高三生物一轮总复习专题62能量之源光与光合作用附答案和解释.docx

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高三生物一轮总复习专题62能量之源光与光合作用附答案和解释

2018年高三生物一轮总复习专题6.2能量之源——光与光合作用（附答案和解释）

【学案导航】---明方向！

【课程学习目标】

1.概述色素提取和分离实验的原理。

2.说出叶绿体中色素的种类和作用。

3.说出叶绿体的结构和功能。

第一层级：

预学区.不看不讲

【知识体系梳理】

一、捕获光能的色素

1.活细胞所需的能量最终来自①。

2.叶绿体中色素的种类、颜色和功能

种类色素颜色主要功能

叶绿素叶绿素a③⑤

②④

类胡萝卜素胡萝卜素⑦⑨

⑥⑧

3.利用绿叶中的色素能够溶解在⑩中的特性,可以利用提取绿叶中的色素;利用几种色素在层析液中不同,在滤纸上的的不同,可以将色素分离。

二、叶绿体的结构

1.叶绿体的外表有,内部有许多基粒,基粒与基粒之间充满了。

每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。

这些囊状结构称为,吸收光能的四种色素,就分布在上。

2.叶绿体是进行的场所。

它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的。

3.1880年,美国科学家恩格尔曼的实验可以得出的结论是:

。

该实验的巧妙之处是合理地设置了,使实验结果富有说服力。

【基础学习交流】

1.蓝藻和绿色植物都可以进行光合作用,他们进行光合作用的场所分别是什么?

2.叶绿体中的色素是光合色素,有哪些种类?

它们有什么作用?

3.叶绿素的合成与什么因素有关?

试列举两例说明。

含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是什么?

4.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,如果色素提取液呈淡绿色,可能的原因都有哪些?

第二层级：

导学区.不议不讲

【重点难点探究】

知识点一:

了解叶绿体中的色素

1.植物细胞中含有色素的结构是什么?

叶绿体中的色素有哪些种类?

2.叶绿体中的色素有哪些理化性质?

3.叶绿体中四种色素的颜色分别是怎样的?

为什么植物的叶片细胞通常呈现绿色?

4.在我国的温带地区,到了秋天,许多树叶为什么会变黄或变红?

5.叶绿体中色素几乎不吸收绿光,夜晚城市中的绿光灯照射到行道树上是为了促进植物的光合作用吗?

其主要目的是什么?

知识点二:

绿叶中色素的提取和分离实验解读

1.请完成下表中的实验流程。

绿叶中色素的提取和分离

步骤方法原因

提取绿叶中的色素

（1）加入二氧化硅:

①;

（2）加入碳酸钙:

②;

（3）加入乙醇:

③。

将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。

将滤液收集到试管中,并用棉塞塞紧试管口

（1）单层尼龙布:

④;

（2）试管口塞紧:

⑤。

制备滤纸条

（1）干燥滤纸:

⑥;

（2）剪去两角:

⑦。

画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔细线画出一条细而直的滤液细线,吹干后再重复画1～2次

（1）画得细而直:

⑧;

（2）画2～3次:

⑨。

分离绿叶中的色素

（1）层析液用于⑩;

（2）层析液不能没及滤液细线,以防止;

（3）覆盖烧杯是为了。

2.请将下表内容补充完整。

色素种类位置色素颜色色素含量溶解度扩散速度

橙黄色最快

黄色较快

蓝绿色较慢

黄绿色最慢

3.提取叶绿体中色素时,为什么要迅速、充分研磨?

【思维拓展应用】

例1右图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,则判定A和B分别为（）。

A.叶绿素、类胡萝卜素

B.类胡萝卜素、叶绿素

C.叶黄素、叶绿素a

D.叶绿素a、叶绿素b

例2右图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带,若将其置于暗室中,并用红光照射,色素带呈暗色的是（）。

A.①②

B.②③

C.③④

D.②④

第三层级：

固学区.不练不讲

【基础智能检测】

1.下列关于叶绿素的叙述,错误的是（）。

A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用

C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

2.科学家用水绵进行光合作用的实验,把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中,用通过三棱镜的单色光照射水绵,结果是（）。

A.细菌均匀分布在水绵周围

B.细菌均匀分布在水绵带状叶绿体的周围

C.细菌集中分布在红光和蓝紫光区照射的水绵周围

D.细菌集中分布在黄绿光区照射的水绵周围

3.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下列有关叶绿体的叙述正确的是（）。

A.叶绿体中的色素都分布在类囊状结构的膜上

B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上

C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中

D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上

4.某同学在做色素分离实验时,发现滤纸条的色素带有重叠现象,其原因可能是（）。

A.滤液过少

B.层析液没及滤液细线

C.层析液过少

D.滤纸条没经干燥处理

【全新视角拓展】

5.若分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种颜色的溶液,即:

深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。

则:

处理ABC

SiO2（少量）+++

CaCO3（少量）-++

95%乙醇（10mL）+-+

蒸馏水（10mL）-+-

（1）A处理得到的溶液颜色是,原因是。

（2）B处理得到的溶液颜色是,原因是。

（3）C处理得到的溶液颜色是,原因是。

（4）若色素层析结果如右图,则绿叶组的滤纸条是（填字母）,判断依据;嫩黄叶组的滤纸条是（填字母）,判断依据。

学*

第四层级：

思学区.不思不复

【思维导图构建】

【答案】

【知识体系梳理】

①太阳能②叶绿素b③蓝绿色④黄绿色⑤吸收蓝紫光和红光⑥叶黄素⑦橙黄色⑧黄色⑨吸收蓝紫光⑩有机溶剂无水乙醇溶解度扩散速度双层膜基质类囊体类囊体的薄膜光合作用酶叶绿体是进行光合作用的场所光合作用可以释放出氧气对照实验

【基础学习交流】

1.蓝藻进行光合作用的场所是细胞质中的光合片层,绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体。

2.光合色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,具有吸收、传递和转化光能的作用。

3.叶绿素的合成与Mg2+和光照等因素有关,Mg2+是合成叶绿素的必不可少的原料,没有光照不能合成叶绿素。

含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素。

4.①研磨不充分,色素未能充分提取出来;②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多,色素浓度小;③未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏。

【重点难点探究】

知识点一:

了解叶绿体中的色素

1.液泡和叶绿体中都存在色素。

叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种,其中前两种色素又称叶绿素,后两种色素又称类胡萝卜素。

2.四种色素都不溶于水,而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中;叶绿素相对不稳定,其合成易受光照、温度和Mg2+的影响。

3.叶绿素a蓝绿色,叶绿素b黄绿色,胡萝卜素橙黄色,叶黄素黄色。

因为叶绿体中主色为绿色的叶绿素的含量（约占3/4）比主色为黄色的类胡萝卜素含量（约占1/4）多,所以植物的叶片细胞通常呈现绿色。

4.叶片是绿色的原因有两个:

一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍;二是色素不吸收的绿光被反射回来。

秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏,呈现出类胡萝卜素的颜色,变红则是液泡中花青素的颜色。

5.不是。

主要目的是营造城市绿色的氛围。

知识点二:

绿叶中色素的提取和分离实验解读

1.①有助于研磨得充分②防止研磨中色素被破坏③为了溶解、提取色素④过滤叶脉及二氧化硅等⑤防止乙醇挥发⑥透性好、吸收滤液多⑦使层析液同步到达滤液细线⑧为防止色素带重叠而影响分离效果⑨是为积累更多的色素,使分离后的色素带明显⑩分离绿叶中的色素色素溶解于层析液中而无法分离防止层析液中的成分挥发

2.

色素种类位置色素颜色色素含量溶解度扩散速度

胡萝卜素橙黄色最少最高最快

叶黄素黄色较少较高较快

叶绿素a蓝绿色最多较低较慢

叶绿素b黄绿色较多最低最慢

3.充分是为了研碎细胞保证色素溶出;迅速是为了减少无水乙醇挥发,乙醇挥发性较强,塞紧盛有色素滤液的试管口也是因为挥发性。

思维拓展应用

例1A

【解析】根据曲线分析可知,A主要吸收红光和蓝紫光,B主要吸收蓝紫光,因此A为叶绿素,B为类胡萝卜素。

例2C

【基础智能检测】

1.D2.C3.A4.D

【全新视角拓展】

5.

（1）黄绿色部分叶绿素受到破坏

（2）几乎无色叶绿素不溶于水（3）深绿色大量叶绿素溶于乙醇中（4）A叶绿素a带和叶绿素b带较宽B叶绿素a带和叶绿素b带较窄

【解析】解答此题的关键是要知道SiO2、CaCO3和95%乙醇在色素提取中的作用,以及缺少后可能出现的现象,再将三个研钵中可能出现的颜色与题干信息提供的三种颜色对应。

色素提取中,SiO2可使绿叶研磨充分,CaCO3可保护叶绿素等色素免受破坏,95%乙醇用于溶解色素,色素不溶于蒸馏水。

【思维导图构建】

①叶绿素②叶绿素a③类胡萝卜素④胡萝卜素⑤纸层析⑥叶绿体

【典例指津】---授技法！

热点题型一捕获光能的色素

例1、如图表示叶绿体色素吸收光能的情况，根据此图并结合所学知识，判断以下说法中正确的是（）

①少数特殊状态下的叶绿素a对420nm、670nm光的转换率较高②在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度③据图可知，用白光中450nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度④土壤中缺乏镁时，420nm～470nm左右波长的光的利用量显著减少⑤由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少

A．①④⑤B．①③④⑤

C．②③④⑤D．①②④⑤

【答案】A

【提分秘籍】影响叶绿素合成的因素

（1）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。

（2）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。

低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。

（3）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。

另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。

【举一反三】

1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。

他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况（如图所示），他得出光合作用强度在红光区和蓝光区最强。

这个实验的思路是（）

A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强

B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强

C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强

D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用

【答案】B

【方法技巧】恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证的四妙之处

（1）实验材料选得妙：

用水绵作为实验材料。

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。

（2）排除干扰的方法妙：

实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。

（3）观测指标设计得妙：

通过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的部位。

（4）实验对照设计得妙：

进行局部光照和完全曝光的对照实验，从而说明实验结果不同是由光照条件不同引起的。

热点题型二绿叶中色素的提取和分离

例2、在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验中，为了有助于研磨得充分，应向研钵中加入少许（）

A．无水乙醇B．丙酮C．二氧化硅D．碳酸钙

【答案】C

【解析】叶绿体中的色素能溶解