人教版高考生物总复习3.3能量之源—光与光合作用完美课件PPT

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一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1.色素的种类和功能
2.叶绿体(1)结构示意图
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
四、影响光合速率的因素1.空气中　　CO2的浓度　　。 2.土壤中　水分的多少　。 3.光照　强度　、光照时间以及光质。 4.　温度　。 
六、光合作用与细胞呼吸的关系(光合作用产物用C6H12O6表示)1.光合作用和细胞呼吸关系图解
图中①~⑩依次为　O2　、　叶绿体　、　[H]　、　C5　、　C6H12O6　、　O2　、　C2H5OH　、　乳酸　、　细胞质基质　、　ATP　。 
考点一光合作用的基本过程
2.光反应与暗反应的比较
3.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响外界条件改变后(温度保持不变),短时间内,光合作用过程中C3、C5、[H]、ATP的含量变化可以采用下图分析。
考向一　光合作用的过程1.(2015安徽三校联考)下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为反应过程),下列判断错误的是(　　)
A.绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中B.e中不储存化学能,所以e只能充当还原剂C.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将会上升
2.(2015安徽卷)右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高
考向二　环境因素对光合作用的影响3.(2014全国Ⅰ卷)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(　　)A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降
4.(2015湖北四校期中联考)如图表示在夏季的一个晴天,某阳生植物细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化。若某一天中午天气由艳阳高照转为阴天,此时细胞中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的哪一段?(　　)
A.DE段(m),DE段(n)B.CD段(m),BC段(n)C.DE段(n),CD段(m)D.BC段(n),BC段(m)
考点二影响光合作用的环境因素及其应用
1.影响光合作用的环境因素(1)光照强度①
②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物　低　,如图中虚线所示。间作套种农作物,可合理利用光能;欲使植物正常生长,则必须使光照强度大于　B　点对应的光照强度;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 
①曲线分析:图1中　A　点表示CO2补偿点,即光合速率　等于　呼吸速率时的CO2浓度,图2中A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B'点都表示CO2饱和点。 ②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,提高光合速率。
①温度主要通过影响与光合作用有关的　酶的活性　而影响光合速率。 ②曲线分析:低温使酶的活性降低,导致植物的光合速率　降低　;在一定范围内随着温度的升高,酶活性升高,进而导致光合速率　增大　;温度过高会使酶活性降低,导致植物光合速率减小。 ③应用:冬季,温室栽培可适当　提高　温度;晚上可适当　降低　温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。 
①曲线分析:在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合速率,但当超过一定浓度后,会因　　　土壤溶液浓度过高　　　使植物吸水困难,而导致光合速率下降。 ②应用:在农业生产上,根据植物的需肥规律,合理施肥,可以提高作物的光合作用。
(5)温度、光照强度、CO2浓度综合因素对光合速率的影响
关键点含义: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,横坐标所表示的因子,不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当提高其他因子的措施。
2.自然环境及密封容器中植物光合作用曲线分析
(1)图1中各点含义及形成原因分析①A点:凌晨3时左右,温度降低,细胞呼吸　减弱　,CO2释放　减少　。 ②B点:上午5时左右,太阳出来,开始进行　光合作用　。 ③BC段:光合作用　<　细胞呼吸。 ④C点:上午7时左右,光合作用　=　细胞呼吸。 ⑤CE段:光合作用　>　细胞呼吸。 ⑥D点:温度过高,部分气孔　关闭　,出现“光合午休”现象。 ⑦E点:下午6时左右,光合作用　=　细胞呼吸。 ⑧EF段:光合作用　 < 　细胞呼吸。 ⑨FG段:太阳落山,停止光合作用,只进行细胞呼吸。
(2)图2中各点含义及形成原因分析①AB段:无光照,植物只进行　细胞呼吸　。 ②BC段:温度降低,细胞呼吸　减弱　。 ③CD段:5时左右,开始进行光合作用,但光合作用强度　<　细胞呼吸强度。 ④D点:光合作用强度　=　细胞呼吸强度。 
⑤DH段:随着光照不断增强,光合作用强度　>　细胞呼吸强度,其中FG段表示“　光合午休　”现象。 ⑥H点:光合作用强度　=　细胞呼吸强度。 ⑦HI段:光照继续减弱,光合作用强度　<　细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止。 (3)图2中植物生长与否的判断①I点低于A点,说明一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用　>　细胞呼吸,植物　生长　。 ②若I点高于A点,说明光合作用　<　细胞呼吸,植物体内有机物总量　减少　,植物　不能生长　。 ③若I点等于A点,说明光合作用　=　细胞呼吸,植物体内有机物总量　不变　,植物　不生长　。 
考向一　以曲线图或柱状图的形式,考查影响光合作用的环境因素1.(2015甘肃兰州月考)下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析错误的是(　　)
A.图甲中,A点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B.图乙中,相同时间内叶肉细胞中C3的生成量D点比C点多C.图乙中,N点的限制因素是光照强度,图丙中,P点的限制因素是温度D.图丙中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
2.下图是小麦种子萌发形成幼苗后的生长情况。下列相关说法不正确的是(　　)
A.该实验探究的可能是有无光照对幼苗生长的影响B.10 d后,白光下的幼苗体内消耗ADP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质C.前10 d光照对幼苗的生长有抑制作用D.白光条件下的幼苗体内有机物的量一直在增加
考向二　以实验分析的形式,考查影响光合作用的环境因素3.某同学选取甲、乙两个相同的透明玻璃缸,同时都加入等量的池塘水、小球藻、水草及小鱼等,随即均被密封,实验在温度适宜的暗室中进行。从距玻璃缸0.5 m处先后用不同功率的灯泡给予1 h光照,下表为不同光照1 h后缸内氧气浓度的相对变化量。
下列有关叙述错误的是(　　)A.该实验的目的是探究不同光照强度对光合作用的影响B.甲缸用30 W灯泡照光时氧气产生量与消耗量相等C.随光照强度增大,甲缸内生产者的光合作用不断增强D.乙缸是用于测定玻璃缸内生物细胞呼吸的耗氧量
4.在环境中CO2浓度一定、温度适宜的情况下,测定植物叶片在不同光照条件下CO2的吸收或释放量,结果如表(表中负值表示CO2释放量,正值表示CO2吸收量):
下列叙述正确的是(　　)A.光照强度在8.0~9.0 klx之间时,细胞内合成ATP的速率不变B.光照强度在2.0 klx时,细胞内不进行光合作用C.光照强度在8.0 klx时,细胞既吸收CO2又吸收O2 D.超过9.0 klx时,光合作用速率不再增加,此时主要是受外界CO2浓度的制约
考向三　光合作用曲线分析5.(2015湖北重点中学期中联考)下图是夏季连续两昼夜内,某野外植物CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1~S5表示曲线与横轴围成的面积。下列叙述错误的是(　　)
A.图中B点和I点,该植物的光合作用强度和细胞呼吸强度相同B.图中DE段不是直线的主要原因是夜间温度不稳定,影响植物的呼吸作用C.如果S1+S3+S5>S2+S4,表明该植物在这两昼夜内有机物的积累为负值D.图中S2明显小于S4,造成这种情况的主要外界因素最可能是CO2浓度
6.(2016甘肃定西期末)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是(　　)
(注:箭头所指为处理开始时间)
A.t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B.t2→t3,暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高C.t3→t4,光照强度不变、光合速率的提高是光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低
考点三光合作用与细胞呼吸的关系
1.净光合作用速率、呼吸速率与真正光合作用速率的表示方法(1)净(表观)光合速率:绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的实验容器中　O2　的增加量或　CO2　的减少量。 (2)呼吸速率:绿色植物组织在黑暗条件下,测得的实验容器中　　O2的减少量或CO2的增加量　　。 (3)真正光合速率=　　净光合速率+呼吸速率　　。 
①光合作用产生的O2量=　　实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量　　 ②光合作用固定的CO2量=　　实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量　　 ③光合作用产生的葡萄糖量=　　葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量　　 
(5)净光合作用速率与真正光合作用速率的关系
①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)　　。 ②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　　。 
2.影响净光合速率的因素所有能影响呼吸速率和光合速率的因素都可以影响净光合速率,如光照强度、CO2浓度、O2浓度、温度等。3.净光合速率与植物生长(1)当净光合速率　>　0时,植物因积累有机物而生长。 (2)当净光合速率　=　0时,植物不能生长。 (3)当净光合速率　<　0时,植物不能生长,长时间 处于此种状态,植物将死亡。
4.净光合速率测定方法的图示及其解读
(1)NaHCO3溶液作用:保证容器内　　CO2浓度　　的恒定,满足绿色植物光合作用的需求。 (2)植物光合速率指标:植物光合作用释放氧气,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴　右移　。单位时间内水滴右移的体积就能表示　　净光合速率　　。 (3)条件:整个装置必须放在光下。
考向一　光合作用与细胞呼吸的关系1.(2015陕西渭南一模)下图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是 (　　)
A.在元素转移途径中,④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦和⑨D.ATP中的能量不仅可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能,而不能转变为光能
2.(2015河北邯郸摸底)下列关于绿色植物叶肉细胞生理活动的叙述,正确的是(　　)A.叶绿体放出氧气的速率有可能与线粒体消耗氧气的速率相等B.叶绿体白天进行着ATP的合成,夜晚进行着ATP的水解C.随着CO2浓度的增大,叶绿体的光合速率增大,线粒体的呼吸速率减小D.线粒体产生的CO2在光照时全部扩散到叶绿体中,黑暗时全部扩散到细胞外
3.(2014全国Ⅱ卷)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是(　　)A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
考向二　以图、表、曲线为载体,考查影响光合作用和细胞呼吸的因素及光合、呼吸强度的计算4.(2015安徽六校一联)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞呼吸速率曲线,下列叙述错误的是(　　)
A.光合作用中温度主要影响暗反应阶段B.光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响,其中与细胞呼吸有关的酶的适宜温度更高C.温度在30 ℃左右时真正光合作用速率最大D.若温度保持在25 ℃,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物不能正常生长
5.将提取的完整线粒体和叶绿体的悬浮液,分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的A、B试管中,给予充足光照,都会产生气泡。假如将上述两支试管移入黑暗的环境中,保持温度不变,短时间内,A、B两支试管产生气泡的量分别有什么变化?(　　)A.前者基本不变,后者逐渐减少,直至停止B.两者均保持基本不变C.后者不变,前者逐渐减少直至停止D.两者均逐渐减少直至停止
6.(2015江苏泰州姜堰期中)在CO2浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下,测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率,结果如图。下列有关分析正确的是(　　)
A.当光照强度为1 klx时,植物甲开始进行光合作用B.当光照强度为3 klx时,植物乙的总光合速率是0 mg/(100 cm2叶·h) C.若在C点时突然停止CO2供应,短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加D.D点时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度
7.(2015北京卷)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
(1)在开始检测后的200 s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解　　　　　　　　,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过　　　　　　　　　　　将储藏在有机物中稳定的化学能转化为　　　　　　　　　　　　　　和热能。 (2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在　　　　　　　　　 μml/(m2·s)范围内。在300 s时CO2　　　　　　　　达到2.2 μml/(m2·s)。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是　　　　　　 μml CO2/(m2·s)(本小题所填数值保留至小数点后一位)。 
(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100 s以后,叶片的CO2释放　　　　　　　　　　,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。 (4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物,可利用　　　　　　　　　　　　技术进行研究。 
知识延展　“补偿点与饱和点的移动”透析 1.CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点(B)是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点(C)则是达到最大光合速率对应的最小CO2浓度(或最弱光照强度),位于横轴上。
(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点(B)应右移,反之左移。
(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点(B)应右移,反之左移。(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。2.曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向:在外界条件的影响下,通过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析,确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移,最后得到该点的移动方向。(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,曲线上的A点下移、其他点向左下方移动,反之A点上移、其他点向右上方移动。(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,曲线上的A点不动,其他点向左下方移动,反之向右上方移动。
考向三　光合作用与细胞呼吸相关实验考查8.下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)不可能出现的是(　　)
A.甲、乙装置水滴都左移B.甲、乙装置水滴都右移C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移
考点四(实验)绿叶中色素的提取和分离
2.注意问题(1)提取色素的试剂是无水乙醇,分离色素的试剂是层析液。(2)可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其挥发;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或含叶绿素较少的材料。 
3.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析。①未加　　石英砂(二氧化硅)　　,研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶,滤液　色素(叶绿素)　太少。 ③一次加入大量的　无水乙醇　,提取的色素浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。 ④未加　碳酸钙　或加入过少,色素分子被破坏。 (2)滤纸条色素带重叠:滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。(3)滤纸条看不见色素带。①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到　层析液　,且时间较长,色素全部溶解在层析液中。 
考向　绿叶中色素的提取与分离1.图1是“质壁分离和复原实验”的部分操作图,图2是“叶绿体中色素分离”的结果,以下相关说法不正确的是 (　　)
A.盖玻片下最好是成熟的植物组织细胞B.实验中用吸水纸引流常需要重复几次C.图2中b代表的是叶绿素bD.出现图2结果的原因可能是研磨时没加碳酸钙
2.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得到的实验结果依次应为(　　)
A.①②③④　　　　　 B.②④①③C.④②③① D.③②①④
1.捕获光能的色素包括叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)、胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色),主要吸收红光和蓝紫光。2.绿叶中的色素一般用无水乙醇溶解提取,原理是绿叶中的色素都能溶解在有机溶剂中。3.用纸层析法可以分离色素,原理是不同色素在层析液中的溶解度不同。4.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。反应方程式为
5.光合作用包括两个过程——光反应和暗反应(1)光反应在类囊体薄膜上进行,包括水的光解和ATP的形成,光能转化为ATP中活跃的化学能。(2)暗反应在叶绿体基质中进行,包括CO2的固定和C3的还原,ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能。6.影响光合作用的因素包括光(光质、光照强度、光照时间)、CO2浓度、温度、水和矿质元素等。7.自然界中少数种类的细菌,能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫做化能合成作用。
1.辨析光合作用的相关物质(1)光合作用中产生的[H]为NADPH,细胞呼吸中产生的[H]为NADH,两种[H]不是同一种物质。(2)光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用,细胞呼吸中产生的ATP可被除暗反应外的多项生命活动所利用。2.辨析光合作用中物质的变化判断外界条件改变后C3、C5、ATP、NADPH、ADP、NADP+的含量如何变化,可结合光合作用的过程绘制示意图。以停止光照时物质的变化为例:停止光照→光反应停止→ATP和NADPH不再产生→ATP和NADPH的含量减少且ADP和NADP+的含量增加;ATP和NADPH的含量减少→C3还原减弱,而CO2固定过程仍在进行→C3含量相对增加,C5含量相对减少。
3.辨析影响光合作用、细胞呼吸的因素(1)温度改变时,细胞呼吸会受到影响,光合作用的光反应和暗反应均会受影响,但主要是暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)CO2浓度很低时,光合作用不能进行;当CO2浓度大于某值时,光合作用才能进行。CO2浓度过大时,会抑制植物的细胞呼吸,进而影响到光合作用。
1.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP。(2014海南卷,6D)(×)2.光照越弱,阴生植物光合作用越强;光照越强,阳生植物光合作用越强。 (×)3.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。 (×)
4.正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后一段时间内,绿藻细胞的叶绿体内的ATP/ADP比值下降。 (√)5.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应CO2后比停止前的高。(2015山东卷,4D)(√)6.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。(2014海南卷,7D)(√)7.线粒体产生的二氧化碳扩散到同一细胞中的叶绿体中被利用(不考虑类囊体膜),穿过4层生物膜,扩散到相邻细胞中的叶绿体中被利用,穿过6层生物膜。 (√)8.化能合成作用也能像光合作用一样将无机物合成有机物,但所需要的能量来源不同。 (√)