高考生物總復習第五章細胞的能量供應和利用5.4能量之源-光與光合作用2光合作用的探究歷程及其過程全國

第十八課時能量之源——光與光合作用(2)(光合作用探究歷程及其過程)

第1頁考點一光合作用探究歷程

【基礎知識整合】1．直到18世紀中期，人們一直認為只有土壤中水分是植物建造本身原料。2．1771年，英國普利斯特利試驗證實：植物能夠更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁空氣。3．1779年，荷蘭英格豪斯證實了陽光和綠葉在更新空氣中不可缺乏。4．1785年，伴隨空氣組成成份發(fā)覺，人們才明確綠葉在光下放出氣體是

，吸收是

。O2CO2第2頁5．1864年，德國薩克斯試驗證實了光合作用產(chǎn)物除氧氣外還有

。6．1939年，美國魯賓和卡門利用

法證實了

。7．20世紀40年代，美國卡爾文，利用

技術最終探明了

在光合作用中轉(zhuǎn)化成

碳路徑。淀粉同位素標識光合作用釋放氧氣來自水同位素標識CO2中碳有機物中第3頁【知識拓展】1．普利斯特利試驗(1)試驗過程及現(xiàn)象(2)試驗分析①缺乏空白對照，試驗結(jié)果說服力不強，應將點燃蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。②沒有認識到光在植物更新空氣中作用，而將空氣更新歸因于植物生長。③限于當初科學發(fā)展水平限制，沒有明確植物更新氣體成份。第4頁2．薩克斯試驗(1)試驗過程及現(xiàn)象(2)試驗分析①設置了本身對照，自變量為照光和遮光，因變量是顏色改變(有沒有淀粉生成)。②試驗關鍵是饑餓處理，以使葉片中營養(yǎng)物質(zhì)(淀粉)消耗掉，增強了試驗說服力。為了使試驗結(jié)果更顯著，在用碘處理之前應用熱酒精對葉片進行脫綠處理。③本試驗除證實了光合作用產(chǎn)物有淀粉外，還證實了光是光合作用必要條件。第5頁3．魯賓和卡門試驗(1)試驗過程及結(jié)論光合作用釋放O2全部來自水。(2)試驗分析設置了對照試驗，自變量是標識物質(zhì)(H218O和C18O2)，因變量是O2放射性。應用指南：1.應用普利斯特利試驗裝置和薩克斯試驗處理方法能夠驗證CO2是光合作用必需原料，在試驗時應注意要將植物在暗處處理幾小時，消耗掉葉片中營養(yǎng)物質(zhì)(淀粉)。2．應用魯賓和卡門同位素標識法能夠追蹤CO2和H2O中C、H、O等元素在光合作用中轉(zhuǎn)移路徑。第6頁考點二光合作用過程

【基礎知識整合】1．光反應(1)場所：葉綠體

。(2)條件：

、

、酶等。(3)物質(zhì)改變：葉綠體利用吸收光能，將水分解成

，同時促成ADP和Pi發(fā)生化學反應，形成

。(4)能量改變：光能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

。囊狀結(jié)構薄膜上光色素O2和[H]ATPATP中活躍化學能第7頁2．暗反應(1)場所：葉綠體

中。(2)條件：

參加催化。(3)物質(zhì)改變：①CO2固定：CO2與植物體內(nèi)

結(jié)合，形成

。②C3還原：在相關酶催化作用下，C3接收

釋放能量而且被

還原，經(jīng)過一系列改變，形成

或C5。(4)能量改變：ATP中活躍化學能轉(zhuǎn)變?yōu)椤；|(zhì)各種酶C5C3ATP[H]糖類

糖類等有機物中穩(wěn)定化學能第8頁【知識拓展】

光合作用過程分析1．光合作用過程圖解第9頁3．光照和CO2濃度改變對植物細胞內(nèi)C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)合成量影響第10頁第11頁【典例精析】【例】(新課標)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中某植物快速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%環(huán)境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度改變趨勢以下列圖。第12頁回答下列問題：(1)圖中物質(zhì)A是

(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2濃度為1%環(huán)境中，物質(zhì)B濃度比A低，原因是；將CO2濃度從1%快速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高原因是。C3化合物

暗反應速率在該環(huán)境中已到達穩(wěn)定，即C3和C5化合物含量穩(wěn)定。依據(jù)暗反應特點，此時C3化合物分子數(shù)是C5化合物2倍

當CO2濃度突然降低時，C5化合物合成速率不變，消耗速率卻減慢，造成C5化合物積累第13頁(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%環(huán)境中，暗反應中C3和C5化合物濃度到達穩(wěn)定時，物質(zhì)A濃度將比B

(低、高)。(4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要光照強度比CO2濃度為1%時

(高、低)，其原因是

。高低CO2濃度低時，暗反應強度低，所需ATP和[H]少第14頁【考查類型】本題主要考查光合作用過程中C3、C5含量關系及在CO2濃度改變時C3和C5改變規(guī)律?！窘馕觥?1)由圖能夠看出，當CO2濃度由1%降低到0.003%時，在短時間內(nèi)，暗反應中發(fā)生反應是CO2＋C5→2C3，所以CO2濃度降低時，C3含量降低，故物質(zhì)A是C3。(2)在CO2濃度為1%時，因為CO2＋C5→2C3，一個C5生成兩個C3，所以C3是C5兩倍，故物質(zhì)B濃度比A濃度低。當CO2濃度從1%降到0.003%時，CO2濃度降低，不過C5化合物合成速率不變，消耗速率卻減慢，造成C5積累。

第15頁(3)CO2濃度為0.003%時，C3和C5化合物濃度保持穩(wěn)定后，暗反應保持穩(wěn)定，此時仍依據(jù)暗反應中CO2固定反應式確定，C3化合物量應是C5化合物量2倍。故連續(xù)處于CO2濃度為0.003%時，A濃度比B濃度高。(4)CO2濃度低時，意味著暗反應強度降低，所需要ATP及[H]少。【方法歸納】凡是包括到光照和CO2濃度突然改變對植物細胞內(nèi)C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)合成量影響題目，一定要既考慮起源，又考慮去路。光合作用到達穩(wěn)定狀態(tài)時不論條件怎么樣，C3、C5相對含量是一樣。第16頁課時練習十九一、選擇題(每小題只有一個正確選項)1．普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一個玻璃罩內(nèi)，結(jié)果小白鼠和植物都能存活很長時間。但以后有些人重復這個試驗，卻有能成功，有不能成功。以下關于這一現(xiàn)象說法，不正確是()A．該試驗并不科學，沒有可重復性B．該試驗成功是否，要看是否將裝置置于陽光下C．該試驗說明光合作用釋放氧氣與小白鼠需要氧到達了平衡D．該試驗說明光合作用需要CO2與小白鼠呼出CO2到達了平衡A第17頁2．下列圖表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻質(zhì)量相等條件下，小球藻進行光合作用試驗示意圖。一段時間后，以下相關比較不正確是()C第18頁A．Y2質(zhì)量大于Y3質(zhì)量B．④中小球藻質(zhì)量大于①中小球藻質(zhì)量C．②中水質(zhì)量大于④中水質(zhì)量D．試管①質(zhì)量大于試管②質(zhì)量【解析】由題意可知，4支試管內(nèi)小球藻光合作用強度相等，②和④中同時使用H218O，故②中水質(zhì)量等于④中水質(zhì)量，C不正確。第19頁3．光合作用過程可分為光反應和暗反應兩個階段，以下說法正確是()A．葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應B．葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行光反應C．葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應D．葉綠體基質(zhì)中進行暗反應，不進行光反應【解析】光合作用光反應在葉綠體類囊體膜上進行，暗反應在葉綠體基質(zhì)中進行。D第20頁4．以下物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程屬于光反應是()A．①③⑤⑦

B．①②④⑧C．②③⑦⑧

D．①④⑦⑧D第21頁5．如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強度隨時間改變曲線圖，C點與B點相比較，葉肉細胞內(nèi)C3、C5、ATP和[H]含量發(fā)生改變依次是()A．升、升、升、升 B．降、降、降、降C．降、升、升、升 D．升、升、降、降【解析】12h～15h，光合作用強度下降，此時造成光合作用強度下降原因是CO2供給不足，暗反應減弱，CO2固定減弱而C3還原仍正常進行，C3含量下降，C5、ATP和[H]含量因積累而上升。C第22頁6．在其它條件適宜情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停頓光照，并在黑暗中馬上開始連續(xù)取樣分析，在短時間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量改變是()A．C3和C5都快速降低B．C3和C5都快速增加C．C3快速增加，C5快速降低D．C3快速降低，C5快速增加C第23頁7．在葉肉細胞中，CO2固定和產(chǎn)生場所分別是

()①葉綠體基質(zhì)②類囊體薄膜③線粒體基質(zhì)④線粒體內(nèi)膜A．①③

B．②③C．①④

D．②④A第24頁二、非選擇題8．如圖為光反應、暗反應聯(lián)絡示意圖，據(jù)圖回答以下問題：(1)填出圖中字母所表示物質(zhì)：A

，b

，c

，d

。O2ATP[H]CO2第25頁(2)若小麥在適宜條件下栽培，突然將d降至極低水平，則小麥葉片中三碳化合物含量會突然降低，其原因是

；若降低d同時，又停頓光照，則不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，其原因是

。(3)若對某植物作以下處理：(甲)連續(xù)光照10分鐘，(乙)光照5秒后再黑暗處理5秒，連續(xù)交替進行20分鐘。若其它條件不變，則在甲、乙兩種情況下植物所制造有機物總量是()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第26頁9．請回答以下相關光合作用問題：(1)光合作用受到溫度、二氧化碳濃度和光照強度影響。其中，光照強度直接影響光合作用

過程；二氧化碳濃度直接影響光合作用

過程。(2)甲圖表示在二氧化碳充分條件下，某植物光合速度與光照強度和溫度關系。①在溫度為10℃、光照強度大于

千勒克斯時，光合速度不再增加。當溫度為30℃、光照強度小于L3千勒克斯時，光合速度限制原因是

。光反應暗反應L1光照強度第27頁②依據(jù)甲圖，在乙圖坐標上標出光照強度為L2千勒克斯，溫度分別為10℃、20℃和30℃時光合速度。第28頁答案以下列圖第29頁(3)丙圖表示A、B兩種植物光合速度與光照強度關系。①當在

千勒克斯光照強度條件下，A、B兩種植物光合速度相同。②A植物在光照強度為8千勒克斯時，2小時單位葉面積可積累葡萄糖

mg。(計算結(jié)果保留一位小數(shù)。相對原子質(zhì)量C－12，H－1，O－16)③B植物在1天內(nèi)(12小時白天，12小時黑夜)，要使有機物積累量為正值，白天平均光照強度必須大于

千勒克斯。510.92第30頁10．(全國卷綱領版)為探究不一樣條件對葉片中淀粉合成影響，將某植物在黑暗中放置一段時間，耗盡葉片中淀粉。然后取生理狀態(tài)一致葉片，平均分成8組，試驗處理以下表所表示。一段時間后，檢測葉片中有沒有淀粉，結(jié)果以下表。請依據(jù)該表及相關知識回答下列問題：編號

組1

組2

組3

組4

處理

葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空氣葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2

光照

黑暗

光照

黑暗

檢測結(jié)果有淀粉有淀粉有淀粉無淀粉第31頁編號

組5組6組7組8

處理

蒸餾水浸泡水中通入空氣蒸餾水浸泡水中通入CO2和N2

光照

黑暗

光照

黑暗

檢測結(jié)果有淀粉無淀粉有淀粉無淀粉

(1)光照條件下，組5葉片經(jīng)過

作用產(chǎn)生淀粉，葉肉細胞釋放出氧氣來自于

光解。光合H2O第32頁(2)在黑暗條件下，葉片能進行有