《教学导航高三生物必修1复习课件：第9讲 能量之源――光与光合作用 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教学导航高三生物必修1复习课件：第9讲 能量之源――光与光合作用 .ppt（58页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第9讲 能量之源-光合作用,一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 (一)叶绿体中的色素 1色素的种类、作用及层析后的位置,红光和 蓝紫光,红光和 蓝紫光,蓝紫光,蓝紫光,2.色素的分布、功能、特性及分离方法 A色素的分布：叶绿体基粒的类囊体薄膜上。 B色素的功能：吸收光能、_光能(四种色素)，_光能(只有少量叶绿素a)。 C特性：不溶于水，能溶于酒精、丙酮等有机溶剂。 D分离方法：_。,传递,转化,纸层析法,(二)叶绿体的结构 1分布：植物的_和幼嫩茎的表皮细胞。 2形状：一般呈扁平的椭球形或球形。 3. 结构：,叶肉细胞,4功能：进行光合作用的场所。,二、光合作用的原理和应用 (一)光合作用的概
2、念： 指绿色植物通过叶绿体，利用_，把二氧化碳和水转化成_，并且释放出氧气的过程。 (二)光合作用的探究历程 光合作用的探究历程给我们的启示：生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系密切。技术手段的进步对生物科学的发展起了推动作用。,光能,储存着能量的有机物,(三)光合作用的过程 1反应式：CO2H2O _O2 6CO212H2O _6H2O,6O2,C6H12O6,(CH2O),2光反应和暗反应的区别与联系,叶绿体的类囊体,叶绿体基质,与暗反应有关的酶,O2,光能,有机物中稳定的化学能,H和ATP,ADP和Pi,(四)光合作用原理的应用 (1)光合作用强度表示方法： 单位时间内光合作用产生糖
3、的数量； 单位时间内光合作用吸收CO2的量； 单位时间内光合作用释放O2的量。 (2)提高光合作用强度的措施：农业生产上可以采用控制_和温度的高低，适当增加作物环境中_等措施，提高光合作用的强度。,光照的强弱,二氧化碳的浓度,(五)化能合成作用 1实质：利用体外环境中_所释放的能量来制造有机物。 2生物种类：少数种类的细菌，如硝化细菌。 (六)新陈代谢的类型,无机物氧化,一、光合作用的过程 1过程图解,2光合作用过程中，条件骤变时几种物质量的变化规律,注：上表只表示条件改变后短时间内各物质相对量的变化，而非长时间。 3反应式及元素去向,二、影响光合作用的因素及其在农业生产中的应用 1内部因素
4、(1)与植物自身的遗传特性有关，如图1所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，如图2、图3所示。,2外部因素 (1)光照强度 曲线分析 A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。,AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：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(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度也不断加强
5、，到C点以上不再加强了，C点所对应光照强度称为光饱和点。,应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 (2)CO2浓度,曲线分析 图1和图2都表示在一定范围内，光合作用强度随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用强度不再增加。 图1中A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度
6、，提高光能利用率。,(3)温度 曲线分析 温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。 应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。,(4)必需矿质元素 曲线分析 在一定浓度范围内，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渗透失水而萎蔫。 应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。,(5)水分 影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，
7、从而间接影响光合作用。 应用：根据作物的需水规律合理灌溉。,(6)多因子,曲线分析： P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。 应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。,三、光合作用与细胞呼吸 1光合作用与有氧呼吸的比较,特别提醒： (1)光合作用只是植物的绿色细胞和光合细菌能进行，但细胞呼
8、吸则是所有活细胞都能进行的。 (2)光合作用光反应产生的ATP只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。 (3)光合作用的光反应中产生的H来自水的光解，用于暗反应中C3的还原以生成(CH2O)；有氧呼吸中产生的H来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O，并产生大量ATP。,(4)生命活动的能量供应过程： 光能ATP和H中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能生命活动 该过程需要光合作用(植物)和呼吸作用(植物、动物等)才能完成。,2光合作用速率与呼吸作用速率 (1)光合作用速率的表示方法 通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O
9、)等产物的生成量来定量表示。但由于测定方法不同，可分为表观(净)光合速率和真正(总)光合速率。 表观(净)光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示； 真正(总)光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。,(2)呼吸速率的表示方法 植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。 (3)光合速率与呼吸速率的关系：,绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 真正光合速率净光合速率呼吸速率。 若用O2、CO2或葡萄糖的量表示可得
10、以下关系式： a光合作用产氧量氧气释放量细胞呼吸耗氧量 b光合作用固定CO2量CO2吸收量细胞呼吸释放CO2量 c光合作用葡萄糖产生量葡萄糖积累量(增重部分)细胞呼吸消耗葡萄糖量,知识点1：叶绿体的结构和功能 【例1】下列关于叶绿体的叙述中，正确的是( ) A植物细胞中均含有叶绿体 B叶绿体基质、线粒体基质和细胞质基质的功能和所含化合物均相同 C叶绿体中所含有的色素分布在叶绿体类囊体和基质中 D叶绿体中含有少量的DNA和RNA 【思路点拨】并非所有的植物细胞中均含有叶绿体，叶绿体存在于植物的叶肉细胞和幼嫩茎的表皮细胞中。,D,【举一反三】(2011安庆四校联考)下图为叶绿体结构与功能示意图，下
11、列说法错误的是( ),A结构A中的能量变化是光能转变为H和ATP中的化学能 B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3C5甲 C结构A释放的氧气可进入线粒体中 D结构A释放的氧气来自于水 【思路点拨】在光合作用过程中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被光反应阶段产生的ATP和H还原成糖类，因此供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲。 【答案】 B,知识点2：光合作用的探究历程 【例2】下图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图，其中a为实验装置，b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是( ),A确保植株与外界空气进一步隔绝 B排除土壤中微生物代谢活动的干扰
12、C防止NaOH溶液对植物根系的影响 D避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉 【思路点拨】本实验探究的对象是CO2是否为植物光合作用原料，因此需要严格控制CO2的来源，而花盆的土壤中含有大量微生物，能通过呼吸作用产生大量的CO2而影响实验结果，因此用塑料口袋扎紧花盆就可以排除土壤中微生物代谢活动产生CO2的干扰。 【答案】 B,【举一反三】(2011黄山联考)1880年美国生物学家G.Engelmann设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)，他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是( ),A
13、细菌对不同的光反应不同，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强 B好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强 C好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强 D聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2，使水绵的光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用 【思路点拨】好氧细菌生活需要氧气，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也是水绵光合作用强的地方。 【答案】 B,知识点3：光合作用的过程 【例3】 (2010青岛模拟)如图是绿色植物内细胞代谢的某一阶段的简图，下列说法错误的是( ) Aa过程是指CO2的固定 Bb过程是指三
14、碳化合物的还原 Cc过程完全在线粒体内完成 Da、b、c三过程都需要酶参与,C,【思路点拨】从图示看出a、b、c应分别为CO2的固定、三碳化合物的还原和有氧呼吸过程，都要有酶参与，有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中完成。,【举一反三】离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( ) AC3化合物增多、C5化合物减少 BC3化合物增多、C5化合物增多 CC3化合物减少、C5化合物增多 DC3化合物减少、C5化合物减少,C,【思路点拨】此题考查光合作用过程中物质的变化，属于理解层次。在光合作
15、用的暗反应阶段，进入叶绿体中的CO2首先与叶绿体内的C5化合物结合，形成C3化合物，进而C3化合物被还原成糖类等有机物。如果突然中断CO2气体的供应，则C3化合物的形成受阻，C5化合物会因积累而含量增多，同时C3化合物会因形成受阻且不断被还原而减少。,知识点4：光合作用的原理的应用 【例4】科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是( ),A光照强度为a时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 B光照强度为b时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同 C光照强度为ab，曲线和光合作用强度随光照强度升高而升高
16、 D光照强度为ac，曲线和光合作用强度随光照强度升高而升高,【思路点拨】此题考查的是CO2浓度、光照强度和温度对植物光合作用强度的影响知识。光照强度为a时，曲线光合作用强度小于曲线光合作用强度，原因是CO2浓度不同。光照强度为b时，曲线光合作用强度大于曲线光合作用强度是由于温度的不同。光照强度为ab，曲线和光合作用强度随光照强度升高而升高。光照强度为ac，曲线光合作用强度不随光照强度升高而升高。 【答案】 D,【举一反三】(2010南京模拟)下列曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是( ),A图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照
17、时的低 B图中Y因素最有可能代表光照强度 C图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低 D图中Z因素(Z3Z2Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度 【思路点拨】图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是也不会下降。 【答案】 B,一、实验：绿叶中色素的提取和分离 1实验原理 (1)色素提取的原理：绿叶中的色素是有机物，能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，形成色素溶液，使色素从生物组织中分离出来。 (2)色素分离的原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但是不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在
18、滤纸上扩散得快，反之则慢。因而，不同的色素就会随着层析液在滤纸上扩散分开，形成不同的色素带。,2实验过程： 提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素 观察结果,溶剂挥发,二氧化硅、碳酸钙,无水乙醇,剪去两角,平整、不重叠,重复画23次,层析液,3.实验结果及分析 色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。,色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。 色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越大。 相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，相邻两条色素带间距最近的是叶绿素a和叶绿素b。 色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。,【
19、例】(2010上海)右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图所示结果最有可能来自于( ) A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶 C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶,D,C,【思路点拨】图中的光合色素从上至下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，图和图比较，图代表的植物叶片应只有类胡萝卜素，而没有叶绿素。水培的洋葱叶既有类胡萝卜素也有叶绿素；生长的柳树幼叶既有类胡萝卜素，也有叶绿素；培养的衣藻属于单细胞绿藻，有叶绿素存在；秋冬的银杏落叶只有类胡萝卜素，而没有叶绿素。,【变式训练】(2010广州模拟)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是( ) A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发 B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁) C四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大 D四种色素中，丙和丁主要吸收红光,B,【思路点拨】新鲜叶片中，含量最多的是叶绿素a(乙)，其次是叶绿素b(甲)，含量最少的是胡萝卜素(丁)，丙是叶黄素。光合色素提取时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏。水稻在收获时节，颜色变黄是由于叶绿素(甲乙)含量少于类胡萝卜素(丙丁)。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。,