幻灯片 1第四课时　能量之源——光与光合作用 一、叶绿体与捕获光能的色素 ---- 幻灯片 2图中序号①②③④⑤依次是①外膜、②内膜 、③类囊 体、④基粒、⑤叶绿体基质。在光学显微镜下观察,叶 绿体一般呈⑥扁平的椭球形或球形。吸收光能的四种 色素分布在⑦类囊体的薄膜上。叶绿体内如此多的⑧ 1.叶绿体 ---- 幻灯片 3基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积。在⑨类囊体上 和  基质中,含有多种进行光合作用所必需的酶。 ---- 幻灯片 42.捕获光能的色素 叶绿体中色素  二、光合作用的过程 ---- 幻灯片 5---- 幻灯片 6---- 幻灯片 7三、光合作用的意义及应用 制造了数量巨大的有机物,将太阳能转化成  化学能, 维持大气中  O2和CO2含量的相对稳定,对生物的进化 具有重要的作用。 四、光合作用的影响因素 ---- 幻灯片 81.光:影响  光反应阶段。 2.温度:主要影响  暗反应阶段。 3.CO2浓度:影响  暗反应阶段。 4.水:影响  气孔的开闭进而影响二氧化碳的吸收; 5.无机盐(或矿质元素):主要影响  色素、酶、ATP等 与光合作用有关的物质的形成。 ---- 幻灯片 9---- 幻灯片 10  一、绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理 (1)提取:绿叶中的不同种类色素在层析液中的溶解度 不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散速度快。 (2)分离:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇 中,所以,可以用其提取绿叶中的色素。 2.实验步骤 ---- 幻灯片 113.“绿叶中色素的提取和分离”分析 ---- 幻灯片 12---- 幻灯片 13---- 幻灯片 14---- 幻灯片 15  实验探究进阶 1.层析液:93#汽油 2.实验装置 A.为了防止层析液挥发和滤纸条下滑,可用回形针和大 头针将滤纸条吊在广口瓶中。 B.为避免画滤液细线,可用如下装置: ---- 幻灯片 16---- 幻灯片 17　      典例1    (2012年湖南长沙一中月考)下 列关于叶绿体的描述,正确的是 (　    ) A.叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 B.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 C.叶绿体外表的双层膜上具有叶绿素和酶 D.基粒由类囊体堆叠而成 ---- 幻灯片 18【思路剖析】叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝 紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故A项错误;CO2的 固定过程发生在叶绿体的基质中,故B项错误;叶绿体 中的叶绿素等色素分布在类囊体薄膜上,与光合作用 有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体的基质中,故C 项错误;叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒增加膜面积, 故D项正确。 【答案】D ---- 幻灯片 191.光合作用的实验探究 二、光合作用的探究历程与光合作用的过程 ---- 幻灯片 20---- 幻灯片 212.光合作用的过程 (1)总反应式:CO2+H2O  (CH2O)+O2 (2)光反应和暗反应的比较 ---- 幻灯片 22---- 幻灯片 23---- 幻灯片 24---- 幻灯片 253.根据同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径: (1)H:3H2O   [3H]  (C3H2O) (2)C:14CO2  14C3  (14CH2O) (3)O∶  O  18O 2; C18O2   C3  (C O) 4.光合作用与细胞呼吸的比较分析 (1)光合作用只在部分细胞中进行(如:植物的绿色细胞 ---- 幻灯片 26和光合细菌等),但细胞呼吸则是所有活细胞都要进行 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](即NADPH)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](即NADH)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 。 ---- 幻灯片 27　      典例2    (2012年江西南昌二校联考)德 国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿” 处理(消耗掉叶片中的淀粉)后,再把叶片的一部分遮光, 其他部分曝光。一段时间后,将该叶片经脱色、漂洗再 用碘液处理,结果遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝。下 列有关本实验的分析及结论合理的是 (　    ) ---- 幻灯片 28①本实验未设对照组　②有无光照是遮光和曝光区域 显现不同结果的唯一原因　③实验初始时遮光和曝光 区域均达到无淀粉状态　④实验证明叶绿体利用光照 将CO2转变成了淀粉 A.①~④全部　　　　B.只有②③④ C.只有①②③　　 D.只有②③ ---- 幻灯片 29【思路剖析】本实验中自变量为光照的有无,曝光和 遮光形成对照,碘液处理后叶片的颜色变化是因变量, ①错误、②正确。 【答案】D ---- 幻灯片 30　      典例3    (2012年辽宁抚顺六校联考)下 图中Ⅰ、Ⅱ代表生理过程,①、②、③、④、⑤代表物 质,有关叙述不正确的是 (　    ) ---- 幻灯片 31A.⑤中的氧原子来自①和② B.Ⅰ过程完成的能量变化是“光能→活跃化学能” C.玉米根尖细胞中不能进行Ⅰ过程 D.③用于暗反应还原C3化合物 ---- 幻灯片 32【思路剖析】由图可知,Ⅰ、Ⅱ分别代表光合作用的 光反应和暗反应,①、②、③、④、⑤分别代表H2O 、CO2、[H]、O2和(CH2O)。(CH2O)中的氧原子全部 来自CO2,故A项错误;光反应阶段能量变化是将光能 转变为ATP中的活跃的化学能,故B项正确;玉米根尖 细胞中无叶绿体,不能进行光合作用,故C项正确;[H] 用于暗反应阶段还原C3化合物,故D项正确。 【答案】A ---- 幻灯片 331.光合作用的影响因素及其应用的分析 三、光合作用的影响因素及其应用 ---- 幻灯片 34---- 幻灯片 35---- 幻灯片 36---- 幻灯片 372.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响 当外界条件改变时,光合作用中C3、C5、[H]、ATP的 含量及有机物的合成量变化可以采用如下图分析: ---- 幻灯片 38---- 幻灯片 39---- 幻灯片 40  思维误区规避 1.以上各物质的变化是相对含量的变化,不是合成速率, 且是在条件改变后的短时间内发生的。 2.在以上各物质的含量变化中:C3和C5含量的变化是相 反的,即C3增加,则C5减少;[H]和ATP的含量变化是一致 的,都增加或都减少。 ---- 幻灯片 413.总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 (1)关系图解 (2)关键点分析 ---- 幻灯片 42---- 幻灯片 43---- 幻灯片 44---- 幻灯片 45---- 幻灯片 464.对改变条件后曲线变化的综合分析 下图可表示光照强度对光合作用的影响 (1)当原温度是最适温度时,降低温度,其他条件不变,a 点上移,b点左移,d点下移。 ---- 幻灯片 47(2)当缺镁时,其他条件不变,a点不变,b点右移,d点下移。 (3)当原图表示为阳生植物,则阴生植物的a点上移,b点 左移,d点下移。 (4)当CO2浓度较低时,其他条件不变,a点不变,b点右移,d 点下移。 (5)干旱初期,对呼吸作用影响不大,a点不变,但植物气 孔关闭,CO2吸收量少,则b点右移,d点下移。 (6)当原图表示蓝紫光时的光合作用强度,则改用红光后,a点不变,b点左移,d点上移。 ---- 幻灯片 48  典例4    树林中,阳光穿过枝叶的空隙,会在 地上投下圆形的光斑,它们随着太阳的偏移和枝叶的摆 动而移动。下图显示在人工光斑照射某植物叶片前后, 实验测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况。以 下各项分析中正确的是 (　    ) ---- 幻灯片 49A.图中a点O2浓度最高 B.ab段变化的原因是温度过高,导致酶活性下降 C.光斑移开后一段时间光合作用仍在进行 D.cd段的原因是CO2浓度降低,光反应速率下降 ---- 幻灯片 50【思路剖析】A项中a点时是O2释放速率最高,但O2积 累量没达到最大,故并非是O2浓度最高,而且大气是不 断扩散的,大气中的气体成分无明显变化;B项ab段变 化的原因是随着太阳的偏移,光照强度逐渐减弱;C项 “光斑”移走并不等于黑暗条件,而是 “恢复原水平 ”,故不能误以为“光斑”移走就没有光照而不能进 行光反应,应是随着“光斑”的移开,光照强度降低到 原有水平,光反应速率下降。光反应与暗反应的速率 相比,暗反应较为缓慢,“光斑”照耀期间积累的ATP 和[H]还可以使暗反应持续一段时间,所以CO2吸收速 ---- 幻灯片 51率延续了一段时间后才下降。D项中CD段的原因是 光反应速率下降,为暗反应提供的[H]和ATP减少。 【答案】C ---- 幻灯片 52　      典例5    (2011年全国新课标理综)在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植 物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反 应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回 答问题: ---- 幻灯片 53(1)图中物质A是　　    (C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原 因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　    ;将CO2浓度从1%迅 速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　    。 ---- 幻灯片 54(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗 反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将 比B的　　　    (低、高)。 (4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要 的光照强度比CO2浓度为1%时的　　　    (高、低),其 原因是　　　　　　　　　　　　　　　　    。 ---- 幻灯片 55【思路剖析】(1)CO2浓度降低时,因C3的产生减少而 消耗不变,故C3的含量降低;而C5的产生不变消耗却减 少,故C5的含量增加。(2)在正常情况下1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3,即C3的含量是C5含量的2倍 。CO2浓度迅速下降后C5的产生不变消耗却减少,故C5 的含量增加。(3)在达到相对稳定时,C3的含量是C5含 量的2倍。(4)CO2浓度较低时,暗反应减弱,需要的[H] 和ATP的量少,故在较低的光照强度时就能达到此CO 2浓度时的最大光合速率。 ---- 幻灯片 56【答案】(1)C3化合物    (2)暗反应速率在该环境中已 达到稳定,即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应 的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍　当 CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗 速率却减慢,导致C5化合物积累    (3)高    (4)低　CO2 浓度低时,暗反应的强度低,所需ATP和[H]少 ---- 幻灯片 571.下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验,你 认为哪一个的结果是不可能的 (　    ) A.将叶绿素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之 间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域 是红光和蓝紫光区域 ---- 幻灯片 585 h,加碘液处理后溶液呈蓝色 D.将经过饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14 CO2的密闭透明的照光小室内,3 h后在叶内淀粉中可检 验到14C的存在 B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片 叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,显微镜下 观察到叶绿体变成蓝色 C.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源的照射下 ---- 幻灯片 59【思路剖析】加碘变蓝证明有淀粉生成,但叶绿素的 无水乙醇提取液中只含有叶绿素,而无进行光合作用 的其他必要条件,如生物膜结构、相应的各种酶,仅有 叶绿素是不能进行光合作用合成淀粉的。 【答案】C ---- 幻灯片 602.(2012年郑州考前检测二)下图表示一个绿色植物叶 肉细胞模式图,以下关于该细胞代谢的有关叙述,不正 确的是 (　    ) A.若G为CO2,则它是在线粒体基质中产生的,并可作为 F的来源之一 ---- 幻灯片 61B.若H为气体,则光照充足时,D的产生量会大于H的吸 收量 C.该细胞置于黑暗环境时,细胞中无[H]和ATP的产生 D.即使光照充足,E也不能直接进入线粒体参与有氧呼 吸 ---- 幻灯片 62过程中有[H]和ATP的产生,C说法错误;E为葡萄糖,葡 萄糖只有在细胞质基质中分解成丙酮酸后才能进入 线粒体继续分解,D说法正确。 【答案】C 【思路剖析】有氧呼吸中CO2 是在第二步形成的,场 所是线粒体基质,A说法正确;若H为气体,则应是O2 ,光 照充足时,光合作用的速率大于呼吸作用,B说法正确; 细胞置于黑暗环境时,细胞可进行有氧呼吸,有氧呼吸 ---- 幻灯片 633.(2012年温州二模)植物叶片的光合强度可通过通气法来测定,如图1所示(装置中通入气体的CO2浓度是可以调节的)。将适量叶片置于同化箱中,在一定的光照强度和温度条件下,让空气沿箭头方向缓慢流动,并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。 ---- 幻灯片 64(1)欲使A、B两处气体CO2浓度相同,可通过控制　     　　　　　　　    (至少写两点)等因素实现。 ---- 幻灯片 65(2)若B处气体CO2浓度低于A处,说明　　　　　　     　　　　　　　　　    。 (3)若适当增加通入气体的CO2浓度,则叶片光饱和点的 值　　　    (填“变大”、“不变”或“变小”)。当 通入气体的CO2浓度增加到一定值以后,若继续增加,A 、B两处CO2浓度的差值不再继续增大,则限制叶片更 多利用CO2的内部因素可能是　 　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　    (至少写两点)。 ---- 幻灯片 66(4)若利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼 吸,测定同化箱通入气体和通出气体的体积变化,则体 积差值表示的含义是　　　　　　　　　　　　　     　　    。 (5)若该叶片在适宜条件下进行实验如图2所示,则叶片 光合作用制造有机物的量可表示为　　　    (请用图2 中字母列出代数式)。 ---- 幻灯片 67强度    (3)变大　叶绿体数量、色素数量、光合酶数 量、RuBP数量(至少写两点,其他合理答案皆可)    (4) 细胞呼吸吸收O2量和产生CO2量的差值    (5)a+c-2b 【答案】(1)光照强度、温度、(通入气体中的)CO2浓 度(至少写两点)    (2)叶片的光合强度大于细胞呼吸 ---- 幻灯片 68一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分) 1.(基础再现)下列关于叶绿体和光合作用的描述中,正 确的是 (　    ) A.层析法得到的色素带从上到下分别是叶黄素、胡萝 卜素、叶绿素b和叶绿素a ---- 幻灯片 69B.叶绿体类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色 素 C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖 经有氧呼吸产生的 D.光合作用强烈时,暗反应过程直接将3个CO2分子合 成一个三碳化合物 ---- 幻灯片 70【思路剖析】层析法得到的色素带从上到下分别是 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b;光照下叶绿 体中的ATP主要由光反应阶段产生;暗反应中1个CO2 分子与1个五碳化合物结合产生2个三碳化合物。 【答案】B ---- 幻灯片 712.(基础再现)历经一个半世纪,经过许多科学家的实验, 才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物,在下 面几个著名实验中,相关叙述不正确的是 (　    ) A.普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气 B.萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件 C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧 气量 D.鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明 了光合作用产生的O2来自于H2O而不是CO2 ---- 幻灯片 72【思路剖析】恩格尔曼的实验能够证明O2是由叶绿 体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所,但没有 定量分析光合作用生成的氧气量。 【答案】C ---- 幻灯片 733.(基础再现)下列对光合作用的叙述中,不正确的是  (　    ) A.光反应中有ATP的生成 B.生成物O2中的氧来自水的分解 C.生成物(CH2O)中的氧来自CO2 D.暗反应过程中没有C5的生成 ---- 幻灯片 74能利用吸收的光能把ADP变成ATP,故A、B正确。在 光合作用的暗反应中,碳原子的转移途径是CO2→C3 →(CH2O),在C3还原生成(CH2O)的同时有部分C3再生 为C5,使反应不断循环进行下去,故C项正确、D项错 误。 【答案】D 【思路剖析】光合作用的光反应阶段,叶绿体中的色 素吸收光能后,会发生水的光解,产生O2、[H],同时还 ---- 幻灯片 754.(基础再现)将植物栽培在适宜的光照、温度和充足 的CO2条件下,如果在2 h时,将环境中某一条件改变,此 时,叶肉细胞中的C3、C5、ATP含量变化如右图,那么改 变的条件是 (　    ) A.加强光照　　 B.降低CO2浓度 C.提高CO2浓度 D.降低温度 ---- 幻灯片 76[H]的作用下,可以生成五碳化合物,所以若加强光照, ATP产生量增加,消耗三碳化合物增加,产生较多的五 碳化合物。 【答案】A 【思路剖析】改变某种条件后,五碳化合物和ATP含 量增加,三碳化合物减少,可能的原因是五碳化合物、 ATP的产生量增加或消耗减少,三碳化合物在ATP和 ---- 幻灯片 775.(视角拓展)下图表示生物膜结构及膜上所发生的生 化反应。有关叙述正确的是 (　    ) ---- 幻灯片 78A.图1、图2两种生物膜可以同时存在于叶肉细胞中 B.图1可表示叶绿体内膜,图2可表示线粒体内膜 C.图1的反应消耗ATP,图2的反应产生ATP D.影响图1、图2反应的主要环境因素是光照强度 ---- 幻灯片 79【思路剖析】分析图示,图1为叶绿体类囊体膜,膜上 正在进行光反应,光反应可产生ATP;图2为线粒体内 膜,膜上正在进行有氧呼吸的第三阶段,可产生大量 ATP,B、C项错误;光照强度是影响光合作用的主要 环境因素,而不影响细胞呼吸,所以D项错误;叶肉细胞 是活细胞,细胞内同时存在线粒体和叶绿体,A项正确 。 【答案】A ---- 幻灯片 806.(视角拓展)当你品尝各种美味佳肴时,你可能不得不 感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。最新研究显示, ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物 的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。 根据以上信息我们不能推出的结论是 (　    ) A.ATP与能量供应相关 B.作为信息分子的ATP不能提供能量 C.ATP也可作为信息传递分子 D.神经细胞膜外表面可能有ATP的受体 ---- 幻灯片 81【思路剖析】根据题干“ATP这种传统上与细胞能 量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑 的过程中起到了关键的作用”可推知ATP与能量供 应有关,可作为信息传递分子,信息传递需要与细胞膜 表面的受体结合,所以A、C、D项正确。 【答案】B ---- 幻灯片 827.(视角拓展)某探究小组利用面积相同的甲、乙两种 植物的叶子,将它们置于不同光照强度下,测量甲、乙 两种植物叶片吸收和释放CO2的量,结果如下图所示。 关于该曲线的叙述,错误的是 (　    ) ---- 幻灯片 83A.该图反映的是甲、乙两种植物在恒温等条件下叶片 的净光合速率 B.当光照强度为x(b
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