高考生物第一轮高频考点复习课件：第12讲 能量之源——光与光合作用(共93张PPT)

五、影响光合作用的因素及光合作用原理在农业 生产上的应用 1．光照强度 (1)曲线分析(如右图)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 强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光 照强度称为光饱和点。
二、“绿叶中色素的提取和分离”实验 1．实验原理 (1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无 水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。 (2)各种色素在层析液中溶解度不同，溶解 度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从 而使各种色素相互分离。
2．方法步骤 (1)提取色素 ①称取绿叶 ②剪碎 ③研磨：加入少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇 ④过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布 ⑤收集滤液 (2)制备滤纸条 ①长与宽略小于试管，在一端剪去两角 ②在距剪去两角的一端1 cm处画铅笔线
5．水分的供应对光合作用速率的影响 (1)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，从而间接影响光合作用。 (2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。
【例5】如图所示的1～4四种实验条件下，测定了不同光 照强度对光合作用速率的影响。从以下实验可知，限制实验2、 实验3和P点光合作用速率的因素分别是( B )
(3)鲁宾和卡门的实验
①设置了对照实验，自变量是标记物质(HO和 C18O2)，因变量是O2的放射性。 ②鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2 和 H2O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。
【例3】光合作用能否放出O2，可观察倒置的装满 水的试管中有无气泡产生来验证。结合给出的三个倒 置的试管，此验证性实验的最佳设计应为( C ) A．只有a试管 B．a试管和b试管 C．a试管和c试管 D．b试管和c试管
【例1】下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图 判断下列有关说法中不正确的是( C )
A．光合作用的光反应在图中A处进行，必须在有 光条件下进行 B．光合作用过程中释放的O2来自于H2O C．光合作用的暗反应在图中B处进行，必须在无 光条件下进行 D．光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲 物质 【解析】本题主要考查光合作用的场所。光合作 用的暗反应的反应条件是不需要光，有光无光均可进 行。先看懂图，然后结合所学知识回答问题。
第12讲 能量之源——光与光 合作用
（同位素标记法的实验应用、 探究影响光合作用的环境因素）
一、捕获光能的色素和场所 1．光合色素 (1)光合色素的种类：叶绿体中的光合色素有叶绿素和 类胡萝卜素两类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均 不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中。 叶绿素a呈蓝绿色；叶绿素b呈黄绿色。类胡萝卜素包括胡 萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色。 (2)功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素 则主要吸收蓝紫光。 (3)色素与吸收光谱
A．光照强度；CO2浓度；温度 B．温度；CO2浓度；光照强度 C．CO2浓度；温度；光照强度 D．温度；光照强度；CO2浓度
【解析】本题主要考查环境因素对光合作用强 度的影响。由图可知，P点以前，光照增强，光合 速率增加，因此P点时的限制因子是光照强度；比 较实验1和实验2，在横坐标上任取一点，实验1的 光合速率之所以比实验2高在于温度高，因而限制 实验2的因素是温度；比较实验1和实验3，在横坐 标上任取一点，实验1的光合速率之所以比实验3 高在于CO2 浓度高，因而限制实验3的因素是CO2 浓度。
【解析】(1)叶绿体中四种色素及其颜色分别是： 胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、 叶绿素b(黄绿色)。 (2)不同色素的吸收光谱不同。据此可用光谱分析 仪来判断色素的种类。 (3)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色 素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照 组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片， 通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的 含量，得出结论。
图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时 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。 (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，提高光能利用 率
3．温度 (1)曲线分析(如下图)：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。
4．实验中的注意事项 (1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含 有较多的色素。 (2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的 量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。 (3)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细 线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有 较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。 (4)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液 细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到 色素带。
C3
C5 ATP和[H]
增加
减少 减少
减少
增加 增加
减少
增加 增加
增加
减少 减少
【例4】将单细胞绿藻置于25 ℃、适宜光照和充 足的CO2 条件下培养，经过一段时间后，突然停止光 照，发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升，这是 由于( B ) ①光反应仍在进行，形成[H]和ATP ②光反应 停止，不能形成[H]和ATP ③暗反应仍进行，CO2和 五碳化合物结合，继续形成三碳化合物 ④光反应停 止，由于没有[H]和ATP供应，三碳化合物不能形成葡 萄糖，积累了许多的三碳化合物 A．①②③ B．②③④ C．①④ D．②③
【解析】本题通过实验设计的形式主要考查光 合作用的认识过程。题中实验的目的是验证光合作 用能否放出O2，因此自变量是光合作用，有光合作 用的一组为实验组，没有光合作用的一组为对照组。 这样，只有a、c两试管符合对照的条件。
四、光合作用的过程 1．总反应式： 2．光反应与暗反应的比较：
比较项目
实质
(3)画滤液细线 ①沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线 ②干燥后，再画一两次 (4)色素分离 将滤纸条插入有3 mL层析液的试管中，有滤液细 线的一端朝下
(5)观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图：
3．实验中几种化学试剂的作用 (1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。 (2)层析液用于分离绿叶中的色素。 (3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破 坏细胞结构，使研磨充分。 (4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
5．色素提取液呈淡绿色的原因分析 (1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。 (2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液 浓度小。 (3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
【例2】(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行 “叶绿体中色素的提取和分离”实验，在滤纸上出现 了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为 __________。 (2)该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸 条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有 色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓 缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的 __________来判断条带的色素种类。
(3)实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留 叶片已变黄。乙同学认为这是由叶片中某些色素降解 所造成的，丙同学则认为是由某些色素含量增加所造 成的。根据所学知识，你将如何设计实验来判断两位 同学的观点是否正确？ _____________________________________________ ___________________________。
续表
比较项目 光反应 暗反应
图解
关系
①光反应为暗反应提供还原剂[H]、能量ATP；暗反应 为光反应提供ADP和Pi ②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机 物无法合成
3.当条件改变时，C3、C5、ATP、[H]含量变化
停止光照 突然光照 光照不变 光照不变 CO2供应 CO2供应 停止CO2 CO2大量 不变 不变 供应 供应
(2)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；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．必需元素供应对光合速率的影响 (1)曲线分析(如下图)：在一定浓度范围内，增大 必需元素的供应，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。 (2)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。
【答案】 (1)叶绿素b (2)吸收光谱 (3)从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、 大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材 料，在相同条件下，再次进行色素的提取和分离实验， 测定和记录结果，比较这两种叶片各种色素的组成及 含量后，得出结论
三、光合作用的探究历程 1．光合作用的探究历程中几个重要实验分析 (1)普利斯特利的实验 密闭玻璃罩＋绿色植物＋
2．叶绿体的结构 (1)叶绿体的结构：如下图，由外膜、内膜、叶绿 体基质和基粒(由类囊体构成)组成，与光合作用有关 的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分 布于类囊体薄膜上，因此光反应的场所是类囊体薄膜。
(2)叶绿体扩大反应面积的方式是类囊体薄膜叠加 形成基粒。 (3)功能：叶绿体是进行光合作用的场所。 (4)分布：叶绿体主要分布在植物的叶肉细胞和幼 嫩的皮层细胞。在高等植物中，尤其是在被子植物中， 叶绿体在细胞质中的位置随光照强度而变化，在强光 下，叶绿体以窄面受光，避免过强的光照对叶绿体的 伤害，在弱光下，以宽面受光，以接受更多的光能。