2019版高考生物一轮复习第四单元细胞的能量供应与利用第8讲光能的捕获和利用课件中图版.pdf
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1、第第8讲 光能的捕获和利用讲 光能的捕获和利用 最新考纲最新考纲 光合作用的基本过程 光合作用的基本过程()。2.实验:叶绿体色素的提取和分离。实验:叶绿体色素的提取和分离。 1.实验原理实验原理 考点一 实验:叶绿体中色素的提取和分离考点一 实验:叶绿体中色素的提取和分离(5年年4考考) 有机溶剂无水乙醇有机溶剂无水乙醇 无水乙醇无水乙醇 溶解度溶解度溶解度高溶解度高 层析液层析液 2.实验流程实验流程 无水乙醇无水乙醇 溶解色素溶解色素 胡萝卜素胡萝卜素 橙黄色橙黄色最高最高 叶黄素叶黄素 黄色黄色 叶绿素叶绿素a 蓝绿色蓝绿色 最多最多 叶绿素叶绿素b黄绿色黄绿色最低最低 1.(2013
2、海南卷,海南卷,8)关于叶绿素提取的叙述,错误的是关于叶绿素提取的叙述,错误的是( ) A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B.加入少许加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏能避免叶绿素被破坏 C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析 解析 解析 菠菜绿叶富含叶绿素,可用作提取叶绿素的材料,菠菜绿叶富含叶绿素,可用作提取叶绿素的材料,A正确;加入碳酸钙正确;加入碳酸钙 可避免研磨过程中
3、液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏,可避免研磨过程中液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏,B正确;用乙醇提正确;用乙醇提 取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素、叶绿素b,C错误;研磨错误;研磨 加石英砂的目的是为了研磨更充分,加石英砂的目的是为了研磨更充分,D正确。正确。 答案 答案 C 2.(2017河北冀州中学第二次段考,河北冀州中学第二次段考,41)如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。 下列叙述错误的是下列叙述错误的是( ) A.提取色素时,要加入提取色素时,要加入SiO2和和Ca
4、CO3进行充分研磨进行充分研磨 B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 C.实验结果实验结果可说明叶绿素合成需要光照可说明叶绿素合成需要光照 D.实验结果实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多 解析 解析 提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分,而加入碳酸钙是为了防止色素被破提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分,而加入碳酸钙是为了防止色素被破 坏,坏,A正确;色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同,正确;色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度
5、不同,B错误;错误; 实验结果实验结果色素带不同,可说明叶绿素合成需要光照,色素带不同,可说明叶绿素合成需要光照,C正确;实验结果正确;实验结果表明韭菜表明韭菜 中提取的色素吸收光的种类更多,中提取的色素吸收光的种类更多,D正确。正确。 答案 答案 B 叶绿体中色素提取分离异常现象分析叶绿体中色素提取分离异常现象分析 收集到的滤液绿色过浅收集到的滤液绿色过浅 原因原因 未加石英砂未加石英砂(二氧化硅二氧化硅),研磨不充分,研磨不充分 使用放置数天的菠菜叶,滤液色素使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素叶绿素)太少太少 一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正
6、确做法:分次加入少量无水乙醇正确做法:分次加入少量无水乙醇) 未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏 滤纸条色素带重叠滤纸条色素带重叠 原因原因滤液细线不直;滤液细线不直;滤液细线过粗滤液细线过粗 滤纸条无色素带滤纸条无色素带 原因原因 忘记画滤液细线忘记画滤液细线 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 1.叶绿体色素的种类和功能叶绿体色素的种类和功能 考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用的早期研究考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用的早期研究 色素种色素种 类及类及 特点特点 叶
7、绿素叶绿素 (约占约占3/4) 叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色) 主要吸收红光和蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素叶绿素b(黄绿色黄绿色) 类胡萝卜素类胡萝卜素 (约占约占1/4) 胡萝卜素胡萝卜素(橙黄色橙黄色) 主要吸收蓝紫光,且有保护主要吸收蓝紫光,且有保护 叶绿素的作用叶绿素的作用叶黄素叶黄素(黄色黄色) 功能功能吸收、传递吸收、传递(四种色素四种色素)和转换光能和转换光能(只有少量叶绿素只有少量叶绿素a) 吸收光吸收光 谱图示谱图示 及说明及说明 图示说明:图示说明: 阳光经三棱镜折射后形成不同波长和颜色的光阳光经三棱镜折射后形成不同波长和颜色的光 折射光透过色素滤液时部分光被吸收折射
8、光透过色素滤液时部分光被吸收 色素对红光和蓝紫光吸收较多,使两光区呈现暗带色素对红光和蓝紫光吸收较多,使两光区呈现暗带 2.叶绿体的结构与功能叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图结构模式图 光反应光反应暗反应暗反应 外膜外膜内膜内膜 叶绿体基质叶绿体基质暗反应暗反应 类囊体膜类囊体膜 色素色素光反应光反应 光合作用光合作用 叶绿体叶绿体 3.光合作用的探究历程光合作用的探究历程(连线连线) 答案答案 Ab Ca Dc Ee Bd Ff (经典实验分析经典实验分析)下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,请分析:下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,请分析: (1)
9、恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处?恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处? 提示提示 选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可 选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可 以确定释放氧气的部位。以确定释放氧气的部位。 (2)两实验如何设计对照实验?两实验如何设计对照实验? 提示提示 恩吉尔曼的实验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的 恩吉尔曼的实验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的 实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。 1.(
10、2017全国卷全国卷,3)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 反应反应(如如O2的释放的释放)来绘制的。下列叙述错误的是来绘制的。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的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在叶片在640660
11、nm波长光下释放波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的是由叶绿素参与光合作用引起的 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 解析 解析 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP 的合成,的合成,A错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,其吸收光谱可通过测量其对不同波错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,其吸收光谱可通过测量其对不同波 长光的吸收值来绘制,长光的吸收值来绘制,B正确;正确;CO2的吸收速率和的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可的释放速率随光波长的变化均可 表示光合作用的作用光谱,表
12、示光合作用的作用光谱,C正确;根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知,叶片正确;根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知,叶片 在在640660 nm波长光下释放波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。正确。 答案 答案 A 2.2017江淮十校联考江淮十校联考(三三)下图表示光合作用时下图表示光合作用时ATP形成的图解,图中形成的图解,图中b6f复合体能将复合体能将 叶绿体基质中的质子叶绿体基质中的质子(H )转移到类囊体腔内,该过程需要依赖水光解时产生的电子 转移到类囊体腔内,该过程需要依赖水光解时产生的电子 (e )的推动,下列有关分析错误的是 的推
13、动,下列有关分析错误的是( ) A.图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上 B.质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散 C.光合作用中光合作用中ATP的合成会降低类囊体内外的质子浓度差的合成会降低类囊体内外的质子浓度差 D.物质物质X既具有催化功能又具有运输功能既具有催化功能又具有运输功能 解析 解析 由题干信息可知,质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输需要由题干信息可知,质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输需要“依赖水光依赖水光 解时产生的电子解时产生的电子(e )的推动 的推动”,说明推动质
14、子进入类囊体腔内的动力不是浓度差,而,说明推动质子进入类囊体腔内的动力不是浓度差,而 是能量是能量(这个能量不一定是这个能量不一定是ATP水解释放的能量,也可能是电能或其他能量水解释放的能量,也可能是电能或其他能量),同时需,同时需 要载体要载体(b6f复合体复合体),应为主动运输,应为主动运输,B错误。错误。 答案 答案 B 影响叶绿素合成的三大因素影响叶绿素合成的三大因素 (2018湖北鄂西部分优质高中联考,湖北鄂西部分优质高中联考,5)以下关于叶绿体和光合作用的几个实验,得不以下关于叶绿体和光合作用的几个实验,得不 到相应实验结果的是到相应实验结果的是( ) A.将叶绿素的无水乙醇提取液
15、置于适宜光源处照射将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h,加碘液处理后溶液呈蓝色,加碘液处理后溶液呈蓝色 B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并 加碘液处理叶片,变成蓝色加碘液处理叶片,变成蓝色 C.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察, 连续光谱中变暗连续光谱中变暗(暗带暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域的区域主要是红光和蓝紫光区域 D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于
16、含有充足将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,的密闭透明的照光小室内,3小小 时后在叶内淀粉中可检验到时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在的存在 光合作用的早期研究光合作用的早期研究 解析 解析 叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素,不能完成光反应,也不能产生淀粉,叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素,不能完成光反应,也不能产生淀粉, A错误;光合作用产生淀粉,观察时需对叶片进行脱色处理,错误;光合作用产生淀粉,观察时需对叶片进行脱色处理,B正确;叶绿体中色素正确;叶绿体中色素 主要吸收红光和蓝紫光,导致连续光谱相应区域变暗,主要吸收红光和蓝紫光,导致连续光谱相
17、应区域变暗,C正确;正确;CO2是光合作用的原是光合作用的原 料,料,14CO2中的中的14C元素可转移到淀粉中,故产物中可检测到元素可转移到淀粉中,故产物中可检测到14C,D正确。正确。 答案 答案 A 恩吉尔曼实验方法的巧妙之处恩吉尔曼实验方法的巧妙之处 (1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察; 用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 (2)巧妙排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。巧妙排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干
18、扰。 (3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部 位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 【即学即练】【即学即练】 (2017辽宁沈阳检测辽宁沈阳检测)1941年,鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中年,鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来的来 源。源。 (1)鲁宾和卡门用鲁宾和卡门用 和普通的和普通的CO2进行小球藻光合作用实验,见进行小球藻光合作用实验,见A图。实验结果,放出图。实验
19、结果,放出 的的 O 2 ( 填填 “ 具 有具 有 ” 或或 “ 不 具 有不 具 有 ” ) 放 射 性 。放 射 性 。 A 实 验 的 结 论 是实 验 的 结 论 是 _。 (2)鲁宾和卡门用鲁宾和卡门用C18O2和普通的和普通的H2O进行光合作用,见进行光合作用,见B图实验结果,产生的图实验结果,产生的O2 _ (填填“具有具有”或或“不具有不具有”)放射性。仅放射性。仅B实验的结论是什么?实验的结论是什么? _。 (3)综合实验综合实验A、B,结论是,结论是_。 答案答案 (1)具有 光合作用释放的具有 光合作用释放的O2的氧来源于的氧来源于H2O中的氧中的氧 (2)不具有 光合
20、作用释放的不具有 光合作用释放的O2的氧,不来源于的氧,不来源于CO2中的氧中的氧 (3)光合作用释放的光合作用释放的O2的氧,来源于的氧,来源于H2O中的氧,不来源于中的氧,不来源于CO2中的氧中的氧 1.光合作用的过程光合作用的过程 考点三 光合作用的过程考点三 光合作用的过程(5年年12考考) 光、色素、酶光、色素、酶 叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜 ATP中活跃中活跃 的化学能的化学能 酶酶 叶绿体基质叶绿体基质 C3 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能 2.光反应与暗反应的关系光反应与暗反应的关系 (1)光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H、ATP,暗反应为光反应提供,暗反
21、应为光反应提供ADP和和Pi。没有光反应,。没有光反应, 暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。 (2)光合作用反应式及元素去向分析:光合作用反应式及元素去向分析: 巧学助记巧学助记 光合作用过程的 光合作用过程的“一、二、三、四一、二、三、四” 3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响环境骤变对光合作用中间产物含量的影响 (1)“过程法过程法”分析分析C3和和C5的含量变化的含量变化 当外界条件改变时,光合作用中当外界条件改变时,光合作用中C3、C5及及ATP和和ADP含量变化可以采用如图分析:含量变化可以采用如图分析: .停止光照时:光停,
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