生物第3单元 光合作用与细胞呼吸10 苏教版必修1

基础课时案10光合作用的探究历程与 基本过程2016备考最新考纲1光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.实验：叶绿体色素的提取和分离。 一、捕获光能的色素和结构 1叶绿体 (1)结构示意图动漫演示更形象见课件光盘双层膜双层膜 基质基质 暗反应暗反应 基粒基粒 色素色素 光反应光反应 光合作用光合作用 叶绿体叶绿体 2叶绿体中色素的提取和分离 (1)实验原理 (2)分离结果 深度思考 1如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。则分别表示哪类色素的吸光状况？ 提示图示代表的色素主要吸收蓝紫光，而主要吸收红光和蓝紫光，则为类胡萝卜素，为叶绿素b，为叶绿素a。 2.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，使水绵不同部分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。 二、光合作用的探究历程 连一连 答案AbCaEeDcBd 深度思考英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功，则只要有光照，植物一定能更新空气，对吗？提示不对，植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率，即净光合0，倘若光照强度不够充分(在光补偿点以下)，则植物不但不能更新空气，反而会使空气变得更混浊。 三、光合作用的过程 1完善光合作用过程 2写出光合作用的总反应式并标出各元素的来源和去向 深度思考(1)光反应中光能转化成的活跃化学能仅贮存于ATP中吗？(2)光反应产生的H与细胞呼吸产生的H是否为同一类物质？(3)暗反应为光反应提供了哪些物质？ 提示(1)不是，除ATP外，还贮存于H中。 (2)光反应产生的H为NADPH(还原型辅酶)，细胞呼吸产生的H为NADH(还原型辅酶)。 (3)ADP、Pi等。 3判断下面结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生光能的吸收与转化 (2013四川高考)()(2)在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度 (2013重庆高考)()(3)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 阿 (2012海南高考)()(4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 (2012海南高考)()阿(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用 (2011海南高考)()(6)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生 (2011浙江高考)()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 光合作用的过程一、二、三、四考点一光合作用的探究历程典例引领【典例1】 (2013海南高考)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是() Aa、b和d Ba、c和e Cc、d和 e Db、c和e 解析绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色，没有叶绿素，特别是没有叶绿素a，不能进行光合作用，b侧有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e遮光，不能进行光合作用，d侧有叶绿素和光，能进行光合作用。 答案B 思维发散图中哪两处对照可证明光合作用需要光？ 哪两处对照可证明光合作用必须有叶绿体？ 提示(1)图中d(b)与e对照，其单一变量为有无光照，结果d(b)部位经碘液检测显示蓝色，e部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉必须有“光”。 (2)图中a与d(或b)对照，其单一变量为叶绿体有无，结果d(b)部位经碘液检测显示蓝色，a部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉，必须有“叶绿体”。【典例2】 在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是()A英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验 解析萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用产物除氧气外还可以产生淀粉，即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物在进行光合作用时能量转化”的假说。 答案C 高考常考的4个经典实验分析 (1)普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。 (2)普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。 (3)萨克斯实验：对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。 该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。 跟进题组 1科学家恩格尔曼用水绵进行了如下实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有好氧细菌积聚，另一些部位没有积聚(如图所示)，由此得出的结论是 () A光合作用产生淀粉，场所是叶绿体 B光合作用产生氧气，场所是叶绿体 C光合作用产生淀粉，需要水和光照 D光合作用产生氧气，需要二氧化碳 解析恩格尔曼选用水绵和好氧细菌作实验材料的好处：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；利用好氧细菌的代谢特点，通过对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气的部位。综上分析，本题答案为B。 答案B 21880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路的是 () A细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用 解析好氧菌向O2浓度高的地方集结，据此可推断光合作用的放氧部位和光合强度。 答案B考点二光合作用的过程典例引领【典例1】 如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是() A该反应的场所是叶绿体的类囊体 B三碳化合物生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶的参与 C提高温度一定能促进C6H12O6的生成 D在无光条件下，有利于暗反应进行 解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误；三碳化合物生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过H的还原进行，故B正确；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢，故C错误；在无光条件下，暗反应会因H和ATP的缺乏受到限制，故D错误。 答案B【典例2】 (2014广东理综，26)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题： 注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照 (1)CO2以_方式进入叶绿体后，与_结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的_。 (2)在弱光下，柑橘通过_和_来吸收更多的光能，以适应弱光环境。 (3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数_，单位时间内平均每片叶CO2吸收量_。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观察叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是_，最后发生改变的是_。 (1)比较光反应与暗反应 (2)比较光合作用与有氧呼吸能量变能量变化化光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸光能光能化学能化学能(储能储能) 化学能化学能ATP、热能、热能(放能放能)实质实质合成有机物，储存合成有机物，储存能量能量分解有机物、释放能量，供分解有机物、释放能量，供细胞利用细胞利用场所场所叶绿体叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体条件条件只在光下进行只在光下进行有光、无光都能进行有光、无光都能进行联系联系 跟进题组 1(2014山西大学附中一模)下列关于光合作用的描述中，正确的是 ()A黑暗条件下叶肉细胞内无ATP产生B叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素C光照下叶绿体中的ATP主要是有氧呼吸产生的D光合作用强烈时，暗反应过程可直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物 解析黑暗条件下叶肉细胞进行呼吸作用，可以产生ATP；与光合作用有关的各种色素分布在叶绿体类囊体薄膜上；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；暗反应中一分子CO2与一分子C5结合，形成两分子C3。 答案B 2(2014河北唐山检测)如图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是 () A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中 B是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段 C是三碳化合物，能被氧化为(CH2O) D是ATP，在叶绿体基质中生成考点三叶绿体中色素的提取和分离典例引领【典例1】 (2013江苏单科，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C在划出一条滤液细线后紧接着重复划线23次D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 解析本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在滤纸条上划出一条滤液细线后，待干燥后再重复划线23次；研磨叶片时，用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。 答案B【典例2】 (2012上海单科，17)图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为() A红色 B黄色 C绿色 D紫色 解析在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。 答案B 1实验中的注意事项及操作目的归纳过程过程注意事项注意事项操作目的操作目的提取提取色素色素1取新鲜绿色的叶片取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高2研磨时加无水乙醇研磨时加无水乙醇溶解色素溶解色素3加少量加少量SiO2和和CaCO3研磨充分和保护色素研磨充分和保护色素4迅速、充分研磨迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分防止乙醇挥发，充分溶解色素溶解色素5盛放滤液的试管管口盛放滤液的试管管口加棉塞加棉塞防止乙醇挥发和色素防止乙醇挥发和色素氧化氧化分分离离色色素素1滤纸预先干燥处理滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快使层析液在滤纸上快速扩散速扩散2滤液细线要直、细、滤液细线要直、细、匀匀使分离出的色素带平使分离出的色素带平整不重叠整不重叠3滤液细线干燥后再滤液细线干燥后再画一两次画一两次使分离出的色素带清使分离出的色素带清晰分明晰分明4滤液细线不触及层滤液细线不触及层析液析液防止色素直接溶解到防止色素直接溶解到层析液中层析液中 2在滤纸纸条一端剪去两角的目的防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。 3叶绿体色素提取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未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。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)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠滤纸条上的滤液细线接触到层析液。 (3)滤纸条看不到色素带 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。 (4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。 忘记加碳酸钙致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶” 名师点睛 (1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少； (2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小； (3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 跟进题组1(2014湖南衡阳六校联考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为() A B C D甲甲乙乙丙丙丁丁丙酮丙酮水水CaCO3SiO2 解析由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为；乙同学的操作正确，应为，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为。 答案B 2(2014江苏淮安二模，7)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 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。 答案C