化：水光解、ATP形成、CO2固定、C3还原。1．根据光合作用过程图解完成下列问题：(1)根据图示写出各标号所代表的物质或过程名称①，②，③，④，⑤，⑥。(2)光合作用过程①光反应进行的场所是，物质变化是；能量变化是将光能转化为。②暗反应进行的场所是，发生的物质变化有，能量变化是将ATP中活跃的化学能转变成。[H]ATPCO22C3光反应暗反应叶绿体类囊体薄膜水的光解、ATP的合成ATP中活跃的化学能叶绿体基质CO2固定、C3还原和ATP水解有机物中稳定的化学能2．据光合作用过程图完成下列问题：(1)色素的功能是，水分解为O2、[H]的场所是。(2)进行光反应的条件有，产物有。(3)暗反应进行的场所是，参与反应的物质有，进行的条件是。(4)光反应类囊体薄膜上产生的O2进入同一细胞的线粒体内被利用经过了层生物膜。吸收、传递和转化光能叶绿体类囊体薄膜光、色素ATP、O2和[H]叶绿体基质CO2、ATP、[H]和C5多种酶4考点一捕获光能的色素和叶绿体[考点研析]1．光合色素功能吸收、传递(四种色素)和转换光能(只有少量叶绿素a)化学特性不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂叶绿素a(蓝绿色)叶绿素(约占3/4)叶绿素b(黄绿色)主要吸收红光、蓝紫光胡萝卜素(橙黄色)色素种类及特点类胡萝卜素(约占1/4)叶黄素(黄色)主要吸收蓝紫光功能吸收、传递(四种色素)和转换光能(只有少量叶绿素a)吸收光谱图示图示说明①阳光经三棱镜折射后形成不同波长和颜色的光②折射光透过色素滤液时部分光被吸收③色素对红光和蓝紫光吸收较多，使两光区呈现暗带④色素对绿光吸收最少，绿光被反射出来功能吸收、传递(四种色素)和转换光能(只有少量叶绿素a)正常绿色正常叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄在低温下，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄色素与叶片颜色,叶色变红深秋季节由于温度降低，植物体内积累的可溶性糖有利于花青素的形成，花青素在酸性条件下变成红色，而叶绿素在低温条件下容易分解，因而使叶片呈现红色2.叶绿体的结构与功能(1)结构与功能的关系①基粒的类囊体增大了受光面积。②类囊体的薄膜上分布着酶和色素，有利于光反应的顺利进行。③基质中含有与暗反应有关的酶。(2)功能的实验验证①实验过程及现象水绵＋好氧细菌――→黑暗无空气极细光束照射→好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位完全曝光→好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位②实验结论a．叶绿体是进行光合作用的场所。b．O2是由叶绿体释放的。[特别提醒]影响叶绿素合成的“三大”重要外界因素(1)光：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般情况下，植物在黑暗中不能合成叶绿素，叶片会发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性，影响叶绿素的合成，低温时叶绿素容易被破坏，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。(3)矿质元素：矿质元素对叶绿素的合成也有很大影响。氮和镁是叶绿素合成的必需元素，铁、镁、铜、锌是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，缺失这些矿质元素，叶绿素无法合成，叶片会变黄。[命题探究]命题点1光合色素吸收光能的分析1．关于叶绿素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。D2．如图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。下列叙述错误的是()A．总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果B．从新鲜的绿叶中提取叶绿素a，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅C．植物进行光合作用时，氧气释放量的变化趋势与作用光谱不同D．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少解析：总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果，A正确；提取叶绿素a时，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，B正确；在不同光质下，光合作用强度不同，故氧气释放量的变化趋势与作用光谱基本一致，C错误；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，光反应加速，产生的[H]和ATP增加，从而促进了C3的还原，导致叶绿体中C3的量减少，D正确。答案：C命题点2叶绿体的结构和功能3．如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()A．叶绿体中的色素只分布在结构A上B．细胞吸收14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲C．结构A释放的O2可参与有氧呼吸第三阶段的反应D．[H]产生于B处，在暗反应中起还原作用[H]是光反应的产物，产生于类囊体薄膜(A处)，D错误。D4．如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是()A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B．两实验均需要光的照射C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气解析：图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理后的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。答案：B考点二光合作用的过程[考点研析]一、光合作用的探索历程科学家结论普利斯特利植物可以更新污浊的空气英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气科学家结论梅耶光合作用把光能转换成化学能储存起来萨克斯植物叶片在光合作用中产生淀粉恩格尔曼氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所鲁宾和卡门光合作用释放的氧气全部来自水卡尔文探明了CO2中的碳转化成有机物中的碳的途径二、光合作用的基本过程1．光合作用过程中O元素的转移途径H182O――→光反应18O2C18O2――→CO2的固定C3――→C3的还原(CH182O)＋H182O2．光合作用过程中C元素的转移途径14CO2――→CO2的固定14C3――→C3的还原(14CH2O)3．光反应与暗反应的区别与联系过程光反应暗反应时间短促，以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、酶不需叶绿素和光，需要多种酶物质转化(1)水的光解：H2O――→光能[H]＋O2(2)ATP的生成：ADP＋Pi――→光能酶ATP(1)CO2的固定：CO2＋C5――→酶C3(2)C3的还原：C3――→ATP、[H]酶(CH2O)＋C5过程光反应暗反应能量转化光能→电能→活跃化学能，并储存在ATP中ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能关系①光反应为暗反应提供还原剂[H]、ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi；②两者相互依存，其中一方减弱和停止，另一方也随之减弱和停止4.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加[命题探究]命题点1光合作用探究历程的实验分析5．下列有关科学家探索光合作用的实验，叙述正确的是()A．普利斯特利通过实验证明了植物在光下放出的气体是氧气，吸收的是CO2B．德国科学家梅耶明确指出植物进行光合作用时，把光能转换为化学能储存起来C．恩格尔曼利用小球藻做实验，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D．利用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，可不用脱色直接加碘液使叶片边缘变蓝色普利斯特利通过实验证明了植物能够更新空气，未能证明更新何种成分，A错误；德国科学家梅耶根据能量守恒定律，明确指出植物进行光合作用时，把光能转化为化学能储存起来，B正确；卡尔文利用小球藻做实验，探明了CO2中的碳在光合作用中先形成三碳化合物，再形成葡萄糖，C错误；银边天竺葵叶片边缘细胞内无叶绿体，在光下无法进行光合作用，不能制造淀粉，遇碘不会变蓝，D错误。B6．(2018·高考北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中()A．需要ATP提供能量B．DCIP被氧化C．不需要光合色素参与D．会产生氧气光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成[H]，另一方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP，D项符合题意，A、C项不符合题意。结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被[H]还原，B项不符合题意。D命题点2光合作用的过程分析7．(2019·湖南株洲检测)如图为光合作用示意图。下列说法错误的是()A．①表示O2，④表示CO2B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)C．C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有②D．增加光照强度，C3的含量将减少解析：在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应，这一阶段中产生[H](即NADPH)、ATP和氧气，因此，①表示氧气，④表示暗反应中与C5反应的CO2；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应提供的ATP和[H]参与下被还原成(CH2O)；增加光照强度，则光反应产生的ATP和[H]增多，则在暗反应中有更多的C3被还原，故增加光照强度，C3含量减少。答案：C8．图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题：(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的________上。(2)光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示________阶段，反应场所是________________________________________________________________________。(3)图甲A生理过程的产物是___________________