高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案.docx

高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案.docx

《高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案

【2019最新】精选高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案

[考纲明细]　1.光合作用的基本过程（Ⅱ）　2.实验：

叶绿体色素的提取和分离

板块一　知识·自主梳理

一、捕获光能的色素及叶绿体的结构

1．绿叶中色素的提取和分离

（1）实验原理

试剂

原理

提取

无水乙醇

绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水

分离

层析液

各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢

（2）实验步骤

（3）实验操作及目的

（4）分离结果

结果分析：

①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。

色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。

③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。

④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。

2．叶绿体的结构和功能

（1）叶绿体的结构示意图

双层膜

③基质：

含有与暗反应有关的酶。

④基粒：

由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶。

（2）功能：

进行光合作用的场所。

二、光合作用的探究历程（连线）

答案　①—A—b　②—C—a　③—E—f　④—D—c　⑤—F—e　⑥—B—d　⑦—G—g

三、光合作用

1．光合作用的概念：

绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

2．光合作用的过程

3．光合作用的总反应式

CO2＋H2O（CH2O）＋O2。

（1）光合作用过程中O元素的转移途径：

HO18O2，

C18O2C3（CHO）＋HO。

（2）光合作用过程中C元素的转移途径：

14CO214C3（14CH2O）。

（3）H的转移途径：

H2O→[H]→（CH2O）＋H2O。

四、化能合成作用

1．化能合成作用的概念：

自然界中还有一些微生物利用某些无机物氧化过程释放的化学能作能量，将CO2和水还原成有机物和氧气，此过程称为化能合成作用，此类生物属化能自养型生物。

2．化能合成作用与光合作用的比较

项目

光合作用

化能合成作用

原料

CO2和H2O等无机物

产物

糖类等有机物

条件

光、色素、酶

酶

能量来源

光能

某些无机物氧化时释放的能量

生物种类

绿色植物、蓝藻等

硝化细菌、硫细菌等

◆　深入思考

1．为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？

提示　无色透明大棚能透过可见光中的各种色光，有色大棚主要透过可见光中的同色光，其他可见光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。

2．夏季连续阴天，提高大棚中作物产量应采取哪些措施？

提示　①增加光强、②增加CO2浓度、③夜晚适当降低温度。

◆　自查诊断

1．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。

（　　）

答案　×

2．离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH[H]和CO2后，可完成暗反应。

（　　）

答案　√

3．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。

（　　）

答案　√

4．光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中。

（　　）

答案　×

5．CO2是光合作用暗反应的原料，因此CO2浓度越大，光合速率越高。

（　　）

答案　×

6．光合作用的色素和酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中。

（　　）

答案　×

板块二　考点·题型突破

实验七

绿叶中色素的提取和分离

[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10mL提取液，研磨时一次性加入10mL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]　应该在研磨叶片前加入碳酸钙，A错误；即使菜叶剪碎不够充分，叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素，B正确；研磨时分次加入10mL的乙醇，效果较好，C错误；层析完毕后，叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失，D错误。

[答案]　B

题型一　考查色素提取和分离过程与结果

1．[2017·泰安二模]下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述错误的是（　　）

A．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同

B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色

C．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域

D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大

答案　C

解析　纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快，A正确；光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素：

胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），避光生长的韭黄只含有两种色素：

胡萝卜素、叶黄素，B正确；叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C错误；研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大，D正确。

2．甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。

下列分析错误的是（　　）

A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液

B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多

C．丙可能是正确操作得到的理想结果

D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3

答案　C

解析　叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D正确。

技法提升

　绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析

（1）滤纸条上色素带颜色均较浅：

①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入无水乙醇的量过多；③实验材料中色素含量较少。

（2）滤纸条上下面两条色素带较浅：

①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②实验材料（如泛黄的叶片）中叶绿素的含量较少。

（3）滤纸条上色素带重叠：

①滤液细线不直；②滤液细线过粗。

（4）滤纸条上看不见色素带：

①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。

题型二　影响叶绿素合成和含量的因素

3．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。

依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。

实验所需主要用具、试剂：

烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。

实验材料：

正常生长的黄瓜幼苗。

实验假设：

____________________________________________。

实验步骤：

第一步：

取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、__________________________的黄瓜幼苗。

第二步：

A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。

第三步：

分别从A、B两组中选取________，用________提取叶片色素，用________法分离色素，观察比较______________________

__________________________________________________________。

实验结果预测：

（1）A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。

（2）____________________________________________________

__________________________________________________________。

答案　实验假设：

缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿

实验步骤：

第一步：

同一品种且长势相近、苗龄相同

第二步：

仅缺磷的完全培养液

第三步：

等量叶片　无水乙醇　纸层析　A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅

实验结果预测：

（2）A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深（或B组缺少类胡萝卜素色素带），说明缺磷导致的叶色暗绿是由于类胡萝卜素缺乏所致

解析　根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：

缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。

利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。

等到完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。

技法提升

　影响叶绿素合成的三大因素

考点1

捕获光能的色素和结构与光合作用的探究历程

[2017·全国卷Ⅲ]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（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是（　　）

A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．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

C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

[解析]　类胡萝卜素不吸收红光，A错误；光合色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，B正确；光合作用的作用光谱既可用O2的释放速率随光波长的变化来表示，也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶片在640～660nm波长光下只有叶绿素能吸收光能，进行光合作用，释放O2，D正确。

[答案]　A

题型一　光合色素吸收光能的分析

1．[2017·郑州模拟]将A、B、C、D四盆长势均匀的植物置于阳光下，A添加品红色（红光和蓝光）光照，B添加绿色光照，C隔品红色滤光片，D隔绿色滤光片（如图所示）。

经过一段时间后，各盆植物中长势最好的是（　　）

答案　A

解析　在同一阳光照射的条件下，添加品红色光，比单独在阳光下的光合作用有所增强，所以长势较旺；添加绿色光，叶绿体对绿色光的吸收很少，即此时植物的光合作用强度等同于单独在阳光下；添加了品红色滤光片，这种滤光片只能让品红色光通过，其余光很少或不能通过，光合作用相对较弱；添加绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，色素几乎不吸收绿光，所以植物几乎不进行光合作用，因而长势较差。

结合以上分析，长势从好到差的顺序依次是A>B>C>D，A正确。

2．[2018·浙江大学附中模拟]如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。

据图判断，以下说法错误的是（　　）

A．据图分析，在研究叶绿素的过程中，为减少类胡萝卜素的干扰，最好选用红光区

B．进入到秋季，植物对420～470nm波长的光的利用量减少

C．用450nm左右波长的光比600nm左右波长的光更有利于提高光合作用强度

D．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量增加

答案　D

解析　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素既可以吸收红光