第9講光合作用(Ⅰ)備戰(zhàn)2022年高考生物復(fù)習(xí)精講

第9講光合作用Ⅰ葉片葉片切面葉肉細(xì)胞葉綠體基?？键c(diǎn)一捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)一捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)1葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1結(jié)構(gòu)模式圖雙層膜暗反應(yīng)類囊體色素與光反應(yīng)有關(guān)的酶光合作用葉綠體色素功能_______________：藍(lán)綠色主要吸收____________________：黃綠色_______葉黃素：___色主要吸收_______胡蘿卜素：_____色葉綠素葉綠素a葉綠素b藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素黃橙黃藍(lán)紫光2色素的種類和功能：2色素的功能是：。3光合色素吸收的光能用途有：，。吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能水的光解ATP的合成葉綠素的分子結(jié)構(gòu)3光合色素的吸收光譜4影響葉綠素合成的因素1光照:光是影響葉綠素合成的主要條件2溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性,進(jìn)而影響葉綠素的合成。3必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成【重點(diǎn)透析】1葉綠體和液泡中都有色素，但只有中的色素參與光能的捕獲。2葉綠體中的色素存在于上，與光合作用有關(guān)的酶存在于：。3不同色素對(duì)光的吸收①葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光,而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。②葉綠素對(duì)光的吸收量大,類胡蘿卜素對(duì)光的吸收量大,光合色素對(duì)其他波段的可見(jiàn)光不吸收？。葉綠體葉綠體類囊體薄膜葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中。紅光和藍(lán)紫藍(lán)紫吸收，只是吸收量少4不同色素對(duì)光吸收的應(yīng)用①無(wú)色透明大棚能透過(guò)日光中各種色光,有色大棚主要透過(guò)同色光,其他光被其吸收,所以為提高大棚中植物的光合效率最好選擇塑料薄膜。②葉綠素對(duì)綠光吸收最少,因此色塑料薄膜大棚中植物的光合效率最低。③若補(bǔ)充等強(qiáng)度的單色光,光下光合速率最高,光次之,光最低。無(wú)色透明綠藍(lán)紫紅綠12017·全國(guó)Ⅲ卷植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)如O2的釋放來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是的合成B葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示D葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的A解題演練22016·全國(guó)Ⅱ卷關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯(cuò)誤的是A葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中B構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收C通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的C解題演練3葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的敘述,正確的是A葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi)H]和O2的過(guò)程發(fā)生在基質(zhì)中2的固定過(guò)程發(fā)生在類囊體薄膜上D光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的D解題演練4下列關(guān)于葉綠體的敘述,正確的是A葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積能形成NADPHC類囊體膜上的光合色素都可以吸收藍(lán)紫光2分子的固定和還原C解題演練考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理：提取色素（用無(wú)水乙醇或丙酮）、分離色素（用層析液）目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無(wú)水乙醇等方法步驟：①提取綠葉中的色素②制備濾紙條③畫濾液細(xì)線④分離綠葉中的色素⑤觀察和記錄①提取色素剪碎葉片，放入研缽中研磨，加少許的石英砂和碳酸鈣無(wú)水乙醇，快速研磨將研磨液進(jìn)行過(guò)濾②．制備濾紙條③．畫濾液細(xì)線④．分離葉綠體色素層析液液面濾液細(xì)線一定不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線，否則濾液細(xì)線中色素溶解于層析液。⑤觀察和記錄“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)分析1原理解讀⑴色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。⑵各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。2實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用⑴無(wú)水乙醇用于提取綠葉中的色素。⑵層析液用于分離綠葉中的色素。⑶二氧化硅可增加杵棒與研缽間的摩擦力，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使研磨充分。⑷碳酸鈣可防止研磨過(guò)程中葉綠素被破壞。1．觀察結(jié)果分析結(jié)果：濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的彩帶（如下圖）

最寬：葉綠素a（藍(lán)綠色）；

最窄：胡蘿卜素（橙黃色）相鄰色素帶最近：葉綠素a和葉綠素b；相鄰色素帶最遠(yuǎn)：胡蘿卜素（橙黃色）和葉黃素（黃色）。

4實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)⑴選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。⑵提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物質(zhì)的量要成比例，以保證提取較多的色素和色素濃度適宜。⑶畫濾液細(xì)線：用力均勻，快慢適中。濾液細(xì)線要細(xì)、直，且干燥后重復(fù)畫一兩次，使濾液細(xì)線既有較多的色素，又使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同。⑷色素分離：濾液細(xì)線不要觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素分子將溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中異?，F(xiàn)象分析異常現(xiàn)象原因分析收集到的濾液綠色過(guò)淺濾紙條色素帶重疊①未加石英砂二氧化硅，研磨不充分；②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素葉綠素太少；③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取液濃度太低；正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇；④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過(guò)粗濾紙條無(wú)色素帶濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶異?，F(xiàn)象原因分析綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中異?，F(xiàn)象分析①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。1下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是3,防止酸破壞葉綠素B即使菜葉剪碎不夠充分,也可以提取出4種光合作用色素C為獲得10mL提取液,研磨時(shí)一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果,否則葉綠素條帶會(huì)很快隨溶劑揮發(fā)消失解題演練B解題演練2從種植于室內(nèi)普通光照和室外強(qiáng)光光照下的同種植物分別提取葉片的葉綠體色素,用紙層析法分離,結(jié)果如圖。下列判斷正確的是A室內(nèi)植物葉片偏黃B室外植物葉片偏綠C室外植物葉片胡蘿素含量>葉黃素含量含量>葉綠素b含量D考點(diǎn)三光合作用的探究歷程及過(guò)程1光合作用的探究歷程光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析①將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。②普利斯特利沒(méi)有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。

③由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒(méi)有明確更新氣體的成分。1普利斯特利的實(shí)驗(yàn)分析2薩克斯的實(shí)驗(yàn)分析①該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了自身對(duì)照，自變量為光的有無(wú)一半曝光、另一半遮光，因變量是顏色變化（有無(wú)淀粉生成），實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。②該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是：饑餓處理——將葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯，在用碘處理之前應(yīng)用熱酒精對(duì)葉片進(jìn)行脫色（綠色）處理。③本實(shí)驗(yàn)除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明光是光合作用的必要條件。3魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)分析H2O＋C18O2→植物→O2；H218O＋CO2→植物→18O2。①該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了相互對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)H218O和C18O2，因變量是O2的放射性。

②同位素標(biāo)記法——同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變?？茖W(xué)家通過(guò)追蹤同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程。同位素標(biāo)記法≠放射性標(biāo)記法。同位素包括穩(wěn)定同位素和放射性同位素。穩(wěn)定同位素是指原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不會(huì)發(fā)生衰變的同位素,如15N,18O等；放射性同位素是指原子核不穩(wěn)定會(huì)發(fā)生衰變,發(fā)出α射線或β射線或γ射線的同位素,如3H、14C、32P、35S等。【典例】海南卷某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時(shí)間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是A．a(chǎn)、b和dB．a(chǎn)、c和eC．c、d和eD．b、c和eB【典例】下列有關(guān)科學(xué)家探索光合作用的實(shí)驗(yàn)中，敘述錯(cuò)誤的是A與黑藻相比，水綿更適宜用作探究光合作用的場(chǎng)所2C卡爾文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化的途徑D用銀邊天竺葵探究光合作用產(chǎn)物是淀粉時(shí)，不用脫色可直接加碘液使葉片邊緣變藍(lán)色D2光合作用的過(guò)程：1概念：指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。2化學(xué)反應(yīng)式：表示糖類3過(guò)程：光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段4光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件場(chǎng)所物質(zhì)轉(zhuǎn)化①水的光解2H2O光4【H】+O2②ATP的合成ADP+Pi+光能酶ATP光、色素、酶葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)CO2、【H】、ATP、酶酶①CO2的固定CO2+C52C3②C3的還原C3+【H】酶ATP(CH2O)+C5光反應(yīng)暗反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，沒(méi)有光反應(yīng)就沒(méi)有暗反應(yīng)，暗反應(yīng)也會(huì)影響光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)【H】ATPH2O光能O2CO2(CH2O)ADP+Pi5光合作用過(guò)程中元素去向CO2H2OCH2OO21氧元素：2碳元素：CO2→3氫元素：H2OH2OCO2光能葉綠體O2CH2OC3CH2OC5【H】CH2O6條件驟變時(shí)物質(zhì)量的短時(shí)間內(nèi)變化條件首先變化物質(zhì)隨后變化物質(zhì)CO2供應(yīng)不變，突然光照

［H］ATP

。C3

，C5

。

CO2供應(yīng)不變，停止光照［H］ATP

。C3

，C5

。

光照不變，CO2供應(yīng)增加C3

C5

。

［H］ATP

。光照不變，CO2供應(yīng)停止

C3

C5

。

［H］ATP

。增加減少增加減少增加減少增加減少減少減少增加增加【高考警示鐘】1上表中分析只表示條件改變后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)相對(duì)含量的變化,而非長(zhǎng)時(shí)間。2上表中各物質(zhì)變化中,C3和C5含量的變化是相反的,和ATP的含量變化是一致的。只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動(dòng)，其他生命活動(dòng)所需ATP只能來(lái)自細(xì)胞呼吸。3然后進(jìn)入CH2O和C5。5光合作用達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，C3是C5的倍提示:暗反應(yīng)CO2固定時(shí),每消耗1分子C5,產(chǎn)生2分子C3;C3還原時(shí),每還原2分子C3,產(chǎn)生1分子C5,因此當(dāng)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時(shí),C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍。2【深度思考】1．光反應(yīng)類囊體膜內(nèi)產(chǎn)生的O2進(jìn)入同一細(xì)胞的線粒體內(nèi)被利用經(jīng)過(guò)了層磷脂分子層？2．在光照、溫度等條件都適宜的情況下，突然停止CO2的供應(yīng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的O2量會(huì)保持不變嗎？。3．在CO2供應(yīng)不變的情況下，光照突然由弱變強(qiáng)，請(qǐng)?jiān)谙旅孀鴺?biāo)中繪出葉綠體內(nèi)C3、C5、【H】、ATP變化曲線。10減少，暗反應(yīng)抑制了光反應(yīng)的正常進(jìn)行C5、[H]、ATPC31概念2自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物：人、_____、真菌、大多數(shù)_____。能量質(zhì)變化：無(wú)機(jī)物→_______有機(jī)物光能自養(yǎng)生物：_________化能自養(yǎng)生物：如_________等綠色植物等硝化細(xì)菌動(dòng)物細(xì)菌自然界中存在某些微生物，它們能以二氧化碳為主要碳源，以無(wú)機(jī)含氮化合物為氮源，合成細(xì)胞物質(zhì)，并通過(guò)氧化外界無(wú)機(jī)物獲得生長(zhǎng)所需要的能量，這一過(guò)程就稱為化能合成作用化能合成作用【光合作用與化能合成作用的比較】光合作用化能合成作用本質(zhì)能量

能氧化

放出的能量代表生物綠色植物等

等微生物無(wú)機(jī)物硝化細(xì)菌都能將CO2和H2O等無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物光【典例】如圖所示為葉肉細(xì)胞中葉綠體進(jìn)行光合作用的過(guò)程，A、B代表物質(zhì)。下列敘述錯(cuò)誤的是A．葉綠體能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中B．①上產(chǎn)生的B物質(zhì)移動(dòng)到②參與C