2020版高考生物总复习 第10讲 光合作用课件 新人教版

第10讲光合作用【考纲解读】最新考纲细解考点核心素养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1.说出叶绿体中色素的种类和作用2.说出叶绿体色素的提取和分离的原理及方法3.说明叶绿体的结构与功能相适应4.说出光合作用的光反应和暗反应的过程5.说明环境条件变化对光合作用过程中各种物质含量的影响6.说明光照强度、光质、温度、CO2浓度、无机盐、水对光合作用的影响及在生产上的应用7.完成环境因素对光合作用影响的实验设计和实验分析8.说明光合作用和细胞呼吸的内在联系1.生命观念——结构与功能观:叶绿体的结构与功能相适应;物质和能量观:通过光合作用合成有机物,储存能量2.科学思维——分类与比较:比较光反应和暗反应,掌握光合作用的过程;分析与综合:通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响3.科学探究——表达与交流:分析色素的提取与分离的结果:制订实施方案:探究环境因素对光合作用的影响4.社会责任——社会应用:光合作用的原理在生产中的应用考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构研析教材内化基本概念1.叶绿体中的色素及吸收光谱(1)叶绿体中的色素蓝绿色分布叶绿体上功能_______________________________种类叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a()叶绿素b()(含量约占1/4)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)黄绿色类胡萝卜素类囊体薄膜吸收、传递和转化光能红光和蓝紫光(2)色素的吸收光谱分析①色素的功能:叶绿素主要吸收,类胡萝卜素主要吸收。②色素吸收光的范围:可见光的波长范围大约是390～760nm,叶绿体中的色素只吸收,对红外光和紫外光等不吸收。蓝紫光可见光2.叶绿体的结构和功能(1)结构模式图双层膜a.2b.:DANRANc.:结构含有与有关的酶和少量和由类囊体堆叠而成，分布有和基质暗反应基粒色素与光反应有关的酶(3)功能:进行的场所。(4)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布在被光束照射的部位。光合作用叶绿体【深挖教材】(1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色?说出你的理由。提示:因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,绿光被反射出来,所以叶片一般呈现绿色。(2)与有色大棚相比,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日光中各种色光,有色大棚主要透过同色光,所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。1.影响叶绿素合成的因素分析(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,而使叶片变黄。(3)必需元素:叶绿素中含等必需元素,缺乏该种元素将导致叶绿素无法合成,叶片变黄。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,叶片变黄。与叶绿素合成有关的酶思考探究培养科学思维N、Mg2.恩格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;用好氧细菌可以确定释放的部位。(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了和的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为和的部位,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。氧气氧气光有光照无光照【深度思考】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,使水绵不同部位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。剖析题型提升核心素养题型一色素的种类和作用1.(2017·全国Ⅲ卷)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A解析:类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不吸收红光等长波光;通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值(吸收百分比)可绘制其吸收光谱;光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,因此光合作用的作用光谱可用在不同光波长下的氧气释放速率或二氧化碳吸收速率来表示;叶绿素主要吸收红光(640～660nm波长)和蓝紫光,这些色素吸收的光可用于光合作用释放氧气。2.(2016·全国Ⅱ卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的解析:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。C3.(2019·河北廊坊质检)叶绿体是植物进行光合作用的场所,下列关于叶绿体结构和功能的叙述,正确的是()A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的D题型二叶绿体的结构和功能解析:叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上;H2O的光解发生在类囊体薄膜上,而不是基质中;CO2的固定发生在叶绿体基质中;光合作用的产物——淀粉是在暗反应阶段产生的,场所是叶绿体基质。4.下列关于叶绿体的叙述,正确的是()A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B.叶绿体基质中NADP+能形成NADPHC.类囊体膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D.类囊体薄膜中的酶可催化CO2分子的固定和还原C解析:叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体膜;NADP+形成NADPH的场所是类囊体薄膜;类囊体膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光;催化CO2分子固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中。题后提升叶绿体的结构与功能相适应的特点(1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成,可以增加膜面积。(2)叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。(3)叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。考点二实验:绿叶中色素的提取和分离实验基础1.实验原理(1)提取:绿叶中的色素能够溶解在中而不溶于水,可用提取色素。(2)分离:各种色素在层析液中不同,的随在滤纸上扩散得快;反之则慢,从而使各种色素相互分离。有机溶剂无水乙醇溶解度溶解度高层析液SiO2、CaCO35g10mL称量绿色叶片并剪碎，放入研钵中，加入少量研磨过滤提取色素收集到试管内并塞紧管口和无水乙醇2.实验步骤↓将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径制滤纸条的滤纸条，剪去一端两个角在距离剪角一端1cm处用铅笔画线↓用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一画滤液细线条直的干燥后，再画一两次滤液细线↓观察实验结果()倒入试管适量的层析液层析液高度不超过滤液细线色素分离将滤纸条尖端朝下略微斜靠试管内壁，轻轻插入层析液用棉塞塞紧试管口↓3.实验结果及结论滤纸条上出现四条宽窄、颜色不同的色素带(如下图),表明叶绿体中的色素主要有种。四橙黄色叶黄素叶绿素a最多黄绿色重点透析1.实验注意事项注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发,充分溶解色素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滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2.绿叶中色素提取和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使用放置数天的绿叶,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:没经干燥处理,滤液线不能达到细、齐、直的要求,使色素扩散不一致造成的。(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:忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。题型演练题型一实验原理和操作1.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B解析:在剪碎叶片后研磨前就加入CaCO3;即使菜叶剪碎不够充分但研磨充分,也可提取出4种光合色素;要获得10mL提取液,分多次研磨提取后量取10mL滤液效果最好;层析完毕后应迅速记录结果,防止叶绿素条带被破坏。2.(2018·山西名校联考)下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述,不正确的是()A.用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同B.色素在层析液中的溶解度不同,导致色素带的位置不同C.研磨绿叶时不加CaCO3,则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同D.只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄C解析:无水乙醇可以溶解色素,可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素;绿叶中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的,扩散速度快,溶解度小的,扩散速度慢;提取色素时加入CaCO3是为了防止色素被破坏,特别是防止叶绿素被破坏,因此滤纸条上四条色素带变窄的比例不相同;只画一次滤液细线,滤纸上含有的色素含量减少,会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄。题型二实验结果分析3.从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素,用纸层析法分离,结果如图。下列判断正确的是()A.室内植物叶片偏黄B.室外植物叶片偏绿C.室外植物叶片胡萝卜素含量叶黄素含量D.室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量D解析:纸层析法从下往上依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。由图可知,室内植物叶绿素多于室外植物,因此室内植物偏绿,室外植物偏黄;室外植物胡萝卜素少于叶黄素;室内植物叶绿素a多于叶绿素b。4.学生利用新鲜菠菜叶进行叶绿体色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是()A.甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果C解析:色素能溶解在有机溶剂中,几乎不溶于蒸馏水中;未加入SiO2,导致研磨不充分,获得的色素少;层析后距点样处由远到近依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,叶绿素的含量比类胡萝卜素多,丙图不符合;CaCO3可防止色素(主要是叶绿素)被破坏,研磨时未加入CaCO3会出现丁图所示结果。考点三光合作用的过程研析教材内化基本概念1.光合作用的探究历程[连线]提示:①—A—b②—C—a③—E—e④—D—c⑤—B—d2.光合作用的过程(1)写出光合作用的总反应式:。CO2+H2O(CH2O)+O2(2)光合作用的过程过程图解阶段图中Ⅰ为___________图中Ⅱ为__________光反应暗反应光条件需要、色素、酶、H2O、ADP、Pi多种酶、、、CO2场所叶绿体_______________叶绿体_____________物质转化能量转化光能→中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→中稳定的化学能联系①光反应为暗反应提供,暗反应