《（江苏专版）2020版高考生物一轮复习 第三单元 第3讲 能量之源--光与光合作用讲义（含解析）（必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专版）2020版高考生物一轮复习 第三单元 第3讲 能量之源--光与光合作用讲义（含解析）（必修1）（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 能量之源光与光合作用 第1课时 光合作用的探究历程与基本过程 师说考点解疑难 1实验原理 (1)提取原理：叶绿体中的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色素。 (2)分离原理：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实验步骤及结果 色素分离装置 提醒 提取叶绿体中的色素，也可用右图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，的颜色依次是：橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。 3实验操作及目的 过程 实验操作 操作目的 提 取 色 素 (1) 选新鲜绿色的
2、叶片 使滤液中色素含量高 (2) 研磨时加无水乙醇 溶解色素 (3) 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分和保护色素 (4) 迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发，充分溶解色素 (5) 盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化 分 离 色 素 (1) 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散 (2) 滤液细线要直、细、匀 使分离出的色素带平整不重叠 (3) 滤液细线干燥后再画一两次 使分离出的色素带清晰分明 (4) 滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中 研透考情备高考 考向一 考查色素提取和分离的过程及结果 1(2016江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确
3、的是( ) A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素 B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素 C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失 解析：选B 在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量较低，分离后4条色素带较窄；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，
4、而不是随溶剂挥发消失。 2(多选)某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。下列说法正确的是( ) A通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高 B色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同 C最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 D若提取液取自缺镁叶片，最外侧两圈色素环颜色较淡 解析：选ABC 缺镁无法合成叶绿素，最内侧两圈色素是叶绿素a、叶绿素b，颜色较淡。 归纳拓展 绿叶中色素提取分离异常现象分析 收集到的滤液绿色过浅 原因 未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分 使用放置数天的菠菜叶，
5、滤液色素(叶绿素)太少 一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇) 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 滤纸条色素带重叠 原因 滤液细线不直；滤液细线过粗 滤纸条无色素带 原因 忘记画滤液细线 滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 考向二 考查叶绿体色素的种类和功能 3(2017天津高考)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是( ) A用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B用水做层析液观察花青苷的色素带 C用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D用光学显微镜观察表皮细胞染色体的
6、形态和数目 解析：选D 月季叶绿体中含有的叶绿素和类胡萝卜素为脂溶性，能溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取叶绿体中的色素；月季成熟的紫红色叶片中含有的花青苷能溶于水，可用水做层析液观察花青苷的色素带；月季成熟叶片有大液泡，可用于质壁分离与复原实验探究细胞的失水与吸水；月季叶片表皮细胞是成熟细胞，不再进行细胞分裂，不能用于染色体形态和数目的观察。 4关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是( ) A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
7、解析：选C 提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，故黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色。 归纳拓展 植物细胞中的色素 植物细胞中的色素有两类：一类位于叶绿体中，能参与对光能的捕获与转化，并且是脂溶性色素；另一类位于液泡中，不参与对光能的捕获与转化，并且是水
8、溶性色素。 考向三 考查影响叶绿素合成和含量的因素 5.(2015江苏高考，多选)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是( ) A强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C色素、吸收光谱的吸收峰波长不同 D画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 解析：选ABC 根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，图中、色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，强光照下叶绿素含量低。强光照条件
9、下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照。叶绿素a的吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b的吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm。画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，以便层析后获得更清晰的色素条带。 6为推动生态文明建设，国务院发布了大气污染防治行动计划。某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。 pH 5.8(对照) 4.0 3.0 2.0 桃树 2.20(100) 2.19(99.55) 2.13(96.82) 1.
10、83(83.18) 腊梅 3.65(100) 3.58(98.08) 3.44(94.25) 2.95(80.82) 木樨 1.07(100) 1.07(100) 1.05(98.13) 0.96(89.72) 注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。 (1)叶绿素位于叶绿体内的_上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈_色。酸雨中的SO破坏叶绿素，导致光反应产生的_(产物)减少。由于光反应速率降低，将直接影响暗反应过程中的_，最后导致(CH2O)生成减少。 (2)由表可知：随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响的程度_；_；_。 解析：(1)叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上，提取后用纸层析的
11、方法分离，在滤纸条上扩散最慢的色素带是叶绿素b，其颜色为黄绿色。叶绿素被破坏，则光反应产生的H和ATP减少，直接影响暗反应中C3的还原过程，进而导致糖类的生成减少。(2)总体来说，随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响的程度增大。从表中还可以看出，在相同pH酸雨的作用下，木樨受影响程度最小，腊梅受影响程度最大。 答案：(1)类囊体薄膜 黄绿 H和ATP C3的还原 (2)增大 腊梅对酸雨最敏感 木樨对酸雨的耐受性较强 归纳拓展 影响叶绿素合成的因素 光照 光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄 温度 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。
12、低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄 必需 元素 叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄 思维导图成一统 巧学助记 光合作用过程的“一、二、三、四” 基础速练固根基 1连线光合作用的探究历程 2判断下列叙述的正误 (1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应() (2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP中的化学能() (3)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中() (4)在适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质() (5)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生(
13、) (6)光反应为暗反应提供H和H2O() (7)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPHH和CO2后，可完成暗反应() (8)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原() (9)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是光反应强度升高，暗反应强度降低() (10)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含量都迅速增加() 3写出光合作用的总反应式及各元素的去向 (1)光合作用总反应式： CO2H2O(CH2O)O2。 (2)各元素的去向： 氧元素 碳元素：CO2C3(
14、CH2O) 氢元素：H2OH(CH2O 4比较光反应与暗反应 比较 项目 光反应 暗反应 实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物(酶促反应) 时间 短促，以微秒计 较缓慢 条件 色素、光、酶、水、 ADP、Pi 多种酶、ATP、H、CO2、C5 场所 叶绿体内的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质 转化 (1)水的光解： 2H2O4HO2； (2)ATP的合成： ADPPi能量ATP (1)CO2的固定： CO2C52C3； (2)C3的还原： 能量 转化 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 联系 师说考点解疑难 1叶绿体的结构和功能 2光反应与暗反应
15、的联系 (1)光反应为暗反应提供H、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)同位素标记元素转移途径： H： C： O： 3环境因素骤变对物质含量动态变化的判断 (1)分析方法： a.需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。 b需从物质的生成和消耗两个方面综合分析，如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化： (2)相关物质含量变化分析过程与结果： 条件 过程变化 C3 C5 H和 ATP 模型分析 光照由强到弱，CO2供应不变 过程减弱过程减弱，过程正常进行 增 加 减 少 减少 光照由弱到强，CO2供应不变 过程增强 过程增强 过程正常进行 减 少 增 加 增加 光照不变，CO2由充足到不足 过程减弱，过程正常进行，随C3减少减弱，过程正常 减 少 增 加 增加 光照不变，CO2由不足到充足 过程增强正常进行，随C3增加增强，过程正常 增 加 减 少 减少 研透考情备高考 考向一 考查光合作用的探究历程 1在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行
