高考生物大一輪復(fù)習(xí)精講課件：必修1第3單元光合作用與細(xì)胞呼吸-10光合作用的探究歷程與基本過(guò)程

基礎(chǔ)課時(shí)案10光合作用的探究歷程與基本過(guò)程2016備考·最新考綱 1．光合作用的基本過(guò)程(Ⅱ)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1．葉綠體(1)結(jié)構(gòu)示意圖[動(dòng)漫演示更形象見(jiàn)課件光盤]雙層膜

基質(zhì)

暗反應(yīng)

基粒

色素

光反應(yīng)

光合作用

葉綠體

2．葉綠體中色素的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)分離結(jié)果深度思考1．如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。則①②③分別表示哪類色素的吸光狀況？提示圖示①代表的色素主要吸收藍(lán)紫光，而②③主要吸收紅光和藍(lán)紫光，則①為類胡蘿卜素，②為葉綠素b，③為葉綠素a。2.如圖是恩格爾曼實(shí)驗(yàn)裝置改裝示意圖，光線先通過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時(shí)間后，水綿周圍好氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化，請(qǐng)分析其原因。提示三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故透過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射到水綿上的光，沒(méi)有紅光和藍(lán)紫光，使水綿不同部分的光合作用變化不大，產(chǎn)生氧氣的量大致相同，因此水綿周圍好氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化。二、光合作用的探究歷程連一連

答案①—A—b②—C—a③—E—e④—D—c⑤—B—d深度思考 英格豪斯認(rèn)為普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在光下才能成功，則只要有光照，植物一定能更新空氣，對(duì)嗎？

提示不對(duì)，植物更新空氣的前提是光合速率大于呼吸速率，即凈光合＞0，倘若光照強(qiáng)度不夠充分(在光補(bǔ)償點(diǎn)以下)，則植物不但不能更新空氣，反而會(huì)使空氣變得更混濁。三、光合作用的過(guò)程1．完善光合作用過(guò)程2．寫出光合作用的總反應(yīng)式并標(biāo)出各元素的來(lái)源和去向深度思考 (1)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化成的活躍化學(xué)能僅貯存于ATP中嗎？ (2)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]與細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是否為同一類物質(zhì)？ (3)暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了哪些物質(zhì)？提示(1)不是，除ATP外，還貯存于[H]中。(2)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]為NADPH(還原型輔酶Ⅱ)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]為NADH(還原型輔酶Ⅰ)。(3)ADP、Pi等。3．判斷下面結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“×”) (1)在誘導(dǎo)菊花莖段形成幼苗的過(guò)程中不會(huì)同時(shí)發(fā)生光能的吸收與轉(zhuǎn)化(2013·四川高考)() (2)在95%乙醇中加入無(wú)水Na2CO3后可提高色素的溶解度(2013·重慶高考)() (3)利用紙層析法可分離4種葉綠體色素阿 (2012·海南高考)() (4)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)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)破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生 (2011·浙江高考)()

答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×光合作用的過(guò)程一、二、三、四考點(diǎn)一光合作用的探究歷程[典例引領(lǐng)]【典例1】(2013·海南高考)某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時(shí)間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是()A．a(chǎn)、b和d B．a(chǎn)、c和eC．c、d和e D．b、c和e解析綠色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘變藍(lán)。a側(cè)黃白色，沒(méi)有葉綠素，特別是沒(méi)有葉綠素a，不能進(jìn)行光合作用，b側(cè)有葉綠體和光，能進(jìn)行光合作用，c、e遮光，不能進(jìn)行光合作用，d側(cè)有葉綠素和光，能進(jìn)行光合作用。答案B思維發(fā)散圖中哪兩處對(duì)照可證明光合作用需要光？哪兩處對(duì)照可證明光合作用必須有葉綠體？提示(1)圖中d(b)與e對(duì)照，其單一變量為有無(wú)光照，結(jié)果d(b)部位經(jīng)碘液檢測(cè)顯示藍(lán)色，e部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉必須有“光”。(2)圖中a與d(或b)對(duì)照，其單一變量為葉綠體有無(wú)，結(jié)果d(b)部位經(jīng)碘液檢測(cè)顯示藍(lán)色，a部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉，必須有“葉綠體”。【典例2】在光合作用的探究歷程中，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，曾提出了植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說(shuō)。以下科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明這一假說(shuō)的是() A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實(shí)驗(yàn) B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍(lán)紫光的實(shí)驗(yàn) C．薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn) D．魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于水的實(shí)驗(yàn)解析薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用產(chǎn)物除氧氣外還可以產(chǎn)生淀粉，即光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在淀粉等有機(jī)物中的化學(xué)能，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明“植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化”的假說(shuō)。答案C高考?？嫉?個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析(1)普利斯特利實(shí)驗(yàn)：缺乏對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)。應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于含同一種但卻死亡的植物的玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。(2)普利斯特利沒(méi)有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用。(3)薩克斯實(shí)驗(yàn)：①對(duì)照類型為自身對(duì)照，自變量為光的有無(wú)，因變量為顏色變化(有無(wú)淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。②該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。[跟進(jìn)題組]1．科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣和光照條件下一段時(shí)間，然后用極細(xì)的光束照射水綿不同部位，觀測(cè)到一些部位有好氧細(xì)菌積聚，另一些部位沒(méi)有積聚(如圖所示)，由此得出的結(jié)論是()A．光合作用產(chǎn)生淀粉，場(chǎng)所是葉綠體B．光合作用產(chǎn)生氧氣，場(chǎng)所是葉綠體C．光合作用產(chǎn)生淀粉，需要水和光照D．光合作用產(chǎn)生氧氣，需要二氧化碳解析恩格爾曼選用水綿和好氧細(xì)菌作實(shí)驗(yàn)材料的好處：水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究；利用好氧細(xì)菌的代謝特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。綜上分析，本題答案為B。答案B2．1880年美國(guó)生物學(xué)家恩格爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路的是()A．細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不一樣，細(xì)菌聚集多的地方，細(xì)菌光合作用強(qiáng)B．好氧細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強(qiáng)C．好氧細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機(jī)物多，水綿光合作用強(qiáng)D．好氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用解析好氧菌向O2濃度高的地方集結(jié)，據(jù)此可推斷光合作用的放氧部位和光合強(qiáng)度。答案B考點(diǎn)二光合作用的過(guò)程[典例引領(lǐng)]【典例1】

如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段，下列各項(xiàng)敘述正確的是()A．該反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體B．三碳化合物生成C6H12O6需要[H]、ATP和多種酶的參與C．提高溫度一定能促進(jìn)C6H12O6的生成D．在無(wú)光條件下，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行解析圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，故A錯(cuò)誤；三碳化合物生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過(guò)[H]的還原進(jìn)行，故B正確；若該生理過(guò)程已在最適溫度條件下進(jìn)行，提高溫度反而會(huì)降低酶的活性，會(huì)使反應(yīng)減慢，故C錯(cuò)誤；在無(wú)光條件下，暗反應(yīng)會(huì)因[H]和ATP的缺乏受到限制，故D錯(cuò)誤。答案B【典例2】(2014·廣東理綜，26)觀測(cè)不同光照條件下生長(zhǎng)的柑橘，結(jié)果見(jiàn)下表。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：注：括號(hào)內(nèi)的百分?jǐn)?shù)以強(qiáng)光照的數(shù)據(jù)作為參照(1)CO2以________方式進(jìn)入葉綠體后，與________結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的________。(2)在弱光下，柑橘通過(guò)________和________來(lái)吸收更多的光能，以適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)與弱光下相比，強(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)________，單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量__________。對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀察葉色、葉面積和凈光合速率，這三個(gè)指標(biāo)中，最先發(fā)生改變的是________，最后發(fā)生改變的是________。(1)比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)(2)比較光合作用與有氧呼吸能量變化光合作用有氧呼吸光能→化學(xué)能(儲(chǔ)能)化學(xué)能→ATP、熱能(放能)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物、釋放能量，供細(xì)胞利用場(chǎng)所葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體條件只在光下進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行聯(lián)系[跟進(jìn)題組]1．(2014·山西大學(xué)附中一模)下列關(guān)于光合作用的描述中，正確的是() A．黑暗條件下葉肉細(xì)胞內(nèi)無(wú)ATP產(chǎn)生 B．葉綠體的類囊體薄膜上含有自身光合作用所需的各種色素 C．光照下葉綠體中的ATP主要是有氧呼吸產(chǎn)生的 D．光合作用強(qiáng)烈時(shí)，暗反應(yīng)過(guò)程可直接將3個(gè)CO2分子合成一個(gè)三碳化合物解析黑暗條件下葉肉細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用，可以產(chǎn)生ATP；與光合作用有關(guān)的各種色素分布在葉綠體類囊體薄膜上；光照下葉綠體中的ATP是由光反應(yīng)產(chǎn)生的；暗反應(yīng)中一分子CO2與一分子C5結(jié)合，形成兩分子C3。答案B2．(2014·河北唐山檢測(cè))如圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說(shuō)法正確的是()A．①是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段C．③是三碳化合物，能被氧化為(CH2O)D．④是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成考點(diǎn)三葉綠體中色素的提取和分離[典例引領(lǐng)]【典例1】

(2013·江蘇單科，5)關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是() A．使用定性濾紙過(guò)濾研磨液 B．將干燥處理過(guò)的定性濾紙條用于層析 C．在劃出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)劃線2～3次 D．研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素解析本題考查葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用單層尼龍布過(guò)濾研磨液；在濾紙條上劃出一條濾液細(xì)線后，待干燥后再重復(fù)劃線2～3次；研磨葉片時(shí)，用無(wú)水乙醇或95%的乙醇溶解色素。答案B【典例2】(2012·上海單科，17)圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為()A．紅色B．黃色C．綠色D．紫色解析在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，濾紙條上的四條色素帶距點(diǎn)樣處的距離由近及遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片應(yīng)呈黃色。B選項(xiàng)正確。答案B1．實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作目的歸納過(guò)程注意事項(xiàng)操作目的提取色素1取新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高2研磨時(shí)加無(wú)水乙醇溶解色素3加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護(hù)色素4迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素5盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素1濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散2濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻使分離出的色素帶平整不重疊3濾液細(xì)線干燥后再畫(huà)一兩次使分離出的色素帶清晰分明4濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中2．在濾紙紙條一端剪去兩角的目的 防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過(guò)快而形成弧形色素帶。3．葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊 濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液。(3)濾紙條看不到色素帶①忘記畫(huà)濾液細(xì)線。②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶。忘記加碳酸鈣致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”名師點(diǎn)睛(1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少；(2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度的大?。?3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。

[跟進(jìn)題組]1．(2014·湖南衡陽(yáng)六校聯(lián)考)在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()A．①②③④ B．②④①③

C．④②③① D．③②①④甲乙丙丁丙酮－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－解析由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，