【名師導(dǎo)學(xué)】高考生物第一輪總復(fù)習(xí) 4.18能量之源—光與光合作用(2)(光合作用的探究歷程及其過程)課件 新人教版必修1.ppt

第十八課時(shí)能量之源 光與光合作用 2 光合作用的探究歷程及其過程 考點(diǎn)一光合作用的探究歷程 基礎(chǔ)知識(shí)整合 1 直到18世紀(jì)中期 人們一直以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料 2 1771年 英國(guó)的普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證實(shí) 植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁的空氣 3 1779年 荷蘭的英格豪斯證明了陽(yáng)光和綠葉在更新空氣中不可缺少 4 1785年 隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn) 人們才明確綠葉在光下放出的氣體是 吸收的是 o2 co2 5 1864年 德國(guó)的薩克斯的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有 6 1939年 美國(guó)的魯賓和卡門利用法證明了 7 20世紀(jì)40年代 美國(guó)的卡爾文 利用技術(shù)最終探明了在光合作用中轉(zhuǎn)化成碳的途徑 淀粉 同位素標(biāo)記 光合作用釋放的氧氣來自水 同位素標(biāo)記 co2中的碳 有機(jī)物中 知識(shí)拓展 1 普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 2 實(shí)驗(yàn)分析 缺少空白對(duì)照 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng) 應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi) 作為空白對(duì)照 沒有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用 而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng) 限于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制 沒有明確植物更新氣體的成分 2 薩克斯的實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 2 實(shí)驗(yàn)分析 設(shè)置了自身對(duì)照 自變量為照光和遮光 因變量是顏色變化 有無淀粉生成 實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理 以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 淀粉 消耗掉 增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力 為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯 在用碘處理之前應(yīng)用熱酒精對(duì)葉片進(jìn)行脫綠處理 本實(shí)驗(yàn)除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外 還證明了光是光合作用的必要條件 3 魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論 光合作用釋放的o2全部來自水 2 實(shí)驗(yàn)分析設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn) 自變量是標(biāo)記物質(zhì) h218o和c18o2 因變量是o2的放射性 應(yīng)用指南 1 應(yīng)用普利斯特利的實(shí)驗(yàn)裝置和薩克斯的實(shí)驗(yàn)處理方法可以驗(yàn)證co2是光合作用必需的原料 在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意要將植物在暗處處理幾小時(shí) 消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 淀粉 2 應(yīng)用魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法可以追蹤co2和h2o中的c h o等元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑 考點(diǎn)二光合作用的過程 基礎(chǔ)知識(shí)整合 1 光反應(yīng) 1 場(chǎng)所 葉綠體 2 條件 酶等 3 物質(zhì)變化 葉綠體利用吸收的光能 將水分解成 同時(shí)促成adp和pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 形成 4 能量變化 光能轉(zhuǎn)變?yōu)?囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上 光 色素 o2和 h atp atp中活躍的化學(xué)能 2 暗反應(yīng) 1 場(chǎng)所 葉綠體的中 2 條件 參加催化 3 物質(zhì)變化 co2的固定 co2與植物體內(nèi)的結(jié)合 形成 c3的還原 在有關(guān)酶的催化作用下 c3接受釋放的能量并且被還原 經(jīng)過一系列的變化 形成或c5 4 能量變化 atp中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)?基質(zhì) 多種酶 c5 c3 atp h 糖類 糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 知識(shí)拓展 光合作用過程分析1 光合作用過程圖解 3 光照和co2濃度變化對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)c3 c5 h atp和o2及 ch2o 合成量的影響 典例精析 例 2011新課標(biāo) 在光照等適宜條件下 將培養(yǎng)在co2濃度為1 環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到co2濃度為0 003 的環(huán)境中 其葉片暗反應(yīng)中c3和c5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如下圖 回答問題 1 圖中物質(zhì)a是 c3化合物 c5化合物 2 在co2濃度為1 的環(huán)境中 物質(zhì)b的濃度比a的低 原因是 將co2濃度從1 迅速降低到0 003 后 物質(zhì)b濃度升高的原因是 c3化合物 暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定 即c3和c5化合物的含量穩(wěn)定 根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn) 此時(shí)c3化合物的分子數(shù)是c5化合物的2倍 當(dāng)co2濃度突然降低時(shí) c5化合物的合成速率不變 消耗速率卻減慢 導(dǎo)致c5化合物積累 3 若使該植物繼續(xù)處于co2濃度為0 003 的環(huán)境中 暗反應(yīng)中c3和c5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 物質(zhì)a的濃度將比b的 低 高 4 co2濃度為0 003 時(shí) 該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比co2濃度為1 時(shí)的 高 低 其原因是 高 低 co2濃度低時(shí) 暗反應(yīng)的強(qiáng)度低 所需atp和 h 少 考查類型 本題主要考查光合作用過程中c3 c5含量的關(guān)系及在co2濃度改變時(shí)c3和c5的變化規(guī)律 解析 1 由圖可以看出 當(dāng)co2濃度由1 降低到0 003 時(shí) 在短時(shí)間內(nèi) 暗反應(yīng)中發(fā)生的反應(yīng)是co2 c5 2c3 所以co2濃度降低時(shí) c3含量降低 故物質(zhì)a是c3 2 在co2濃度為1 時(shí) 由于co2 c5 2c3 一個(gè)c5生成兩個(gè)c3 所以c3是c5的兩倍 故物質(zhì)b濃度比a濃度低 當(dāng)co2濃度從1 降到0 003 時(shí) co2濃度降低 但是c5化合物的合成速率不變 消耗速率卻減慢 導(dǎo)致c5的積累 3 co2濃度為0 003 時(shí) c3和c5化合物的濃度保持穩(wěn)定后 暗反應(yīng)保持穩(wěn)定 此時(shí)仍根據(jù)暗反應(yīng)中co2的固定的反應(yīng)式確定 c3化合物的量應(yīng)是c5化合物的量的2倍 故持續(xù)處于co2濃度為0 003 時(shí) a濃度比b濃度高 4 co2濃度低時(shí) 意味著暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 所需要的atp及 h 少 方法歸納 凡是涉及到光照和co2濃度突然改變對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)c3 c5 h atp和o2及 ch2o 合成量的影響的題目 一定要既考慮來源 又考慮去路 光合作用達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)不管條件怎么樣 c3 c5的相對(duì)含量是一樣的 課時(shí)練習(xí)十九 一 選擇題 每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng) 1 普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一個(gè)玻璃罩內(nèi) 結(jié)果小白鼠和植物都能存活很長(zhǎng)時(shí)間 但后來有人重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn) 卻有的能成功 有的不能成功 以下關(guān)于這一現(xiàn)象的說法 不正確的是 a 該實(shí)驗(yàn)并不科學(xué) 沒有可重復(fù)性b 該實(shí)驗(yàn)的成功與否 要看是否將裝置置于陽(yáng)光下c 該實(shí)驗(yàn)說明光合作用釋放的氧氣與小白鼠需要的氧達(dá)到了平衡d 該實(shí)驗(yàn)說明光合作用需要的co2與小白鼠呼出的co2達(dá)到了平衡 a 2 下圖表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下 小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖 一段時(shí)間后 以下相關(guān)比較不正確的是 c a y2的質(zhì)量大于y3的質(zhì)量b 中小球藻的質(zhì)量大于 中小球藻的質(zhì)量c 中水的質(zhì)量大于 中水的質(zhì)量d 試管 的質(zhì)量大于試管 的質(zhì)量 解析 由題意可知 4支試管內(nèi)小球藻的光合作用強(qiáng)度相等 和 中同時(shí)使用的h218o 故 中水的質(zhì)量等于 中水的質(zhì)量 c不正確 3 光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段 下列說法正確的是 a 葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)b 葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng) 不進(jìn)行光反應(yīng)c 葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)d 葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng) 不進(jìn)行光反應(yīng) 解析 光合作用的光反應(yīng)在葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行 暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行 d 4 下列物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程屬于光反應(yīng)的是 a b c d d 5 如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線圖 c點(diǎn)與b點(diǎn)相比較 葉肉細(xì)胞內(nèi)的c3 c5 atp和 h 的含量發(fā)生的變化依次是 a 升 升 升 升b 降 降 降 降c 降 升 升 升d 升 升 降 降 解析 12h 15h 光合作用強(qiáng)度下降 此時(shí)導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度下降的原因是co2供應(yīng)不足 暗反應(yīng)減弱 co2固定減弱而c3還原仍正常進(jìn)行 c3含量下降 c5 atp和 h 的含量因積累而上升 c 6 在其他條件適宜的情況下 在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照 并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析 在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中c3和c5化合物含量的變化是 a c3和c5都迅速減少b c3和c5都迅速增加c c3迅速增加 c5迅速減少d c3迅速減少 c5迅速增加 c 7 在葉肉細(xì)胞中 co2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是 葉綠體基質(zhì) 類囊體薄膜 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜a b c d a 二 非選擇題 8 如圖為光反應(yīng) 暗反應(yīng)聯(lián)系示意圖 據(jù)圖回答下列問題 1 填出圖中字母所表示的物質(zhì) a b c d o2 atp h co2 2 若小麥在適宜條件下栽培 突然將d降至極低水平 則小麥葉片中的三碳化合物的含量會(huì)突然減少 其原因是 若降低d的同時(shí) 又停止光照 則不會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象 其原因是 3 若對(duì)某植物作如下處理 甲 持續(xù)光照10分鐘 乙 光照5秒后再黑暗處理5秒 連續(xù)交替進(jìn)行20分鐘 若其他條件不變 則在甲 乙兩種情況下植物所制造的有機(jī)物總量是 a 甲多于乙b 甲少于乙c 甲和乙相等d 無法確定 co2固定減弱 c3還原也減弱 b 9 請(qǐng)回答下列有關(guān)光合作用的問題 1 光合作用受到溫度 二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度的影響 其中 光照強(qiáng)度直接影響光合作用的過程 二氧化碳濃度直接影響光合作用的過程 2 甲圖表示在二氧化碳充足的條件下 某植物光合速度與光照強(qiáng)度和溫度的關(guān)系 在溫度為10 光照強(qiáng)度大于千勒克斯時(shí) 光合速度不再增加 當(dāng)溫度為30 光照強(qiáng)度小于l3千勒克斯時(shí) 光合速度的限制因素是 光反應(yīng) 暗反應(yīng) l1 光照強(qiáng)度 根據(jù)甲圖 在乙圖的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為l2千勒克斯 溫度分別為10 20 和30 時(shí)的光合速度 答案如下圖 3 丙圖表示a b兩種植物的光合速度與光照強(qiáng)度的關(guān)系 當(dāng)在千勒克斯光照強(qiáng)度條件下 a b兩種植物的光合速度相同 a植物在光照強(qiáng)度為8千勒克斯時(shí) 2小時(shí)單位葉面積可積累葡萄糖mg 計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù) 相對(duì)原子質(zhì)量c 12 h 1 o 16 b植物在1天內(nèi) 12小時(shí)白天 12小時(shí)黑夜 要使有機(jī)物積累量為正值 白天平均光照強(qiáng)度必須大于千勒克斯 5 10 9 2 10 2011全國(guó)卷大綱版 為探究不同條件對(duì)葉片中淀粉合成的影響 將某植物在黑暗中放置一段時(shí)間 耗盡葉片中的淀粉 然后取生理狀態(tài)一致的葉片 平均分成8組 實(shí)驗(yàn)處理如下表所示 一段時(shí)間后 檢測(cè)葉片中有無淀粉 結(jié)果如下表 請(qǐng)根據(jù)該表及相關(guān)知識(shí)回答問題 1 光照條件下 組5葉片通過作用產(chǎn)生淀粉 葉肉細(xì)胞釋放出的氧氣來自于的光解 光合 h2o 2 在黑暗條件下 葉片能進(jìn)行有氧呼吸的組別是 填編號(hào) 3 組2葉片中合成淀粉的原料是 直接能源物質(zhì)是 后者是通過產(chǎn)生的 與組2相比 組4葉片無淀粉的原因是 4 如果組7的蒸餾水中只通入n2 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是葉片中 有 無 淀粉 組2和組6 葡萄糖 atp 有氧呼吸 無 解析 考查學(xué)生獲取信息 圖表分析的能力 圖表分組比較是解決問題的核心所在 能夠考查學(xué)生對(duì)光合作用與呼吸作用的生理過程 關(guān)系 影響因素等的掌握情況 1 組5葉片有光照 co2 可進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉 葉肉細(xì)胞