高三一輪復(fù)習(xí)生物：第10講 能量之源-光與光合作用課件

第10講能量之源—光與光合作用考綱要求五年考題考點(diǎn)命題1.光合作用的基本過(guò)程

∥2.影響光合作用速率的環(huán)境因素

∥3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取與分離2017全Ⅰ2017全Ⅲ2018全Ⅲ2019全Ⅰ2019全Ⅲ2020全Ⅲ2021全乙光合作用的相關(guān)內(nèi)容是歷年高考的必考考點(diǎn)，也是近年來(lái)高考的熱門考點(diǎn)之一。光合作用的內(nèi)容在高中生物課中所占的比例不大，但卻是高考考查新陳代謝的首選內(nèi)容，既可考查其中的物質(zhì)變化，也考查其中的能量變化，更可以與物質(zhì)循環(huán)和呼吸作用相結(jié)合而綜合考查；捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1命題·規(guī)律探究考點(diǎn)·自主梳理重點(diǎn)·疑難突破實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取與分離原理提取色素分離色素綠葉中的色素能溶解在無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散快。步驟1使研磨充分保護(hù)色素不被破壞溶解色素剪碎研磨提取色素2過(guò)濾取濾液實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取與分離步驟3制備濾紙條4畫濾液細(xì)線5分離色素重復(fù)畫2-3次，→增加色素含量1.捕獲光能的色素考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素類胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b(占1/4)(占3/4)（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）2.葉綠體中色素的吸收光譜考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉綠體中的色素提取液2.葉綠體中色素的吸收光譜考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用放出氧氣2.葉綠體中色素的吸收光譜考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉綠素主要吸收___________類胡蘿卜素主要吸收________藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅光3.

捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體考點(diǎn)梳理二、能量之源——光與光合作用外膜內(nèi)膜類囊體基粒捕獲光能的色素分布在___________類囊體的薄膜上考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)3.捕獲光能的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)裝片中好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射到的部位集中。裝片中好氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光部位的周圍。O2是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。光合作用需要光照。3.捕獲光能的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？(1)實(shí)驗(yàn)材料選得妙：用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙：實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量和減少額外變量，恩格爾曼將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行。3.捕獲光能的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？(3)觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)得妙：通過(guò)好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)得妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。3.捕獲光能的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

結(jié)論：

葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，分布了許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用的酶。資料二：在類囊體上和基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。光合作用的場(chǎng)所只能是葉綠體嗎？酶3教材P99教材拾遺(1)(教材必修1P99“與社會(huì)的聯(lián)系”拓展)生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高?如果陰天或夜間給大棚內(nèi)的農(nóng)作物補(bǔ)光呢?無(wú)色因中各種顏色的光均能通過(guò)，作物光合效率高。補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光。判斷正誤(1)(2019·全國(guó)卷Ⅲ，T29節(jié)選)葉綠體中含氮的光合色素是葉綠素（）(2)(2018·全國(guó)卷Ⅲ，T29節(jié)選)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的類囊體膜上，該物質(zhì)主要捕獲可見(jiàn)光中的藍(lán)紫光和紅光（）(4)(2017·全國(guó)卷Ⅲ，T3D)葉片在640~660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的（）(5)(2017·天津卷,T5B)用水作層析液觀察花青苷的色素帶()(6)(2017，海南卷,T10C)若將葉綠體置于藍(lán)紫光下。則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生()(34)(2017·全國(guó)卷Ⅲ，T3A)類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成（）光合作用的基本過(guò)程2命題·規(guī)律探究考點(diǎn)·自主梳理重點(diǎn)·疑難突破1.概念：光合作用是指_________通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的________，并釋放出______的過(guò)程。綠色植物有機(jī)物氧氣考點(diǎn)梳理二、光合作用的基本過(guò)程2.光合作用的探究歷程考點(diǎn)梳理干燥土壤90.8kg小柳樹(shù)2.25kg只用雨水澆灌五年后柳樹(shù)長(zhǎng)大1648年海爾蒙特（比利時(shí)）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后變化土壤干重90.800kg90.743kg柳樹(shù)2.25kg76.70kg結(jié)論：建造植物體的原料是水分土壤烘干后稱重2.光合作用的探究歷程1771年普利斯特利：植物可_________更新空氣考點(diǎn)梳理這位老兄的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。1779年英格豪斯：2.光合作用的探究歷程考點(diǎn)梳理植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。1845年梅耶：1864年梅薩克斯：光合作用產(chǎn)物除氧氣外還有_____。淀粉2.光合作用的探究歷程考點(diǎn)梳理1880年恩格爾曼：1939年魯賓和卡門：光合作用場(chǎng)所是_______光合作用釋放的氧氣來(lái)自____葉綠體水2.光合作用的探究歷程考點(diǎn)梳理水用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固有光才能反應(yīng)有光無(wú)光均可反應(yīng)CO2考點(diǎn)梳理3.光合作用的過(guò)程條件場(chǎng)所暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO2考點(diǎn)梳理類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)水、色素、酶等CO2、[H]、ATP、酶等3.光合作用的過(guò)程過(guò)程暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO2考點(diǎn)梳理①水的光解：2H2O→4[H]+O2②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATPCO2+C5→2C3①CO2的固定:②C3的還原：2C3→(CH2O)+C53.光合作用的過(guò)程暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO2考點(diǎn)梳理CO2＋H2O(CH2O)＋O2酶葉綠體

能量變化：光能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能→3.光合作用的過(guò)程酶3教材P教材拾遺(1)(教材必修1P94、P103“相關(guān)信息”)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]和光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]是同一物質(zhì)嗎?其成分是蛋白質(zhì)嗎?(2)(教材必修1P102最下面一段拓展分析)光照下卡爾文給小球藻懸浮液通人14CO2一定時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30s的時(shí)間，放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種。縮短時(shí)間到7s發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物減少到12種，想要探究CO2

轉(zhuǎn)化成的是什么，應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶INADH，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅱ（NADPH），NADH和NADPH中的N指煙酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸，P是磷酸基團(tuán)，因此[H]的成分不是蛋白質(zhì)不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物，該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物。小積累（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑碳的轉(zhuǎn)移途徑光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2C3（CH2O）原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：123小積累光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶、H2OCO2、多種酶、[H]、ATP葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的還原ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。4光反應(yīng)和暗反應(yīng)比較小積累5“過(guò)程法”分析物質(zhì)變化暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO21、光照減弱不變小積累5“過(guò)程法”分析物質(zhì)變化暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO21、CO2減少不變小積累6“模型法”表示C3和C5的含量變化小積累7光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系①過(guò)程關(guān)系小積累7光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系②物質(zhì)關(guān)系小積累7光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系③能量關(guān)系光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用ATP中活躍的化學(xué)能熱能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)細(xì)胞呼吸小積累8比較光合作用與細(xì)胞呼吸中［H］和ATP的來(lái)源和去路小積累8比較光合作用與細(xì)胞呼吸中［H］和ATP的來(lái)源和去路判斷正誤(2)(2017·海南卷,T10D)水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量()(1)(2018·天津卷，T8節(jié)選)大氣中的碳主要在葉綠體基質(zhì)部位被固定，進(jìn)入生物群落決()影響光合作用的因素及應(yīng)用3命題·規(guī)律探究考點(diǎn)·自主梳理重點(diǎn)·疑難突破考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素哪些外界條件會(huì)影響光合作用的進(jìn)行？暗反應(yīng)光反應(yīng)葉綠體中色素H2O

水的光解O2[H]ADP+PiATP光能酶供能供氫酶C5(CH2O)(糖類)多種酶參加催化2C3原還定固CO2考點(diǎn)梳理溫度、pH光照強(qiáng)度澆水Mg2+空氣中的濃度一、影響光合作用因素B：光補(bǔ)償點(diǎn)C2：光飽和點(diǎn)光照強(qiáng)度0吸收量CO2C2ABC1cab光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等時(shí)的光強(qiáng)度。光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)所需的最低的光強(qiáng)度。考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素1、光照強(qiáng)度A點(diǎn)：細(xì)胞呼吸光照強(qiáng)度為0時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放C02量代表此時(shí)的呼吸強(qiáng)度

光照強(qiáng)度0吸收量CO2C2ABC1cab考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素1、光照強(qiáng)度AB段：BC段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用逐漸增強(qiáng)，C02的釋放量逐漸減少,因一部分用于光合作用

隨光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用不斷增強(qiáng)

b(總光合速率)a(凈光合速率)b(總光合速率)=

a(凈光合速率)

+c(呼吸速率）c(呼吸速率)2、溫度①光合作用是在

的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響

；②B點(diǎn)表示：

；③BC段表示：

；酶的活性酶此溫度條件下，光合速率最高超過(guò)最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素（3）CO2濃度A：CO2補(bǔ)償點(diǎn)B：CO2飽和點(diǎn)光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等。不從環(huán)境中吸收CO2。光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)所需的最低CO2濃度。A’：進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素（3）CO2濃度思考1：在呼吸作用強(qiáng)度一定的條件下，當(dāng)外界光照強(qiáng)度適當(dāng)升高時(shí)，圖示中A點(diǎn)，B點(diǎn)如何移動(dòng)？若光照強(qiáng)度適當(dāng)降低呢？當(dāng)外界光照強(qiáng)度適當(dāng)升高時(shí)，圖示中A點(diǎn)向左移動(dòng)，B點(diǎn)向右移動(dòng);當(dāng)外界光照強(qiáng)度適當(dāng)降低時(shí)，圖示中A點(diǎn)向右移動(dòng)，B點(diǎn)向左移動(dòng)?？键c(diǎn)梳理一、影響光合作用因素（3）CO2濃度思考2：北魏賈思勰《齊民要術(shù)》中提到種植農(nóng)作物時(shí)要“正其行，通其風(fēng)”，你如何理解這句話？正其行，通其風(fēng)，有利于空氣流通，增大二氧化碳濃度，提高光合作用速率，進(jìn)而提高農(nóng)作物產(chǎn)量?？键c(diǎn)梳理一、影響光合作用因素H2O是光合作用的原料。在一定范圍內(nèi),H20越多，光合速率越快，但到A點(diǎn)時(shí)，即H2O達(dá)到飽和時(shí)，光合速率不再增加。

（4）水分考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素N：酶及NADPH和ATP的重要組分P：磷脂、NADPH和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分

（5）礦質(zhì)元素：

礦質(zhì)元素考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素★多因子對(duì)光合作用速率的影響P點(diǎn)：Q點(diǎn)：限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高

橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素★多因子對(duì)光合作用速率的影響溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)充加C02，進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和C02濃度以提高光合速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過(guò)增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來(lái)充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的

考點(diǎn)梳理一、影響光合作用因素★內(nèi)部因素對(duì)光合作用速率的影響典題研究例1、將兩個(gè)枝條分別置于營(yíng)養(yǎng)液中。其中一枝僅保留一張葉片（甲），另一枝保留兩張葉片（乙、丙），葉片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行），在甲葉和乙葉的盒中注入14CO2，裝置如下圖。照光一段時(shí)間后，可以檢測(cè)到放射性的葉片

（

）A.僅在甲中

B.僅在甲和乙中

C.僅在甲和丙中

D.在甲、乙和丙中B典題研究例2下圖示某植物生理作用與環(huán)境因素之間的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)甲圖中，A點(diǎn)時(shí)，表示植物只能進(jìn)行

作用，B點(diǎn)表示

與

達(dá)到相等(2)上述甲、乙兩圖表示，影響光合作用的因素包括

。(3)甲圖曲線E、F是表示20℃和30℃的環(huán)境中所得到的曲線，其中表示20℃時(shí)光合作用效率的是

曲線。呼吸呼吸速率光合速率光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度F考點(diǎn)梳理二、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1、實(shí)驗(yàn)原理葉片含有空氣，上浮抽氣葉片下沉光合作用產(chǎn)生o2充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮2、實(shí)驗(yàn)裝置分析自變量：因變量：光照強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度考點(diǎn)梳理二、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（1）黑暗時(shí)，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生的CO2較易溶于水，葉片沉在水底AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcCO2O2考點(diǎn)梳理二、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcCO2O2O2CO2（2）弱光下，光合作用小于細(xì)胞呼吸。葉片中仍然沒(méi)有足夠的氧氣，葉片仍然沉在水底考點(diǎn)梳理二、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcO2CO2（3）中強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸。葉片間隙中充滿氧氣，葉片上浮。CO2O2考點(diǎn)梳理三、測(cè)光合作用O2產(chǎn)生、CO2消耗的體積判斷正誤(1(2019全國(guó)卷IT29改編)干旱致葉氣減，干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會(huì)降低，出現(xiàn)這種變化的主要原因是氣孔開(kāi)度減小使供應(yīng)給光合作用的CO2減少(）(2)(2017全國(guó)卷I，T30節(jié)選)已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的，則甲種植物凈光合速率為0時(shí)，乙種植物凈光合速率大于0(）(3)(2016全國(guó)卷IT30選改編)使合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高CO2濃度(）判斷正誤(4)(2016四川卷T5D)葉片的Pn(凈光合速率)先后兩次(注:第一次是中午，第二次是下午)下降，主要限制因素分別是CO2濃度和光照強(qiáng)度