33能量之源——光与光合作用(一)

1、第3课能量之源光与光合作用(一)考点一捕获光能的色素和结构考点一捕获光能的色素和结构【必备知识回顾【必备知识回顾】1.1.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能: :(1)(1)叶绿体的结构叶绿体的结构( (根据上图填写名称根据上图填写名称):): (2)(2)叶绿体叶绿体的功能的功能: :进行进行_的场所。的场所。外膜外膜内膜内膜叶绿体叶绿体基质基质基粒基粒类囊体类囊体光合作用光合作用2.2.叶绿体中色素的种类和颜色叶绿体中色素的种类和颜色: :色素的种类色素的种类色素的颜色色素的颜色叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a_色色叶绿素叶绿素b b_色色类胡萝卜素类胡萝卜素_黄色黄色_橙黄色橙黄色蓝绿蓝

2、绿黄绿黄绿叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素3.3.叶绿体中色素的吸收光谱分析叶绿体中色素的吸收光谱分析: :由图可以看出由图可以看出: :(1)(1)色素的功能色素的功能: :叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_;_;类胡类胡萝卜素主要吸收萝卜素主要吸收_。(2)(2)色素吸收光的范围色素吸收光的范围: :可见光的波长范围大约是可见光的波长范围大约是390390760 nm,760 nm,一般叶绿体中的色素只吸收一般叶绿体中的色素只吸收_,_,对红外光对红外光和紫外光不吸收。和紫外光不吸收。红光和蓝紫光红光和蓝紫光蓝紫光蓝紫光可见光可见光4.4.【教材易漏知识【教材易漏知识】必修必修1 1P99“P99

3、“与社会的联系与社会的联系”: :温室或大棚种植蔬菜时温室或大棚种植蔬菜时, ,最好选择最好选择_的的玻璃、玻璃、塑料薄膜塑料薄膜, ,理由是有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光理由是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其他色光很少或不能透过, ,光照强度会减弱光照强度会减弱, ,不利于光不利于光合作用合作用; ;而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光种色光, ,光照强度较大光照强度较大, ,有利于光合作用的进行。有利于光合作用的进行。无色透明无色透明【特别提醒【特别提醒】光合色素和光合场所的三点提醒光合色素和光合场所的三点提

4、醒(1)(1)色素的功能特点色素的功能特点: :叶绿素和类胡萝卜素均有主要的叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段吸收光波段, ,对其他波段的可见光并非不吸收对其他波段的可见光并非不吸收, ,只是吸只是吸收量较少。收量较少。(2)(2)色素的分布位置色素的分布位置: :色素不只分布于叶绿体中色素不只分布于叶绿体中, ,液泡中液泡中也含有色素如花青素也含有色素如花青素, ,但是液泡中的色素不能用于光合但是液泡中的色素不能用于光合作用。作用。(3)(3)光合作用的场所光合作用的场所: :叶绿体不是细胞进行光合作用的叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所唯一场所, ,如蓝藻细胞没有叶绿体如蓝藻细胞没有

5、叶绿体, ,也能进行光合作用。也能进行光合作用。 【核心素养提升【核心素养提升】【典例示范【典例示范】(2016(2016全国卷全国卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述关于高等植物叶绿体中色素的叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.C.通常通常, ,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用光合作用D.D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄

6、色是由叶绿素合成受阻引起的受阻引起的 【素养解读【素养解读】本题主要考查的核心素养是生命观念、本题主要考查的核心素养是生命观念、科学思维科学思维, ,具体表现在两个角度具体表现在两个角度: :核心素养核心素养素养角度素养角度具体表现具体表现 生命观念生命观念结构与功能结构与功能观观幼苗叶片呈黄色与叶幼苗叶片呈黄色与叶绿素合成有关绿素合成有关科学思维科学思维分析与综合分析与综合分析色素性质分析色素性质, ,总结色总结色素的功能素的功能【解析【解析】选选C C。本题主要考查叶绿体中色素的性质、作。本题主要考查叶绿体中色素的性质、作用与色素合成的条件。用与色素合成的条件。A A项项, ,叶绿体中的色

7、素能够溶于叶绿体中的色素能够溶于有机溶剂无水乙醇中有机溶剂无水乙醇中, ,故正确。故正确。B B项项, ,镁是合成叶绿素的镁是合成叶绿素的原材料原材料, ,由根从土壤中吸收由根从土壤中吸收, ,故正确。故正确。C C项项, ,叶绿体中的叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用色素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用, ,不吸收红外不吸收红外光和紫外光光和紫外光, ,故错误。故错误。D D项项, ,叶绿素的合成需要光照叶绿素的合成需要光照, ,无无光环境中叶绿素不能合成光环境中叶绿素不能合成, ,植物表现为黄化现象植物表现为黄化现象, ,故正故正确。确。【母题变式【母题变式】变式变式1 1物质

8、进出细胞的方式物质进出细胞的方式上题上题B B项中与镁的吸收项中与镁的吸收相关的细胞器是相关的细胞器是_,_,其功能是其功能是_。影响其吸收速率的环境因素主要是。影响其吸收速率的环境因素主要是_。核糖体、线粒体核糖体、线粒体核糖体是载体蛋白的合成场所核糖体是载体蛋白的合成场所; ;线粒体为镁线粒体为镁的吸收提供能量的吸收提供能量温度、氧浓度温度、氧浓度变式变式2 2色素的种类及其吸收光谱色素的种类及其吸收光谱(1)(1)上题上题D D项中的幼苗在光下项中的幼苗在光下_(_(填填“能能”或或“不能不能”) )进行光合作用进行光合作用, ,原因是原因是_。能能类胡萝卜素可吸收蓝紫光用于类胡萝卜素可

9、吸收蓝紫光用于光合作用光合作用(2)(2)证明证明D D项的结论项的结论, ,可采用的方法是什么可采用的方法是什么? ?提示提示: :将黑暗中生长的植物幼苗叶片和正常生长的植物将黑暗中生长的植物幼苗叶片和正常生长的植物幼苗叶片分别进行色素的提取和分离实验幼苗叶片分别进行色素的提取和分离实验, ,观察滤纸条观察滤纸条上色素带的种类及其宽窄。上色素带的种类及其宽窄。【高考角度全练【高考角度全练】角度一角度一 叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能1.(20161.(2016海南高考海南高考) )下列有关生物膜上蛋白质或酶的下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.

10、植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质B.B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体( (薄薄) )膜上的蛋白质膜上的蛋白质不同不同C.C.光合作用中光合作用中, ,催化催化ATPATP合成的酶分布在类囊体合成的酶分布在类囊体( (薄薄) )膜膜上上D.D.呼吸作用中呼吸作用中, ,催化催化ATPATP合成的酶分布在线粒体外膜上合成的酶分布在线粒体外膜上【解析【解析】选选D D。本题主要考查生物膜上蛋白质或酶的分。本题主要考查生物膜上蛋白质或酶的分布。布。A A项项, ,植物根细胞膜通过主动运输的方式吸收无机植物根细胞膜通过主动运输的方式吸收无机

11、盐离子盐离子, ,故正确。故正确。B B项项, ,植物叶肉细胞中液泡膜的功能是植物叶肉细胞中液泡膜的功能是控制物质进出控制物质进出, ,而类囊体而类囊体( (薄薄) )膜是光反应的场所膜是光反应的场所, ,二者二者功能不同功能不同, ,这是由于膜上的蛋白质不同这是由于膜上的蛋白质不同, ,故正确。故正确。C C项项, ,类囊体类囊体( (薄薄) )膜上发生的光反应过程有膜上发生的光反应过程有ATPATP的合成的合成, ,其上其上有催化有催化ATPATP合成的酶合成的酶, ,故正确。故正确。D D项项, ,呼吸作用过程中第呼吸作用过程中第一阶段发生在细胞质基质一阶段发生在细胞质基质, ,有氧呼吸

12、第二阶段发生在线有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质粒体基质, ,有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜, ,三个三个阶段均合成阶段均合成ATP,ATP,故三个场所均有催化故三个场所均有催化ATPATP合成的酶合成的酶, ,而而在线粒体外膜上没有催化在线粒体外膜上没有催化ATPATP合成的酶合成的酶, ,故错误。故错误。【易错提醒【易错提醒】叶绿体内膜与线粒体内膜的区别叶绿体内膜与线粒体内膜的区别(1)(1)线粒体的内膜向内折叠形成了嵴线粒体的内膜向内折叠形成了嵴, , 嵴大大增加了内嵴大大增加了内膜的表面积膜的表面积, ,嵴上分布着许多与有氧呼吸相关的酶。嵴上分布着许多

13、与有氧呼吸相关的酶。(2)(2)叶绿体内膜不形成嵴叶绿体内膜不形成嵴, ,而是有许多由类囊体形成的而是有许多由类囊体形成的基粒基粒, ,这样就极大地扩展了膜的面积这样就极大地扩展了膜的面积, ,类囊体薄膜上不类囊体薄膜上不仅分布着许多吸收光能的色素分子仅分布着许多吸收光能的色素分子, ,还有许多进行光合还有许多进行光合作用所必需的酶。作用所必需的酶。2.2.实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来, ,破坏其外破坏其外膜膜, ,仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是气。以下分析正确的是 ( (

14、) )A.A.光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中质中B.B.叶绿体内膜具有选择透过性叶绿体内膜具有选择透过性, ,外膜是全透性的外膜是全透性的, ,起保起保护作用护作用C.C.光合作用必须在叶绿体中才能进行光合作用必须在叶绿体中才能进行D.D.叶绿素被破坏则不能进行光合作用叶绿素被破坏则不能进行光合作用【解析【解析】选选D D。与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜。与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中和叶绿体基质中, ,色素仅分布在类囊体薄膜上色素仅分布在类囊体薄膜上,A,A错误错误; ;叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性叶绿体

15、内膜和外膜都具有选择透过性,B,B错误错误; ;蓝藻没有蓝藻没有叶绿体叶绿体, ,也能进行光合作用也能进行光合作用,C,C错误错误; ;叶绿素在光反应中叶绿素在光反应中吸收和转化光能吸收和转化光能, ,叶绿素被破坏叶绿素被破坏, ,则不能进行光合作则不能进行光合作用用,D,D正确。正确。角度二角度二 色素的种类和功能色素的种类和功能3.(20173.(2017全国卷全国卷)植物光合作用的作用光谱是通过植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应测量光合作用对不同波长光的反应( (如如O O2 2的释放的释放) )来绘来绘制的。下列叙述错误的是制的。下列叙述错误的是世纪金榜导学号世

16、纪金榜导学号14120055(14120055() )A.A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATPATP的合成的合成B.B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制收值来绘制C.C.光合作用的作用光谱也可用光合作用的作用光谱也可用COCO2 2的吸收速率随光波长的吸收速率随光波长的变化来表示的变化来表示D.D.叶片在叶片在640640660 nm660 nm波长光下释放波长光下释放O O2 2是由叶绿素参与是由叶绿素参与光合作用引起的光合作用引起的【解析【解析】选选A A。类胡萝卜素

17、主要吸收蓝紫光。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光, ,不能吸收红不能吸收红光光,A,A项错误项错误; ;通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值, ,可可以绘制其吸收光谱以绘制其吸收光谱,B,B项正确项正确;CO;CO2 2的吸收速率反映光合作的吸收速率反映光合作用速率的变化用速率的变化, ,光合作用的作用光谱也可用光合作用的作用光谱也可用COCO2 2的吸收速的吸收速率随光波长的变化来表示率随光波长的变化来表示,C,C项正确项正确;640;640660 nm660 nm波长的波长的光属于红光光属于红光, ,叶绿素可以吸收红光叶绿素可以吸收红光, ,将水分解成氧和将水分解成

18、氧和H,H,氧直接以分子的形式释放出去氧直接以分子的形式释放出去,D,D项正确。项正确。【易错提醒【易错提醒】本题易判断本题易判断A A选项正确选项正确, ,错因在于审题不错因在于审题不仔细仔细, ,只注意了只注意了A A选项的后半句选项的后半句“可用于光反应中可用于光反应中ATPATP的的合成合成”, ,而忽略了前半句而忽略了前半句“类胡萝卜素在红光区吸收的类胡萝卜素在红光区吸收的光能光能”。4.(20184.(2018郑州模拟郑州模拟) )将将A A、B B、C C、D D四盆长势相同的植四盆长势相同的植物置于阳光下物置于阳光下,A,A添加品红色光照添加品红色光照,B,B添加绿色光照添加绿

19、色光照,C,C隔隔品红色滤光片品红色滤光片,D,D隔绿色滤光片隔绿色滤光片( (如图所示如图所示) )。经过一段。经过一段时间后时间后, ,各盆植物中长势最好的是各盆植物中长势最好的是( () )【解题指南【解题指南】解答本题需要分析两种信息解答本题需要分析两种信息: :(1)(1)隐含信息隐含信息: :提供光能越大提供光能越大, ,植物长势越好。植物长势越好。(2)(2)图示信息图示信息: :每盆植物得到的能量不同每盆植物得到的能量不同, ,混合光照混合光照 单单一光照一光照, ,品红色光品红色光 绿色光。绿色光。【解析【解析】选选A A。A A项项, ,在相同光照条件下在相同光照条件下,

20、,添加品红色光添加品红色光, ,比单独在阳光下照射的光合作用强比单独在阳光下照射的光合作用强, ,所以长势较旺盛所以长势较旺盛;B;B项项, ,添加绿色光添加绿色光, ,对植物的光合作用来说属于无效光对植物的光合作用来说属于无效光, ,相相当于仅仅照射阳光当于仅仅照射阳光;C;C项项, ,添加品红色滤光片添加品红色滤光片, ,这种滤光这种滤光片只能让品红色光通过片只能让品红色光通过, ,其余光很少或不能通过其余光很少或不能通过, ,光合光合作用相对较弱作用相对较弱;D;D项项, ,添加绿色滤光片添加绿色滤光片, ,这种滤光片只能这种滤光片只能让绿色光通过让绿色光通过, ,光合色素几乎不吸收绿光

21、光合色素几乎不吸收绿光, ,所以植物几所以植物几乎不进行光合作用乎不进行光合作用, ,因而长势较差。综上分析可知因而长势较差。综上分析可知,A,A项项正确。正确。5.(20185.(2018威海模拟威海模拟) )如图表示叶绿体中色素吸收光能如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断的情况。据图判断, ,以下说法不正确的是以下说法不正确的是 ( () )世纪金榜导学号世纪金榜导学号1412005614120056A.A.由图可知由图可知, ,类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收400400500 nm500 nm波长的波长的光光B.B.用用450 nm450 nm波长的光比波长的光比600 n

22、m600 nm波长的光更有利于提高波长的光更有利于提高光合作用强度光合作用强度C.C.由由550 nm550 nm波长的光转为波长的光转为670 nm670 nm波长的光后波长的光后, ,叶绿体中叶绿体中C C3 3的量增加的量增加D.D.土壤中缺乏镁时土壤中缺乏镁时, ,植物对植物对420420470 nm470 nm波长的光的利波长的光的利用量显著减少用量显著减少【解析【解析】选选C C。由图可知。由图可知, ,类胡萝卜素吸收峰在类胡萝卜素吸收峰在400400500 nm,A500 nm,A正确正确; ;叶绿体中的色素吸收叶绿体中的色素吸收450 nm450 nm波长的光比波长的光比吸收吸

23、收600 nm600 nm波长的光要多波长的光要多,B,B正确正确; ;由由550 nm550 nm波长的光转波长的光转为为670 nm670 nm波长的光后波长的光后, ,叶绿体中色素吸收的光变多叶绿体中色素吸收的光变多, ,光光反应产生的反应产生的ATPATP和和HH增多增多, ,暗反应中暗反应中C C3 3的还原量增多的还原量增多, ,则叶绿体中则叶绿体中C C3 3的量减少的量减少,C,C错误错误; ;叶绿素吸收叶绿素吸收420420470 nm470 nm波长的光较多波长的光较多, ,当缺镁时当缺镁时, ,叶绿素的合成受到影叶绿素的合成受到影响响, ,叶绿素吸收叶绿素吸收420420

24、470 nm470 nm波长的光变少波长的光变少,D,D正确。正确。【知识总结【知识总结】影响叶绿素合成的三大因素影响叶绿素合成的三大因素【加固训练【加固训练】1.1.下列有关叶绿体的描述下列有关叶绿体的描述, ,正确的是正确的是 ( () )A.A.叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATPATPB.B.经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗, ,此时叶此时叶绿体内不含糖类绿体内不含糖类C.C.叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在内膜上叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在内膜上D.D.叶绿体产生叶绿体产生O O2

25、2和线粒体产生和线粒体产生H H2 2O O均在生物膜上进行均在生物膜上进行【解析【解析】选选D D。叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发。叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发生光反应生成生光反应生成ATP,ATP,黑暗中叶绿体不产生黑暗中叶绿体不产生ATP,AATP,A错误错误; ;叶叶绿体中的绿体中的DNADNA、RNARNA含有脱氧核糖或者核糖含有脱氧核糖或者核糖,B,B错误错误; ;在叶在叶绿体中绿体中, ,与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上,C,C错误错误; ;叶绿体产生叶绿体产生O O2 2发生在类囊体薄膜上发生在类囊体薄膜上, ,线粒体产生线

26、粒体产生H H2 2O O发生在线粒体内膜上发生在线粒体内膜上,D,D正确。正确。2.2.关于叶绿素的叙述关于叶绿素的叙述, ,错误的是错误的是 ( () )A.A.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b都含有镁都含有镁B.B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.C.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不同在红光区的吸收峰值不同D.D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【解析【解析】选选D D。MgMg是合成叶绿素是合成叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b的必需元素的必需元素; ;叶绿素主要吸收红光

27、和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光, ,用于光合作用的光反应用于光合作用的光反应过程过程; ;叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不同在红光区的吸收峰值不同; ;叶叶绿素对绿光吸收最少绿素对绿光吸收最少, ,绿光被反射出去绿光被反射出去, ,使植物呈现绿使植物呈现绿色。色。考点二绿叶中色素的提取和分离考点二绿叶中色素的提取和分离 【必备知识回顾【必备知识回顾】1.1.实验原理实验原理: :有机溶剂有机溶剂无水无水乙醇乙醇无水无水乙醇乙醇溶解度溶解度溶解度高溶解度高层析液层析液2.2.实验流程实验流程: :步骤步骤操作要点操作要点操作目的操作目的提提取取色色素素研磨研磨 无

28、水乙醇无水乙醇: :作为提取液作为提取液, ,可溶解绿叶中的色素。可溶解绿叶中的色素。SiOSiO2 2:_:_。CaCOCaCO3 3: :防止研磨时色防止研磨时色素受到破坏素受到破坏过滤过滤研磨后用研磨后用_过滤过滤单层单层尼龙布尼龙布使研磨更充分使研磨更充分步骤步骤操作要点操作要点操作目的操作目的制备滤制备滤纸条纸条剪去两角的滤纸条剪去两角的滤纸条一端一端1 cm1 cm处用铅笔处用铅笔画一条细线画一条细线剪去两角以保证色素剪去两角以保证色素在滤纸上在滤纸上扩散扩散_,_,否则会形成弧否则会形成弧形色素带形色素带均匀、均匀、整齐整齐步骤步骤操作要点操作要点操作目的操作目的画滤液画滤液细线

29、细线用毛细吸管吸取色用毛细吸管吸取色素滤液素滤液, ,沿铅笔线均沿铅笔线均匀画一条滤液细线匀画一条滤液细线, ,待滤液干后待滤液干后, ,再画一再画一两次两次滤液细线要滤液细线要_,_,使各色素扩散的起点使各色素扩散的起点相同。相同。干燥后重复画一两干燥后重复画一两次次, ,使滤液细线有较多使滤液细线有较多的色素的色素细、直细、直步骤步骤操作要点操作要点操作目的操作目的色素分离色素分离 层析液不能触及层析液不能触及_,_,否则色素会溶否则色素会溶解在层析液中解在层析液中, ,而不而不会沿滤纸条向上扩散会沿滤纸条向上扩散滤液滤液细线细线3.3.实验结果分析实验结果分析: :结合下图填写表格内容。

30、结合下图填写表格内容。色素种类色素种类色素颜色色素颜色色素含量色素含量 溶解度溶解度扩散速扩散速度度a a_橙黄色橙黄色_最高最高最快最快b b叶黄素叶黄素黄色黄色_较高较高_c c叶绿素叶绿素a a_最多最多_较慢较慢d d_黄绿色黄绿色较多较多_胡萝卜素胡萝卜素最少最少较少较少较快较快蓝绿色蓝绿色较低较低叶绿素叶绿素b b最低最低最慢最慢【特别提醒【特别提醒】色素提取与分离的四点提醒色素提取与分离的四点提醒(1)(1)应选取新鲜绿色的叶片应选取新鲜绿色的叶片, ,色素含量高色素含量高, ,不能选用发黄不能选用发黄的叶片。的叶片。(2)(2)迅速研磨是为了防止乙醇挥发过多迅速研磨是为了防止乙

31、醇挥发过多, ,充分研磨是为充分研磨是为了充分破坏叶绿体了充分破坏叶绿体, ,使色素充分释放。使色素充分释放。(3)(3)无水乙醇只能用于提取色素无水乙醇只能用于提取色素, ,而不能用于色素的分而不能用于色素的分离。离。(4)(4)可以选择溶解性较好的有机溶剂如汽油或丙酮代替可以选择溶解性较好的有机溶剂如汽油或丙酮代替提取液或层析液。提取液或层析液。 【核心素养提升【核心素养提升】【典例示范【典例示范】(2016(2016江苏高考江苏高考) )下列用鲜菠菜进行色素提取、分离下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述实验的叙述, ,正确的是正确的是 ( () )A.A.应该在研磨叶片后立即加入应该

32、在研磨叶片后立即加入CaCOCaCO3 3, ,防止酸破坏叶绿防止酸破坏叶绿素素B.B.即使菜叶剪碎不够充分即使菜叶剪碎不够充分, ,也可以提取出也可以提取出4 4种光合作用种光合作用色素色素C.C.为获得为获得10 mL10 mL提取液提取液, ,研磨时一次性加入研磨时一次性加入10 mL10 mL乙醇研乙醇研磨效果最好磨效果最好D.D.层析完毕后应迅速记录结果层析完毕后应迅速记录结果, ,否则叶绿素条带会很快否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失随溶剂挥发消失 【素养解读【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维和本题主要考查的核心素养是科学思维和科学探究科学探究, ,具体表现在两个角度具体

33、表现在两个角度: :核心素养核心素养素养角度素养角度具体表现具体表现科学思维科学思维批判性思维批判性思维4 4个选项均考查对实验个选项均考查对实验操作步骤的正确判断操作步骤的正确判断与评价与评价科学探究科学探究制订并实施方案制订并实施方案A A项、项、C C项、项、D D项考查对项考查对实验步骤、目的的理实验步骤、目的的理解解【解析【解析】选选B B。本题主要考查绿叶中色素的提取和分离。本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验。实验。CaCOCaCO3 3可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏, ,应该应该在研磨时加入在研磨时加入CaCOCaCO3 3,A,A项错误。菜叶剪

34、碎是否充分项错误。菜叶剪碎是否充分, ,不不影响菜叶中色素的种类和总含量影响菜叶中色素的种类和总含量, ,即使菜叶剪碎不够充即使菜叶剪碎不够充分分, ,也可提取出也可提取出4 4种光合作用色素种光合作用色素,B,B项正确项正确; ;由于研磨时由于研磨时乙醇挥发乙醇挥发, ,为了获得为了获得10 mL10 mL提取液提取液, ,研磨时加入多于研磨时加入多于10 mL10 mL的乙醇的乙醇,C,C项错误项错误; ;层析完毕后层析完毕后, ,应迅速记录结果应迅速记录结果, ,否则叶否则叶绿素条带会因色素分解而消失绿素条带会因色素分解而消失, ,但不会随溶剂的挥发而但不会随溶剂的挥发而消失消失,D,D

35、项错误。项错误。【母题变式【母题变式】变式变式1 1层析装置创新层析装置创新如图表示某同学做如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验实验的改进装置的改进装置, ,据图分析据图分析: :(1)(1)实验时实验时应将滤液滴在应将滤液滴在_(_(填填“a”a”或或“b”)b”)处。处。(2)(2)在定性滤纸上会出现在定性滤纸上会出现4 4个不同颜色的同心圆个不同颜色的同心圆, ,最大的最大的圆圈含有圆圈含有_(_(填色素种类填色素种类),),呈现呈现_色色; ;最小最小的圆圈含有的圆圈含有_(_(填色素种类填色素种类),),呈现呈现_色。色。a a胡萝卜素胡萝卜素橙黄橙黄

36、叶绿素叶绿素b b黄绿黄绿变式变式2 2层析结果分析层析结果分析在提取色素时收集到的滤液颜色过浅在提取色素时收集到的滤液颜色过浅, ,可能的原因有哪可能的原因有哪些些? ?提示提示: :未加未加SiOSiO2 2, ,研磨不充分研磨不充分; ;未加未加CaCOCaCO3 3或加入过或加入过少少, ,色素分子被破坏色素分子被破坏; ;绿叶放置时间长绿叶放置时间长, ,滤液中色素滤液中色素少少; ;一次加入无水乙醇过多一次加入无水乙醇过多, ,色素浓度低。色素浓度低。【高考角度全练【高考角度全练】1.(20181.(2018洛阳模拟洛阳模拟) )从种植于室内普通光照和室外强从种植于室内普通光照和室

37、外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素, ,用纸用纸层析法分离层析法分离, ,结果如图。下列判断正确的是结果如图。下列判断正确的是 ( () )A.A.室内植物叶片偏黄室内植物叶片偏黄B.B.室外植物叶片偏绿室外植物叶片偏绿C.C.室外植物叶片胡萝卜素含量室外植物叶片胡萝卜素含量 叶黄素含量叶黄素含量D.D.室内植物叶片叶绿素室内植物叶片叶绿素a a含量含量 叶绿素叶绿素b b含量含量【解析【解析】选选D D。提取叶片的叶绿体色素。提取叶片的叶绿体色素, ,用纸层析法分用纸层析法分离离, ,滤纸条上从上到下四条色素带分别是胡萝卜素、叶滤纸条上从

38、上到下四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素黄素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b。室内植物叶片偏绿。室内植物叶片偏绿,A,A项错项错误误; ;室外植物叶片偏黄室外植物叶片偏黄,B,B项错误项错误; ;室外植物叶片胡萝卜室外植物叶片胡萝卜素含量素含量 叶绿素叶绿素b b含量含量,D,D项正确。项正确。2.(20172.(2017天津高考天津高考) )叶绿体中的色素为脂溶性叶绿体中的色素为脂溶性, ,液泡中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为材料, ,下列实验无法达到目的的是下列实验无法达到目的的是 ( () )A.A.用

39、无水乙醇提取叶绿体中的色素用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.B.用水做层析液观察花青苷的色素带用水做层析液观察花青苷的色素带C.C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目【解析【解析】选选D D。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂, ,可以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素用无水乙醇提取叶绿体中的色素; ;花青苷为水溶性花青苷为水溶性, ,用用水做层析液可以观察花青苷的色素带水做层析液可以观察花青苷的色素带; ;月季成熟叶片具月季成熟叶片具有

40、紫红色的大液泡有紫红色的大液泡, ,可以用于质壁分离和复原实验可以用于质壁分离和复原实验, ,探探究细胞的失水与吸水究细胞的失水与吸水; ;表皮细胞高度分化表皮细胞高度分化, ,不再进行有不再进行有丝分裂丝分裂, ,不能用光学显微镜观察染色体的形态和数目。不能用光学显微镜观察染色体的形态和数目。3.(20183.(2018安庆模拟安庆模拟) )为研究高光强对移栽幼苗光合色为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响素的影响, ,某同学用乙醇提取叶绿体色素某同学用乙醇提取叶绿体色素, ,用石油醚进用石油醚进行纸层析行纸层析, ,如图为滤纸层析的结果如图为滤纸层析的结果(、为为色素条带色素条带) )。下列

41、叙述不正确的是。下列叙述不正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号14120057(14120057() )A.A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.C.色素色素、吸收光谱的吸收峰波长不同吸收光谱的吸收峰波长不同D.D.画滤液线时画滤液线时, ,滤液在点样线上只能画一次滤液在点样线上只能画一次【解析【解析】选选D D。由题图可知。由题图可知, ,强光下强光下,、表示的叶绿表示的叶绿素色素带变窄素色素带变窄, ,说明叶绿素含量降低说明叶绿素含量降低,A,A正确正确; ;强光照条强

42、光照条件下件下, ,类胡萝卜素含量增加类胡萝卜素含量增加, ,说明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有利于植物抵御强光照,B,B正确正确;是叶绿素是叶绿素a,a,是叶绿是叶绿素素b,b,都是主要吸收蓝紫光和红光都是主要吸收蓝紫光和红光, ,但吸收光谱的吸收峰但吸收光谱的吸收峰波长不同波长不同,C,C正确正确; ;画滤液线时画滤液线时, ,滤液在点样线上画滤液在点样线上画2 23 3次次,D,D错误。错误。【加固训练【加固训练】提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素, ,进行纸层析分离进行纸层析分离, ,对该实验中各种对该实验中各种现象的解释现象的解释, ,正确的是正确的是

43、( () )A.A.未见色素带未见色素带, ,说明材料可能为黄化叶片说明材料可能为黄化叶片B.B.色素始终在滤纸上色素始终在滤纸上, ,是因为色素不溶于层析液是因为色素不溶于层析液C.C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素提取液呈绿色是由于含有叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b较多较多D.D.胡萝卜素处于滤纸条最上方胡萝卜素处于滤纸条最上方, ,是因为其在提取液中的是因为其在提取液中的溶解度最高溶解度最高【解析【解析】选选C C。黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素。黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素, ,未见未见色素带的原因应该是提取或分离色素操作不当色素带的原因应该是提取或分离色素操作不当, ,如层析如层析时

44、滤液细线没在层析液中时滤液细线没在层析液中, ,会使色素溶解在层析液中会使色素溶解在层析液中, ,无法在滤纸条上分离无法在滤纸条上分离,A,A、B B错误错误; ;绿叶中叶绿素含量较绿叶中叶绿素含量较多多, ,而胡萝卜素和叶黄素含量较少而胡萝卜素和叶黄素含量较少, ,故提取液呈绿色故提取液呈绿色,C,C正确正确; ;胡萝卜素处于滤纸条最上方胡萝卜素处于滤纸条最上方, ,是因为胡萝卜素在是因为胡萝卜素在层析液中溶解度最高层析液中溶解度最高, ,在滤纸条上扩散的速度最快在滤纸条上扩散的速度最快,D,D错错误。误。考点三光合作用的探究历程和过程考点三光合作用的探究历程和过程【必备知识回顾【必备知识回

45、顾】1.1.光合作用的探究历程光合作用的探究历程( (连线连线):):2.2.光合作用过程光合作用过程: :(1)(1)写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向去向: :_(2)(2)光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系: :阶段阶段._._._._过程过程图解图解 场所场所_光反应光反应暗反应暗反应叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质物质物质变化变化水的光解水的光解: :H H2 2O H+OO H+O2 2ATPATP的合成的合成: :ADP+PiADP+Pi _ _COCO2 2的固定的固定: :_+C_

46、+C5 5 _ _C C3 3的还原的还原: :_ _ _+C_+C5 5ATPATPCOCO2 22C2C3 32C2C3 3(CH(CH2 2O)O)能量能量转化转化光能光能_ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能_联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供_,_,暗反应为暗反应为光反应提供光反应提供_ATPATP中活中活跃的化学能跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能HH和和ATPATPADPADP和和PiPi、NADPNADP+ +【特别提醒【特别提醒】(1)(1)光反应阶段产生的光反应阶段产生的ATPATP不仅用于暗反应阶段不仅用于暗反应阶段C C3 3的还的还原原,

47、 ,还用于叶绿体中蛋白质、核酸的合成。细胞呼吸产还用于叶绿体中蛋白质、核酸的合成。细胞呼吸产生的生的ATPATP可用于除光合作用以外的生命活动。可用于除光合作用以外的生命活动。(2)(2)色素吸收光能不需要酶色素吸收光能不需要酶, ,但把光能转化为化学能需但把光能转化为化学能需要酶。光反应和暗反应过程均需要酶的催化。要酶。光反应和暗反应过程均需要酶的催化。 (3)(3)光反应在光照条件下才能进行光反应在光照条件下才能进行; ;暗反应不需要光暗反应不需要光, ,但但在光下可以进行。若植物长期处于黑暗中在光下可以进行。若植物长期处于黑暗中, ,由于缺乏光由于缺乏光反应产生的反应产生的HH和和ATP

48、,ATP,则暗反应也不能进行。则暗反应也不能进行。【核心素养提升【核心素养提升】【典例示范【典例示范】(2015(2015安徽高考安徽高考) )如图为大豆叶片光合作用暗反应阶如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是段的示意图。下列叙述正确的是( () )A.COA.CO2 2的固定实质上是将的固定实质上是将ATPATP中的化学能转变为中的化学能转变为C C3 3中的中的化学能化学能B.COB.CO2 2可直接被可直接被HH还原还原, ,再经过一系列的变化形成糖类再经过一系列的变化形成糖类C.C.被还原的被还原的C C3 3在有关酶的催化作用下在有关酶的催化作用下, ,可形成可

49、形成C C5 5D.D.光照强度由强变弱时光照强度由强变弱时, ,短时间内短时间内C C5 5含量会升高含量会升高【素养解读【素养解读】本题考查的核心素养主要是生命观念和本题考查的核心素养主要是生命观念和科学思维科学思维, ,具体表现在以下三个角度具体表现在以下三个角度: :核心素养核心素养素养角度素养角度具体表现具体表现生命观念生命观念物质与能量观物质与能量观A A项项ATPATP中化学能转化中化学能转化,C,C项项C C3 3与与C C5 5的变化的变化科学思维科学思维归纳与概括归纳与概括A A、B B项项COCO2 2固定过程中物固定过程中物质变化质变化演绎与推理演绎与推理C C、D D

50、项结合项结合C C3 3还原过程推还原过程推测测C C5 5含量的变化含量的变化【解析【解析】选选C C。本题主要考查光合作用过程中光反应阶。本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反应阶段相关物质的变化。在暗反应过程中段与暗反应阶段相关物质的变化。在暗反应过程中, ,绿绿叶通过气孔从外界吸收的叶通过气孔从外界吸收的COCO2 2, ,不能直接被不能直接被HH还原还原, ,而而是首先与叶绿体基质中的是首先与叶绿体基质中的C C5 5结合生成结合生成C C3 3, ,该过程叫该过程叫COCO2 2的的固定固定, ,故故A A、B B项错误。在有关酶的催化作用下项错误。在有关酶的催化作用下,C,C

51、3 3接受接受ATPATP水解释放的能量并且被水解释放的能量并且被HH还原还原, ,一些接受能量并被一些接受能量并被还原的还原的C C3 3经过一系列变化形成糖类经过一系列变化形成糖类, ,另一些接受能量并另一些接受能量并被还原的被还原的C C3 3则经过一系列的化学变化则经过一系列的化学变化, ,又形成又形成C C5 5, ,故故C C项项正确。正确。D D项中项中, ,光照强度变弱光照强度变弱, ,光反应速率减慢光反应速率减慢, H, H和和ATPATP的产生量减少的产生量减少, ,使暗反应阶段使暗反应阶段C C3 3的还原速率减慢的还原速率减慢, ,生生成的成的C C5 5减少减少, ,

52、而而COCO2 2的固定在短时间内正常进行的固定在短时间内正常进行, ,继续消继续消耗耗C C5 5, ,导致导致C C5 5含量减少含量减少, ,故故D D项错误。项错误。【母题变式【母题变式】变式变式1 1光合作用的场所光合作用的场所在光照在光照条件下条件下,ATP,ATP移动方向是移动方向是_。由叶绿体基质移向类由叶绿体基质移向类囊体薄膜囊体薄膜变式变式2 2光合作用过程分析光合作用过程分析若突然停止若突然停止COCO2 2供应供应, ,则短时间内则短时间内C C5 5的含量将如何变化的含量将如何变化? ?为什么为什么? ?提示提示: :增加。停止增加。停止COCO2 2供应供应,CO,

53、CO2 2的固定减弱的固定减弱,C,C5 5的消耗速的消耗速率变慢率变慢,C,C3 3的还原速率暂时不变的还原速率暂时不变, ,所以所以C C5 5的含量会增加。的含量会增加。【方法规律【方法规律】细胞中细胞中C C3 3和和C C5 5含量变化的判断技巧含量变化的判断技巧下图中下图中表示光反应表示光反应,表示表示COCO2 2的固定的固定,表示表示C C3 3的还的还原原, ,当外界条件当外界条件( (如光照、如光照、COCO2 2) )突然发生变化时突然发生变化时, ,分析相分析相关物质含量在短时间内的变化关物质含量在短时间内的变化: :(1)CO(1)CO2 2供应不变供应不变, ,光照

54、条件突然发生变化光照条件突然发生变化, ,可以分为两可以分为两种情况种情况: : 光照光照C C3 3含量变化含量变化C C5 5含量变化含量变化减弱减弱过程减弱过程减弱HH和和ATPATP合成减少合成减少过程减弱、过程减弱、过程暂时不变过程暂时不变C C3 3消消耗减少、合成暂时不变耗减少、合成暂时不变C C3 3含量增加含量增加过程减弱过程减弱HH和和ATPATP合合成减少成减少过程减弱、过程减弱、过程暂时不变过程暂时不变C C5 5消耗暂消耗暂时不变、合成减少时不变、合成减少C C5 5含含量减少量减少增强增强与上述分析相反与上述分析相反, ,结果是结果是C C3 3含量减少含量减少,C

55、,C5 5含量增加含量增加(2)(2)光照条件不变光照条件不变,CO,CO2 2供应突然发生变化供应突然发生变化, ,可以分为两可以分为两种情况种情况: :COCO2 2供应供应C C3 3含量变化含量变化C C5 5含量变化含量变化减少减少过程减弱、过程减弱、过过程暂时不变程暂时不变C C3 3合成合成减少、消耗暂时不减少、消耗暂时不变变C C3 3含量减少含量减少过程减弱、过程减弱、过程暂过程暂时不变时不变C C5 5消耗减少、消耗减少、合成暂时不变合成暂时不变C C5 5含量含量增加增加 增加增加与上述分析相反与上述分析相反, ,结果是结果是C C3 3含量增加含量增加,C,C5 5含量

56、减含量减少少【高考角度全练【高考角度全练】角度一角度一 光合作用的探究历程光合作用的探究历程1.(20181.(2018太原模拟太原模拟) )恩格尔曼用透过三棱镜的光照射恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片水绵临时装片, ,惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域和蓝紫光区域, ,该实验能得出的结论主要是该实验能得出的结论主要是( () )A.A.叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用, ,放出氧放出氧气气B.B.光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体C.C.叶绿素包括叶绿素

57、叶绿素包括叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b bD.D.好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸【解析【解析】选选A A。好氧细菌需要氧气。好氧细菌需要氧气, ,集中在红光和蓝紫集中在红光和蓝紫光区域光区域, ,说明此处有氧气产生说明此处有氧气产生; ;此实验既不能说明光合此实验既不能说明光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体, ,也没有对照实也没有对照实验说明叶绿素包括叶绿素验说明叶绿素包括叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b,b,更不能说明好氧更不能说明好氧细菌没有线粒体。细菌没有线粒体。2. (20182. (2018西安模拟西安模拟)

58、 )在光合作用的探究历程中在光合作用的探究历程中, ,德国德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律科学家梅耶根据能量转化与守恒定律, ,曾提出了植物在曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是能证明这一假说的是( () )A.A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验实验B.B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验实验C.C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的萨克斯证明绿叶在光下进行光合作

59、用可以产生淀粉的实验实验D.D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验【解析【解析】选选C C。萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的。萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的产物除氧气外还有淀粉产物除氧气外还有淀粉, ,即光能转变成储存在淀粉等有即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能机物中的化学能, ,因此该实验能证明植物在进行光合作因此该实验能证明植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。用时发生能量转化的假说。角度二角度二 光合作用过程分析光合作用过程分析3.3.在适宜反应条件下在适宜反应条件下, ,用白光照射离体的新鲜叶绿体一用白光照射离体的新鲜

60、叶绿体一段时间后段时间后, ,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质, ,组合正确的组合正确的是是( () )A.A.红光红光,ATP,ATP含量下降含量下降B.B.红光红光, ,未被还原的未被还原的C C3 3含量上升含量上升C.C.绿光绿光,H,H含量下降含量下降D.D.绿光绿光,C,C5 5含量上升含量上升【解析【解析】选选C C。叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光。叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光, ,若若由白光突然改用光照强度与白光相同的红光由白光突然改用光照强度与白光相同的红光,