高考生物（山东专用）复习专题6光合作用教学课件

这是一份高考生物（山东专用）复习专题6光合作用教学课件，共43页。
考点1　捕获光能的色素和结构一、实验:绿叶中色素的提取和分离
二、光合色素的分布及功能1.分布:叶绿体类囊体薄膜。2.吸收光谱分析 
3.功能:捕获、传递、转化光能。
新链接    (1)叶绿体中的色素(即光合色素)≠液泡中的色素≠光敏色素,光敏色素是一种接收光 信号的分子,能调节植物的生长发育。(2)蓝细菌不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,也能进行光合作用。(3)光是影响叶绿素形成的主要因素,一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素,叶子 发黄。
知识拓展(1)叶绿体是一种动态的细胞器,其在细胞内位置和分布受到的动态调控称为叶绿体定 位。弱光时,叶绿体会汇集到细胞顶面,最大限度地吸收光能,保证高效率的光合作用; 强光照射叶片中部时,叶绿体移到细胞侧面,避免强光的伤害。(2)化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测微丝蛋白 可能与叶绿体的运动有关。
小表达    将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将 叶绿体的双层膜破裂后再照光,　　　    (填“有”或“没有”)氧气释放,原因是     　　　   　　　   　　　   　　　   。答案:有　类囊体膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体的双层膜破裂不影响类囊体膜的 功能
考点2　光合作用的原理一、光合作用的过程 
光合作用的总反应式及各元素去向
知识归纳    (1)C3是指3-磷酸甘油酸,C5是核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。(2)C3还原消耗的能量不仅来自ATP,还来自NADPH。(3)暗反应有光、无光都能进行,若光反应停止,因NADPH和ATP还没有消耗完,暗反应 可继续进行一段时间。(4)细胞呼吸过程产生还原型辅酶Ⅰ(NADH),光合作用光反应产生还原型辅酶Ⅱ (NADPH),两者不同。(5)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过 韧皮部运输到植物其他部位用于呼吸消耗、生长或转变成淀粉或脂肪等储存。
小表达    将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中 不能产生糖,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　    。答案:黑暗条件下不能进行光反应,不能生成ATP和NADPH,因此不能还原C3,不能生成 糖类
二、环境改变时各物质含量变化的分析 
考点3　光合作用的影响因素及应用一、内部因素1.与自身遗传特性有关,如阴生植物、阳生植物;植物的叶绿体数量、色素含量、酶的 数量及活性、叶龄、叶面积指数等会影响光合作用。2.阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的 配置等都可合理利用光能。
二、外部因素1.单因子因素
知识归纳    “补偿点和饱和点”的移动分析(1)结合“内部因素”中的曲线图分析与阳生植物相比,阴生植物的光(CO2)补偿点和饱和点均左移。(2)结合“外部因素”光照强度和CO2浓度曲线分析 
光合条件若变好,“补偿”“饱和”两边跑;光合条件若变差,“补偿”“饱和”中间靠。
小表达    1.增施有机肥可以提高作物产量的原因是           。2.影响气孔开闭的因素有　　　　　　    ,气孔的开闭　　    (填“是”或“不是”)受单一因素的影响,举例说明:         。1.答案:有机肥可被土壤中的微生物分解成CO2和无机盐,CO2是光合作用的原料,无机 盐利于植物生长2.答案:光照、含水量、CO2浓度、植物激素等　不是　干旱会影响脱落酸(ABA)的合成,从而影响植物气孔开闭
2.多因子因素  (1)A点前:限制因子主要为光照强度。(2)B点后:光照强度不再是限制因子,光合速率还受温度、CO2浓度等的影响。
考点4　光合作用与细胞呼吸的综合一、物质和能量联系1.物质转变(以光合作用和有氧呼吸为例) 
二、自然环境中一昼夜光合作用的曲线分析 1.a点前后CO2释放量变化的原因是夜间温度变化。
2.光合作用开始于c点前(b点),结束于d点后,因光合速率小于呼吸速率,b~c段表现为释放CO2。3.A~B:中午气温过高,为减少蒸腾作用,叶片气孔部分关闭,CO2吸收减少,光合作用强 度减弱。4.一昼夜有机物的积累量:SP-SM-SN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积),该值大于0 时植物表现为生长。
三、“三率”的判断和测定方法1.“三率”之间的关系:光合速率=净光合速率+呼吸速率。2.关键词辨析
小表达    植物叶片的净光合速率大于0,该植物　　　    (填“一定”或“不一定”)可以正常生长,理由是          。答案:不一定　植物能否正常生长取决于其能否积累有机物,植物叶片的净光合速率 大于0,但是植物还存在非绿色器官(如根)的细胞呼吸,所以整个植物的有机物积累量 不一定大于0
深挖教材(1)光反应:叶绿体中光合色素吸收的光能,一方面将水分解为氧和　　　    ,氧直接以 氧分子的形式释放出去(2021山东,16,3分),同时被叶绿体夺去两个　　　    ,其经过一 系列传递可用于　　　　　　　 　　    。另一方面在酶的催化作用下,提供能量促使　　　 　　　　　　    (必修1 P103)(2021重庆,6,2分)。(2)暗反应:①CO2的固定:CO2在Rubisc的作用下,与　　　 　　     结合形成两个　 　　    (2021辽宁,22,13分)。
NADP+与H+结合形成NADPH
ADP与Pi反应形成ATP
C5[核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)]
C3(3-磷酸甘油酸)
②C3的还原:C3接受　　　　　　　    释放的能量,并且被　　　    还原生成3-磷酸甘油醛,随后经过一系列的反应转化为糖类(2023湖南,17,12分)。③C5的再生:一些3-磷酸甘油醛经过一系列变化,又形成C5,这些C5可以参与　　　      (必修1 P104)(2023湖南,17,12分)。(3)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是　　　    ,后者可以进入　　　    , 再通过韧皮部运输到植株各处。蔗糖作为运输物质的优点有蔗糖是非还原糖,比较稳 定;蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小(必修1 P104)(2023湖南,17,12分)(2022浙 江6月选考,27,8分)。　
真题演练    (2021重庆,6,2分)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。 据图分析,下列叙述错误的是 (　    )A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节  
考法1　光系统及电子传递链
1.光系统Ⅱ(PSⅡ)进行水的光解,产生O2、H+和自由电子(e-),光系统Ⅰ(PSⅠ)主要是介导NADPH的产生。2.光反应时,通过光合色素将光能转化为电能,电子在电子传递体之间的传递导致ATP 和NADPH的合成。3.光合作用中ATP的合成依赖ATP合酶,通过光系统中电子传递链释放的能量在类囊 体膜两侧建立质子梯度,质子顺电化学梯度流动时驱动ATP的合成。
例    (2024届河北邯郸一调,19)植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时引起光 能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在叶肉细胞的PSⅡ系统,该系统 吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,但电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ 系统功能,使光合速率下降。番茄叶肉细胞中存在非光化学淬灭(NPQ)机制,可通过叶 黄素将过剩光能转化为热能散失。
(1)PSⅡ系统存在于叶肉细胞的　　　　　    (结构)上。(2)强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,减少了PSⅡ系统 产生的　　　    、　　　    ,从而减轻其对叶绿体结构的破坏。强光会先抑制光合作用　　　    阶段,减少了　　　    的产生,其中后者作为活泼的还原剂。(3)为研究V基因在高光条件下对NPQ机制的作用,科研人员利用V基因沉默型番茄,与 野生型番茄经过相同高光处理,实验结果如图,说明高光条件下V基因的表达　　　     　　　　　    。根据以上信息请你提供一种培育耐强光环境番茄的育种思路　　     　　　　　　    。
  解析    (1)依据PSⅡ系统能吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,可推测PSⅡ系统存在于叶肉细胞的类囊体薄膜上。(2)电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ系统 功能,使光合速率下降,强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散 失,减少了PSⅡ系统产生的自由基(或活性氧)、电子,从而减轻其对叶绿体结构的破 坏。强光会先抑制光合作用光反应阶段,减少ATP和NADPH的产生,其中NADPH作为 活泼的还原剂。(3)由题图可知,与黑暗处理相比,V基因沉默型番茄高光处理后,NPQ 的激活程度无明显提高,而野生型番茄经高光处理后,NPQ的激活程度有明显提高,说 明高光条件下V基因的表达能够促进NPQ机制的激活,故可培育V基因沉默型番茄获 得耐强光环境番茄。
  答案    (1)类囊体薄膜    (2)自由基(或活性氧)　电子　光反应　ATP和NADPH    (3)促进NPQ机制的激活　培育V基因沉默型番茄
例   (2023青岛期中,6)光合作用暗反应过程中,CO2与RuBP在Rubisc的催化下生成3- 磷酸甘油酸。O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP反应后生成磷酸乙醇酸,最终释放 CO2,该过程称为光呼吸。正在进行光合作用的绿色植物叶片在光照停止后,CO2释放 量突然增加,称为“二氧化碳的猝发”。下列说法正确的是 (　    )A.光照过强气孔关闭,若植物呼吸强度不变,则CO2的产生量减少B.光呼吸会消耗有机物,对植物生长不利,应该抑制C.突然停止光照,磷酸乙醇酸的生成量增加D.O2与RuBP反应的过程必需在光下进行
  解析    光照过强气孔关闭,O2与RuBP反应后释放CO2,若此时植物呼吸强度不变,则CO2的产生量增多,A错误;光呼吸可以消耗光反应产生的ATP和NADPH,又可防止强 光下气孔关闭导致CO2的吸收减少,避免了细胞间隙中CO2浓度过低的现象,一定程度 上对光合器官起到保护的作用,B错误;突然停止光照,CO2释放量突然增加,细胞间隙中 CO2浓度降低,导致O2与RuBP结合的概率增加,进而使磷酸乙醇酸的生成量增加,C正 确;O2与RuBP反应发生在暗反应阶段,无光条件下也能进行,D错误。
考法3　CO2浓缩机制　　CO2浓度是限制光合作用的关键因素。因为Rubisc对CO2的亲和力较低,CO2浓度 过低会限制其催化CO2固定。所以,各类光合生物演化出不同机制来提高胞内CO2浓 度,从而促进光合作用。
例    (2024届湖南师大附中月考,11)叶肉细胞中存在“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹 果酸/天冬氨酸穿梭”途径,以下叙述错误的是 (　    )
A.缺磷会导致暗反应速率和呼吸速率均降低B.卡尔文循环和三羧酸循环的场所分别是叶绿体基质和线粒体基质C.线粒体内NADH中的能量最终在线粒体基质中转化为ATP中的化学能D.叶绿体和线粒体借助“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”实现 物质和能量的转移