2020版高考生物一轮复习第3单元第2讲光合作用Ⅰ教学案苏教版必修.pdf
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1、第 2 讲 光合作用()第 2 讲 光合作用() 考纲展示 1.光合作用的基本过程() 2.实验:叶绿体色素的提取和分离 考点一| 捕获光能的色素和叶绿体的结构 1叶绿体中色素的种类和颜色 色素的种类色素的颜色 叶绿素 a蓝绿色 叶绿素 叶绿素 b黄绿色 叶黄素黄色 类胡萝卜素 胡萝卜素橙黄色 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出:(1)色素的功能: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。 (2)色素吸收光的范围:可见光的波长范围大约是 390790 nm,一般叶绿体中的色素只 吸收可见光,对红外光和紫外光不吸收。 3叶绿体的结构与功能 (1)结构 外部:双层膜 内部
2、基质:含有与暗反应有关的酶 基粒:由类囊体堆叠而成,分布有 色素和与光反应有关的酶) 决定 (2)功能:进行光合作用的场所。 证明 (3)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ,错误的打“”) (1)叶绿素 a 和 b 主要吸收红光和蓝紫光。() (2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。() 提示:叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。 (3)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。() 提示:叶片黄化,说明叶绿体中的叶绿素减少,所以吸收红光减少。 (4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。() 提示:基质中有酶分布,但没有色素。
3、(5)没有叶绿体,细胞不能进行光合作用。() 提示:蓝藻细胞没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素能进行光合作用。 2思考回答(规范表述) (1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色?说出你的理由。 提示:因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,绿光被反射出来,所以叶片一般呈现绿色。 (2)入秋后,叶片逐渐变黄,试解释其原因。 提示:入秋后,气温逐渐降低,低温可导致叶绿素被破坏,而类胡萝卜素比较稳定,叶 片中叶绿素含量减少,类胡萝卜素含量增加,导致叶片变黄。 (3)温室或大棚种植蔬菜时,最好选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜?说明原因。 提示:无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光,其他色光很少或不能透过,光
4、照强度会减弱,不利于光合作用;而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光,光 照强度较大,有利于光合作用的进行。 1叶绿体中的色素与叶片的颜色 正常 绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为 31,且对绿光吸收最 少,所以正常叶片总是呈现绿色 叶色 变黄 寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,显示出类胡萝卜 素的颜色,叶子变黄 色素 与叶 片颜 色叶色 变红 秋天降温时,植物体为适应寒冷,体内积累了较多的可溶性糖,有利 于形成红色的花青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶子呈现红色 2.影响叶绿素合成的三大因素 3叶绿体的结构与其功能相适应的特点 (1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成,
5、有巨大的膜面积。 (2)叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。 (3)叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。 考法 1 考查叶绿体中色素的种类和作用 1 (2018淄博模拟)下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述, 错误的是( ) A叶绿体色素与 ATP 的合成有关 B叶绿体色素参与 ATP 的分解 C叶绿体色素与 O2和H的形成有关 D叶绿体色素能吸收和传递光能 B 叶绿体色素具有吸收、 传递和转化光能的作用, 并伴随着水的光解和 ATP 的合成过程, 故 A、C、D 项正确,B 项错误。 2将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上,可获得该吸收光谱 (
6、图中的数字表示光的波长,单位为 mm,暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该 色素是( ) A类胡萝卜素 B叶黄素 C胡萝卜素D叶绿素 a D 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。从图中可 以看出,该色素主要吸收了红光和蓝紫光,所以该色素为叶绿素 a。 考法 2 考查叶绿体的结构和功能 3(2019重庆南开中学月考)下列关于叶绿体的叙述,正确的是( ) A叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积 B叶绿体基质中 NADP能形成 NADPH C类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光 D类囊体薄膜中的酶可催化 CO2的固定和还原 C 叶绿体扩大受光面积的不是外膜和
7、内膜而是类囊体薄膜,A 项错误 ; NADP形成 NADPH 的场所是基粒,B 项错误;类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,C 项正确; 催化 CO2的固定和还原的酶存在叶绿体的基质中,D 项错误。 4(2018福建泉州模拟)在水稻叶肉细胞的叶绿体中,不会都发生的生理过程是( ) A二氧化碳的生成与利用 B遗传信息的转录与翻译 CNADPH 的生成与利用 DATP 的合成与水解 A 叶绿体的基质可以发生二氧化碳的利用,但叶绿体中不会有二氧化碳的生成,A 符合 题意。叶绿体中因为含有少量 DNA 和 RNA,所以能进行遗传信息的转录和翻译,B 不符合题意。 叶绿体中进行光合作用的光反
8、应会产生 NADPH,然后在暗反应中会利用 NADPH,C 不符合题意。 在光反应中能合成 ATP,在暗反应中会利用 ATP,D 不符合题意。 考点二| 光合作用过程 1光合作用的总反应式 CO2H2O(CH2O)O2。 光能 叶绿体 2光合作用的过程 (1)根据上图分析光反应与暗反应的区别 过程.光反应.暗反应 场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质 条件光、色素和酶多种酶 原料水、NADP、ADP、PiH(NADPH)、ATP、CO2 产物H(NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi 物质变 化 水的光解:H2OHO2 光能 ATP 的合成: CO2的固定:CO2C52C3 酶 C3的
9、还原:2C3 ATP、H 酶 ADPPiATP 光能 酶 (CH2O)C5 能量变 化 光能ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能有机物中稳定的 化学能 (2)根据如图分析光反应与暗反应的联系 光反应为暗反应提供 ATP 和 NADPH。 暗反应为光反应提供 ADP、Pi、NADP。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ,错误的打“”) (1)光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂。() (2)H2O 在光下分解为H和 O2的过程发生在叶绿体基质中。() 提示:H2O 在光下分解为H和 O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 (3)只提供光照,不提供 CO2,植物可独立
10、进行光反应。() 提示:在暗反应不能进行时,因光反应产生的H和 ATP 的积累,光反应也要停止。 (4)在其他条件适宜情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中 立即开始连续取样分析,在短时间内,叶绿体中 C3和 C5化合物含量都迅速增加。() 提示:突然停止光照后,C3增加,C5减少。 (5)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,其叶绿体内 CO2 的固定立即停止。() 提示:光反应停止后,光反应产生的H和 ATP 仍可被暗反应利用一段时间。 (6)土壤中的硝化细菌可利用 CO2和 H2O 合成糖。() 2思考回答(规范表述) (1)光合作用过程中产生
11、的 ATP 与细胞呼吸过程中产生的 ATP 的利用有什么不同? 提示:光反应阶段产生的 ATP 用于暗反应阶段 C3的还原和叶绿体中蛋白质、核酸的合成。 细胞呼吸产生的 ATP 可用于除光合作用以外的生命活动。 (2)若突然停止对某正常植物的 CO2供应,则该植物的叶绿体中 C3的含量如何变化?尝试 分析其变化原因。 提示:略微减少。当 CO2供应停止时,叶肉细胞间隙 CO2浓度降低,CO2的固定速率降低。 而光照强度不变的情况下,H、ATP 的供应速率不变,C3的还原速率几乎不变,这样,短时 间内,C3的生成量减少,消耗量不变,故叶绿体中 C3的含量会略有减少。 1光合作用 C、H、O 的转
12、移途径 (1)H:3H2O3H(C3H2O)。 光反应 暗反应 (2)C:14CO2 14C3 (14CH2O)。 CO2的固定 C3的还原 (3)O:H O 18O2;C18O2 C3(CH O)。 18 2 光反应 CO2的固定 C3的还原 18 2 2环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 示例:CO2供应正常,光照停止时 C3的含量变化 (2)物质含量变化的比较 条件 光照由强到弱, CO2供应不变 光照由弱到 强,CO2供应 不变 CO2供应由充足 到不足,光照不 变 CO2供应由不足到 充足,光照不变 C3含量增加减少减少增加
13、 C5含量减少增加增加减少 H和 ATP 的含 量 减少增加增加减少 (CH2O)的合成量减少增加减少增加 (3)“模型法”表示 C3和 C5的含量变化 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。 以上各物质变化中,C3和 C5含量的变化是相反的,H和 ATP 含量变化是一致的。 考法 1 考查光合作用过程 1(2018临沂市期末)如图表示绿色植物光合作用的部分过程,图中 AC 表示相关 物质。有关分析错误的是( ) A图中 A 为氧气,可部分释放到空气中 B图中 B 为 NADPH,外界 CO2浓度升高时,B 的含量暂时升高 C该过程消耗的 NADP和 C 来自于叶绿体基质 D该
14、过程将光能转化为化学能储存在 B 和 ATP 中 B 水的光解产物是氧气和H,若光合作用强度大于呼吸作用强度,氧气会部分释放到 空气中,A 正确;图中 B 是在 NADP、H和电子参与下形成的,为 NADPH,当外界 CO2浓度升 高时, 暗反应中生成的三碳化合物增多, 则消耗的 NADPH 增多, 导致 NADPH 的含量暂时降低, B 错误;叶绿体基质中,暗反应消耗 NADPH、ATP 产生 NADP、ADP,C 正确;光合作用光反应过 程中,将光能转化成化学能储存在 ATP 和 NADPH 中,D 正确。 2.如图为大豆叶片叶肉细胞光合作用暗反应阶段的示意图,下列叙述正确的是( ) AC
15、O2的固定实质上是将 ATP 中的化学能转变为 C3中的化学能 BCO2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 C5 D光照强度由强变弱时,短时间内 C5含量会升高 C 1 分子 C5与 1 分子 CO2结合,形成 2 分子 C3的过程称为 CO2的固定,由图可知,该过 程没有消耗 ATP, 不会将 ATP 中的化学能转变为 C3中的化学能, A 错误。 CO2需要先被固定为 C3 后才能被H还原,再经过一系列的变化形成糖类和 C5,B 错误。暗反应过程中,一些接受能 量并被还原的 C3经过一系列变化形成糖类,另一些接受能量并被还原的 C3则
16、经过一系列的化 学变化形成 C5, 从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去, C 正确。 光照强度由强变弱时, 光反应阶段产生的 ATP 和H减少, 导致 C5的产生量下降, 而 CO2的固定在短时间内不受影响, 故短时间内 C5含量下降,D 错误。 误区警示 1误认为光反应中产生的 ATP,可用于各项生命活动 光合作用光反应产生的 ATP 只用于暗反应阶段,不能用于其他生命活动,其他生命活动 所需 ATP 只能来自细胞呼吸。 2误认为没有暗反应,光反应能独立进行 光反应为暗反应提供H和 ATP, 因此没有光反应, 暗反应不能进行。 在暗反应不能进行时, 因光反应产生的H和 ATP 的积累,
17、光反应也要停止。 3误认为光合作用只能在叶绿体中进行 蓝藻无叶绿体,但蓝藻细胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用的酶,也可进行光合 作用。 考法 2 考查环境条件变化对光合作用中物质含量的影响 解题指导 三步法判断 C3和 C5含量的变化 第一步:明确光合作用过程中物质的来源与去路: (1)ATP 和H来源于过程,消耗于过程。 (2)C3来源于过程,消耗于过程。 (3)C5来源于过程,消耗于过程。 第二步:分析外界条件的变化对光合作用过程的影响: (1)如果光照强度发生变化,则直接影响过程,依次影响过程、。 (2)如果 CO2浓度变化,则直接影响过程,依次影响过程、。 第三步:根据外界条件的变
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