2017版高考生物一轮复习 第3讲 能量之源-光与光合作用(第1课时)光合作用的探究历程与基本过程课件

影响叶绿素合成的因素
(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：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而 影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜 素分子较为稳定，使叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含 N、Mg 等必需元素，缺乏 N、 Mg 将导致叶绿素无法合成，叶变黄。
[先做学案· 落实知能] 1．光合作用的探索历程[连线]
2．光合作用的过程 光能 (1)化学反应式：CO2＋H2O ――→ (CH2O)＋O2。 叶绿体 (2)过程图：
[小题查验] 1．判断正误 (1)类囊体上产生的 ATP 可用于暗反应 转变为热能和 ATP (√ ) (× ) (2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能 (3)H2O 在光下分解为[H]和 O2 的过程发生在叶绿体基质中( × ) (4)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 (5)破坏叶绿体外膜后，O2 不能产生 (6)光反应为暗反应提供[H]和 H2O 暗反应 (√ ) (× ) (× ) (√ )
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发生能量转 化”的假说。 答案：C
[再研考向· 学考贯通]
考向一
色素的种类和功能
( )
1．下列关于叶绿素的叙述，错误的是 A．叶绿素 a 和叶绿素 b 都含有镁元素 B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C．叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同 D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
解析：Mg 是合成叶绿素 a 和叶绿素 b 的必需元素；叶绿素主 要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同； 叶绿素不能有效地吸收 绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。 答案：D
因为研磨时未加入二氧化硅而导致色素相对含量低；碳酸钙能防 止研磨中色素尤其是叶绿素被破坏，乙中显示叶绿素含量较低， 所以乙可能是因为研磨时未加入碳酸钙而导致叶绿素被破坏；色 素不溶于水，但能溶解在有机溶剂中，丙图中没有色素带出现， 可能误用蒸馏水做提取液和层析液；正确操作得到的理想结果应 该是离点样处较远的色素含量少， 而离点样处较近的色素含量多。 答案：D
(11)光合作用光反应产生的 ATP 只用于暗反应阶段， 不能用于其他 生命活动，其他生命活动所需 ATP 来自细胞呼吸 (√ )
2．请写出光合作用的总反应式并标出各元素的去向 (1)光合作用总反应式： 光能 CO2＋H2O ――→ (CH2O)＋O2。 叶绿体
(2)各元素的去向：
O2 H2O→___ ①氧元素 CO2→CH2O
2．(2016· 大余联考)下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图 判断，以下说法不 正确的是( ． )
A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm 波长的光 B．用 450 nm 波长的光比 600 nm 波长的光更有利于提高光合作用 强度 C．由 550 nm 波长的光转为 670 nm 波长的光后，叶绿体中 C3 的 量增加 D．土壤中缺乏镁时，植物对 420～470 nm 波长的光的利用量显著 减少
滤纸条 甲 甲 乙 乙
判断依据 叶绿素a带和叶绿素b带较宽 叶绿素a带和叶绿素b带较宽 上起的第一和第二条带较窄 上起的第一和第二条带较窄
解析： 绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素 a 和叶绿素 b。 在滤纸 条上，上起的第三和第四条带分别代表叶绿素 a 和叶绿素 b， 绿叶组中叶绿素 a 和叶绿素 b 所代表的两条色素带更宽。 答案：A
考向二
色素提取和分离实验的过程和结果
3.(2016· 广州模拟 ) 某生物兴趣小组想探究蔬菜不 同叶片在叶绿素含量上的区别， 选择了新鲜菠菜 的“绿叶”和“嫩黄叶”， 做“绿叶中色素的提 取和分离”实验。实验结果如右图，下列判断正 确的是 ( )
选项 A B C D
组别 绿叶组 嫩黄叶组 绿叶组 嫩黄叶组
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)使用放置数天的菠菜叶，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。
考点二
光合作用的探究历程及过程
2．下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条 件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下 相关比较不 正确的是 ． ( )
A．Y2 的质量大于 Y3 的质量 B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C．②中水的质量大于④中水的质量 D．试管①的质量大于试管②的质量
解析：Y1 和 Y3 是 O2，Y2 和 Y4 是 18O2，因此 Y2 的质量大于 Y3； ④中小球藻中含有(CH18 2 O)的有机物，而 ①中小球藻含有(CH2O) 的有机物，故④中小球藻质量大于①中的小球藻质量；④和②中 的水都为 H18 2 O，且含量相同，因此质量相等；在试管①和②中原 有质量相等的情况下，②中释放出的是 18O2，而①中释放出的是 O2，故剩余质量①大于②。 答案：C
(3)恩格尔曼试验： ①将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境 中 O2 的影响。 ②设置细光和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中 产生氧气的部位。 (4)鲁宾和卡门实验: ①应用同位素标记法追踪 CO2 和 H2O 中的 O 元素在光合 作用中转移途径。 ②此实验设置了对照，自变量是标记物质 H218O2 即和 C18O2，因变量是释放的 O2 有无放射性。
操作目的 使层析液在滤纸上快速 扩散
分
离 色 素
(2) 滤液细线要直、细、匀
使分离出的色素带平整
不重叠 _______
(3)
滤液细线干燥后再画一 使分离出的色素带清晰 两次 分明 防止色素直接 溶解 到层 析液中
(4) 滤液细线不触及层析液
3.为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？
提示：无色透明的大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主 要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植 物的光合效率最高。
第3讲
能量之源——光与光合作用
第 1 课时 光合作用的探究历程与基本过程
考点 一
实验：捕获光能的色素及其提取、分离
考点 二
光合作用的探究历程及过程
二级训练·达标冲关
第 1 课时 光合作用的探究历程与基本过程
考点一 实验：捕获光能的色素及其提取、分离
[先做学案·落实知能] 1．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
C3 →(CH2O) ②碳元素：CO2→___
③氢元素：H2O→[H] ___→(CH2O)
3．光反应类囊体薄膜上产生的 O2 进入同一细胞的线粒体内被利
4 层生物膜。 用经过了__
4．比较光反应与暗反应
比较项目 实质 时间 条件 光反应 暗反应
光能转换为 化学能 ，并 同化 CO2 形成有机物 放出 O2 短促，以微秒计 (酶促反应) 较缓慢
考向二 光合作用的过程 3．(2016· 鞍山七校联考)据下面光合作用图示，判断下列说法不 ．
正确的是 ( )
A．⑥过程发生于叶绿体基质中 B．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O) D．②不仅用于还原 C3，还可用于矿质离子吸收等
色素 、 光、 酶、 水、 ADP、多种酶、 ATP 、[H]、
Pi CO2、C5
比较项目 光反应 场所 叶绿体内的类囊体薄膜 (1)水的光解： 光 4[H]＋O 2； 2H2O――→
物质 转化
暗反应 叶绿体基质 (1)CO2 的固定： 酶 2C CO2＋C5――→ 3 ；
(2)ATP 的合成：ADP＋Pi＋ (2)C3 的还原： 酶 能量――→ATP
过程 (1)
注意事项 选新鲜绿色的叶片
操作目的 使滤液中 色素 含量高
溶解 色素
(2)
提 取 色 素 (5) (3)
研磨时加无水乙醇
加少量SiO2和CaCO3
迅速、充分 研磨
研磨充分和 保护 色素 防止乙醇挥发，充分溶 解色素 减少 乙醇 挥发和色素
(4)
盛放滤液的试管管口加
棉塞
氧化
过程 (1)
注意事项 滤纸预先 干燥 处理
解析：类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm 波长的光；据图可知，用 450 nm 波长的光比 600 nm 波长的光更有利于提高光合作用强度； 由 550 nm 波长的光转为 670 nm 波长的光后，色素吸收光能增强， 光反应增强，C3 还原加速，叶绿体中 C3 的量将减少；叶绿素 b 主 要吸收 420～470 nm 波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波 段的光的利用量显著减少。 答案：C
(7)滤液细线接触到层析液，会导致色素全部溶解到层析液中 (√ ) (8)忘记画滤液细线对色素带的观察不会造成影响 ( ×)
(9) 滤纸条色素带重叠的原因可能是滤纸条上的滤液细线接触 到层析液 (10)利用纸层析法可分离 4 种叶绿体色素 (× ) (√)
2．完善绿叶中色素的提取和分离实验的表格
由图可以看出：
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光 ______， 而对红外光和紫外光不吸收。 红光和蓝紫光 的吸收量大，类胡萝卜素对_______ 蓝紫光 (2)叶绿素对_____________ 的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。