2020版高考生物一轮复习 第9讲 光合作用课件 新人教版

第9讲光合作用[考纲要求]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。考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构与功能1．叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素a______色叶绿素叶绿素b______色________黄色类胡萝卜素__________橙黄色蓝绿黄绿叶黄素胡萝卜素2.叶绿体中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。红光和蓝紫光蓝紫光可见光3．叶绿体的结构(填写名称)图中③中含有与____反应有关的酶；④由类囊体堆叠而成，分布有______和与光反应有关的酶。外膜内膜基质基粒(和泪囊体)暗色素1.影响叶绿素合成的三大因素2．叶片颜色变化的原因分析正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄叶色变红秋天降温时，植物体为了适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色[教材对接高考]1．(2016·高考全国卷Ⅱ，T4C)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。()探源：必修1P99“学科交叉”。2．(高考全国卷Ⅱ，T2C)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()探源：必修1P99图5－10中的图示信息。×√3．[必修1P99“与社会的联系”]无色透明大棚中植物的光合效率为何最高？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。4．(必修1P100“资料分析”与“练习3”)恩格尔曼的2个实验结论有什么不同？提示：资料1的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。练习3的结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气。思维探究1.叶绿体中的色素与液泡中的色素有哪些不同？提示：叶绿体中的色素溶于乙醇等有机溶剂，液泡中的色素是水溶性的；叶绿体中的色素能利用光能，参与光合作用，液泡中的色素不能参与光合作用。2．说出叶绿体结构与功能相适应的特点。提示：叶绿体内有许多基粒和类囊体，增大了膜面积；膜上分布着许多光合色素和酶，有利于光能的吸收和光合作用相关反应的顺利进行。题点一捕获光能的色素分析1．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：选A。类胡萝卜素不吸收红光，主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱就是通过对不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以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，C正确；叶绿素可以吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光，主要吸收蓝紫光，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，D正确。2．下列关于光合色素的叙述中，正确的是()A．构成叶绿素的镁可由植物的根从土壤中吸收B．光合色素分布于叶绿体内膜和细胞质基质中C．光合色素只吸收红光和蓝紫光用于水的光解D．植物叶片黄化，叶绿体对红光的吸收会增加A解析：选A。构成叶绿素的镁属于矿质元素，根是植物吸收水分和矿质元素的主要器官，构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，A项正确；光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，B项错误；光合色素主要吸收红光和蓝紫光，但对其他色光也能少量吸收，其中对绿光吸收最少，C项错误；叶片黄化说明叶绿素少或无，导致类胡萝卜素的颜色显现。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄化，叶绿体对红光的吸收会下降或无法吸收，D项错误。题点二叶绿体的结构与功能3．将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量A解析：选A。光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A项正确；叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，B、C项错误；水在叶绿体中分解产生氧气不需要ATP提供能量，D项错误。4．将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。以下分析正确的是()A．光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体的内膜和基质中B．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透的，起保护作用C．光合作用必须在叶绿体中才能进行D．叶绿素被破坏，则不能进行光合作用D解析：选D。光合作用所需的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；叶绿体的内膜和外膜均具有选择透过性，B错误；真核细胞的光合作用是在叶绿体中进行的，C错误；叶绿素被破坏，光反应不能进行，整个光合作用也不能进行，D正确。考点二(实验)绿叶中色素的提取和分离1．实验原理有机溶剂(如无水乙醇)溶解度2．实验流程二氧化硅碳酸钙扩散均匀色素3．实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色__________________叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色______较低较慢叶绿素b黄绿色较多____________最少最高最快最多最低最慢1．实验注意事项注意事项操作目的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，充分溶解色素提取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注意事项操作目的滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速均匀扩散滤液细线要细、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分离色素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”。题点一实验基础1．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B．加入少许CaCO3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D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分C解析：选C。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；用乙醇提取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，C错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D正确。2．如图为叶绿体中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列有关色素提取和分离的说法，正确的是()A．沿铅笔划线处均匀画滤液细线，并迅速重复2到3次B．丁色素在层析液中溶解度最小C．乙色素主要吸收红光和蓝紫光，该色素颜色为蓝绿色D．色素提取过程中要用到层析液C解析：选C。画滤液细线，要等一次画完干燥后才能重复，防止滤液细线过粗，使得色素带细而直，A错误；叶绿体中的色素在层析液中溶解度越大的，随着层析液在滤纸条上的扩散速度越快，与滤液细线距离也就越远，丁与滤液细线距离最远，故丁在层析液中溶解度最大，B错误；由图可知甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，C正确；色素提取要用无水乙醇，分离才是用层析液，D错误。题点二实验拓展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)_______________________________________________________。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(或无土栽培法)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，最终比较类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。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考点三光合作用的探究历程与基本过程1．光合作用的探究历程(连线)2．光合作用的过程(1)过程叶绿体类囊体的薄膜叶绿体基质[H]+O2(CH2O)稳定的化学能(2)反应式(标出各种元素的来源和去向)______________________________________1．光合作用过程中元素去向分析(1)H：3H2O――→光反应[3H]――→暗反应(C3H2O)。(2)C：14CO2――→CO2的固定14C3――→C3的还原(14CH2O)。(3)O：H218O――→光反应18O2；C18O2――→CO2的固定C3――→C3的还原(CH218O)。2．光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件光、色素、酶ATP、[H]、CO2、多种酶场所类囊体薄膜叶绿体基质物质变化水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的还原能量变化光能转化为活跃的化学能活跃的化学能转化为稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成3.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化(2)物质含量变化的比较条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2