高考生物大一轮复习精讲课件：必修1第3单元光合作用与细胞呼吸-10光合作用的探究历程与基本过程

基础课时案10光合作用的探究历程与基本过程2016备考·最新考纲 1．光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.实验：叶绿体色素的提取和分离。一、捕获光能的色素和结构1．叶绿体(1)结构示意图[动漫演示更形象见课件光盘]双层膜

基质

暗反应

基粒

色素

光反应

光合作用

叶绿体

2．叶绿体中色素的提取和分离(1)实验原理(2)分离结果深度思考1．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。则①②③分别表示哪类色素的吸光状况？提示图示①代表的色素主要吸收蓝紫光，而②③主要吸收红光和蓝紫光，则①为类胡萝卜素，②为叶绿素b，③为叶绿素a。2.如图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。提示三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵上的光，没有红光和蓝紫光，使水绵不同部分的光合作用变化不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围好氧细菌分布无显著变化。二、光合作用的探究历程连一连

答案①—A—b②—C—a③—E—e④—D—c⑤—B—d深度思考 英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功，则只要有光照，植物一定能更新空气，对吗？

提示不对，植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率，即净光合＞0，倘若光照强度不够充分(在光补偿点以下)，则植物不但不能更新空气，反而会使空气变得更混浊。三、光合作用的过程1．完善光合作用过程2．写出光合作用的总反应式并标出各元素的来源和去向深度思考 (1)光反应中光能转化成的活跃化学能仅贮存于ATP中吗？ (2)光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是否为同一类物质？ (3)暗反应为光反应提供了哪些物质？提示(1)不是，除ATP外，还贮存于[H]中。(2)光反应产生的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，细胞呼吸产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(3)ADP、Pi等。3．判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生光能的吸收与转化(2013·四川高考)() (2)在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度(2013·重庆高考)() (3)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素阿 (2012·海南高考)() (4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 (2012·海南高考)()阿 (5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用 (2011·海南高考)() (6)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生 (2011·浙江高考)()

答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×光合作用的过程一、二、三、四考点一光合作用的探究历程[典例引领]【典例1】(2013·海南高考)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是()A．a、b和d B．a、c和eC．c、d和e D．b、c和e解析绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色，没有叶绿素，特别是没有叶绿素a，不能进行光合作用，b侧有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e遮光，不能进行光合作用，d侧有叶绿素和光，能进行光合作用。答案B思维发散图中哪两处对照可证明光合作用需要光？哪两处对照可证明光合作用必须有叶绿体？提示(1)图中d(b)与e对照，其单一变量为有无光照，结果d(b)部位经碘液检测显示蓝色，e部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉必须有“光”。(2)图中a与d(或b)对照，其单一变量为叶绿体有无，结果d(b)部位经碘液检测显示蓝色，a部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉，必须有“叶绿体”。【典例2】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光合作用时能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是() A．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 B．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 C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验 D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验解析萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用产物除氧气外还可以产生淀粉，即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物在进行光合作用时能量转化”的假说。答案C高考常考的4个经典实验分析(1)普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。(2)普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。(3)萨克斯实验：①对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。②该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。[跟进题组]1．科学家恩格尔曼用水绵进行了如下实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有好氧细菌积聚，另一些部位没有积聚(如图所示)，由此得出的结论是()A．光合作用产生淀粉，场所是叶绿体B．光合作用产生氧气，场所是叶绿体C．光合作用产生淀粉，需要水和光照D．光合作用产生氧气，需要二氧化碳解析恩格尔曼选用水绵和好氧细菌作实验材料的好处：水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究；利用好氧细菌的代谢特点，通过对好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。综上分析，本题答案为B。答案B2．1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路的是()A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用解析好氧菌向O2浓度高的地方集结，据此可推断光合作用的放氧部位和光合强度。答案B考点二光合作用的过程[典例引领]【典例1】

如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．三碳化合物生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶的参与C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成D．在无光条件下，有利于暗反应进行解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误；三碳化合物生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行，故B正确；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢，故C错误；在无光条件下，暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制，故D错误。答案B【典例2】(2014·广东理综，26)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照(1)CO2以________方式进入叶绿体后，与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的________。(2)在弱光下，柑橘通过________和________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数________，单位时间内平均每片叶CO2吸收量__________。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观察叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是________，最后发生改变的是________。(1)比较光反应与暗反应(2)比较光合作用与有氧呼吸能量变化光合作用有氧呼吸光能→化学能(储能)化学能→ATP、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体细胞质基质和线粒体条件只在光下进行有光、无光都能进行联系[跟进题组]1．(2014·山西大学附中一模)下列关于光合作用的描述中，正确的是() A．黑暗条件下叶肉细胞内无ATP产生 B．叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C．光照下叶绿体中的ATP主要是有氧呼吸产生的 D．光合作用强烈时，暗反应过程可直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物解析黑暗条件下叶肉细胞进行呼吸作用，可以产生ATP；与光合作用有关的各种色素分布在叶绿体类囊体薄膜上；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；暗反应中一分子CO2与一分子C5结合，形成两分子C3。答案B2．(2014·河北唐山检测)如图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是()A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段C．③是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)D．④是ATP，在叶绿体基质中生成考点三叶绿体中色素的提取和分离[典例引领]【典例1】

(2013·江苏单科，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是() A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在滤纸条上划出一条滤液细线后，待干燥后再重复划线2～3次；研磨叶片时，用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。答案B【典例2】(2012·上海单科，17)图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A．红色B．黄色C．绿色D．紫色解析在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。答案B1．实验中的注意事项及操作目的归纳过程注意事项操作目的提取色素1取新鲜绿色的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2．在滤纸纸条一端剪去两角的目的 防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。3．叶绿体色素提取分离实验异常现象分析 (1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 ③一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提取色素)。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 (2)滤纸条色素带重叠 滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(3)滤纸条看不到色素带①忘记画滤液细线。②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。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。忘记加碳酸钙致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”名师点睛(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。

[跟进题组]1．(2014·湖南衡阳六校联考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()A．①②③④ B．②④①③

C．④②③① D．③②①④甲乙丙丁丙酮－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－解析由表可知，甲同学加的溶剂为水，