高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案.doc
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1、1 / 23【2019【2019 最新最新】精选高考生物一轮复习第精选高考生物一轮复习第 1010 讲光合作用讲光合作用的探究历程与基本过程培优学案的探究历程与基本过程培优学案考纲明细 1.光合作用的基本过程() 2.实验:叶绿体色素的提取和分离板块一 知识自主梳理一、捕获光能的色素及叶绿体的结构1绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理试剂原理提取无水乙醇绿叶中的色素溶于有机溶剂,而不溶于水分离层析液各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢(2)实验步骤(3)实验操作及目的(4)分离结果结果分析:色素带的条数与色素种类有关,四条色素带说明有四种色素。色素带的宽
2、窄与色素含量有关,色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素 a,最窄的是胡萝卜素,叶绿素 b的色素带比叶黄素的稍宽。色素带扩散速度与溶解度有关,扩散速度越快说明溶解度越高。相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素 a 和叶绿素 b。2叶绿体的结构和功能(1)叶绿体的结构示意图Error!双层膜2 / 23基质:含有与暗反应有关的酶。基粒:由类囊体堆叠而成,分布有色素和与光反应有关的酶。(2)功能:进行光合作用的场所。二、光合作用的探究历程(连线)答案 Ab Ca Ef Dc Fe Bd Gg三、光合作用1光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳
3、和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。2光合作用的过程3光合作用的总反应式CO2H2O(CH2O)O2。(1)光合作用过程中 O 元素的转移途径:HO18O2,C18O2C3(CHO)HO。(2)光合作用过程中 C 元素的转移途径:14CO214C3(14CH2O)。(3)H 的转移途径:H2OH(CH2O)H2O。四、化能合成作用1化能合成作用的概念:自然界中还有一些微生物利用某些无机物氧化过程释放的化学能作能量,将 CO2 和水还原成有机物和氧气,此过程称为化能合成作用,此类生物属化能自养型生物。2化能合成作用与光合作用的比较项目光合作用化能合成作用原料CO2和 H2O 等无
4、机物产物糖类等有机物条件光、色素、酶酶能量来源光能某些无机物氧化时释放的能量生物种类绿色植物、蓝藻等硝化细菌、硫细菌等 深入思考3 / 231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。2夏季连续阴天,提高大棚中作物产量应采取哪些措施?提示 增加光强、增加 CO2 浓度、夜晚适当降低温度。 自查诊断1叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢。( )答案 2离体叶绿体基质中添加 ATP、NADPHH和 CO2 后,可完成暗反应。( )答案 3在适宜光
5、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。( )答案 4光反应将光能转化为稳定的化学能储存在 ATP 中。( )答案 5CO2 是光合作用暗反应的原料,因此 CO2 浓度越大,光合速率越高。( )答案 6光合作用的色素和酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中。( )答案 板块二 考点题型突破实验七绿叶中色素的提取和分离2016江苏高考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4 / 23B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 10 mL 提取液,研磨时一次性加入 10 m
6、L 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解析 应该在研磨叶片前加入碳酸钙,A 错误;即使菜叶剪碎不够充分,叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素,B 正确;研磨时分次加入 10 mL 的乙醇,效果较好,C 错误;层析完毕后,叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失,D 错误。答案 B题型一 考查色素提取和分离过程与结果12017泰安二模下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程,相关叙述错误的是( )A纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同B两组实验的结果中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色C两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在蓝
7、紫光区域D在做提取韭黄色素的实验时,不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大答案 C解析 纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快,A 正确;光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素 a(蓝绿色)、叶绿素 b(黄绿色),避光生长的韭黄只含有两种色素:胡萝卜素、叶黄素,B 正确;叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,故两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域,C 错误;研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏,韭黄中不含叶绿素,不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大,D 正
8、确。5 / 232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答案 C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
9、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。技法提升绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析(1)滤纸条上色素带颜色均较浅:未加二氧化硅,研磨不充分;加入无水乙醇的量过多;实验材料中色素含量较少。(2)滤纸条上下面两条色素带较浅:未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素被破坏;实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。(3)滤纸条上色素带重叠:滤液细线不直;滤液细线过粗。(4)滤纸条上看不见色素带:忘记画滤液细线;滤液细线接触到层析液,色素溶解到层析液
10、中。题型二 影响叶绿素合成和含量的因素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6 / 23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、仅缺磷的完全培养液、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
11、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)_。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:仅缺磷的完全培养液第三步: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7 / 23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
12、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,最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。技法提升影响叶绿素合成的三大因素考点 1捕获光能的色素和结构与光合作用的探究历程2017全国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
13、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 640660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素参与光合作用引起的解析 类胡萝卜素不吸收红光,A 错误;光合色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,B 正确;光合作用的作用光谱既可用 O2 的释放速率随光波长的变化来表示,也可用CO2 的吸收速率随光波长的变化来表示,C 正确;叶片在 640660 nm 波长光下只有叶绿素能吸收光能,进行光合作用,释放 O2,D 正确。8 / 23答案 A题型一 光合色素吸收光能的分析12017郑州模拟将 A、B、C、D 四盆长势均匀的植物置于阳光下,A 添加品
14、红色(红光和蓝光)光照,B 添加绿色光照,C 隔品红色滤光片,D 隔绿色滤光片(如图所示)。经过一段时间后,各盆植物中长势最好的是( )答案 A解析 在同一阳光照射的条件下,添加品红色光,比单独在阳光下的光合作用有所增强,所以长势较旺;添加绿色光,叶绿体对绿色光的吸收很少,即此时植物的光合作用强度等同于单独在阳光下;添加了品红色滤光片,这种滤光片只能让品红色光通过,其余光很少或不能通过,光合作用相对较弱;添加绿色滤光片,这种滤光片只能让绿色光通过,色素几乎不吸收绿光,所以植物几乎不进行光合作用,因而长势较差。结合以上分析,长势从好到差的顺序依次是 ABCD,A 正确。22018浙江大学附中模拟
15、如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断,以下说法错误的是( )A据图分析,在研究叶绿素的过程中,为减少类胡萝卜素的干扰,最好选用红光区B进入到秋季,植物对 420470 nm 波长的光的利用量减少C用 450 nm 左右波长的光比 600 nm 左右波长的光更有利于提高光合作用强度D由 550 nm 波长的光转为 670 nm 波长的光后,短时间内叶绿体中 C3 的量增加答案 D解析 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素既可以吸收红光,也可以吸收蓝紫光,所以为了减少类胡萝卜素的干扰,最好选用红光区,A 正确;进入秋季,叶绿素的合成小于分解,叶绿素含量明显减少,导致 420470 nm 左右波长的
16、光的利用量显著减少,B 正9 / 23确;图中叶绿素在 450 nm 左右波长的光吸收量明显多于 600 nm 左右波长的光的吸收量,更有利于提高光合作用强度,C 正确;由 550 nm 波长的光转为 670 nm 波长的光后,叶绿素 a 吸收的光增多,光反应增强,产生的H和 ATP 增多,C3 的消耗量增加,C3 的生成量短时间内不变,所以叶绿体中 C3 的量减少,D 错误。题型二 光合作用探究历程实验分析3下列有关科学家探索光合作用的实验中,叙述错误的是( )A与黑藻相比,水绵更适宜用作探究光合作用的场所B金鱼藻是水生植物,用作探究光合作用产物含有 O2 时,利于收集气体C卡尔文利用小球藻
17、,探明了 CO2 中的碳在光合作用中转化的途径D用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时,不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色答案 D解析 光合作用产物之一是淀粉,淀粉遇碘液变蓝色,首先要用酒精使绿色的叶片脱去颜色,再滴加碘液,防止绿叶本身颜色对实验现象的干扰,银边天竺葵叶片边缘不含叶绿体,无法进行光合作用合成淀粉,D 错误。42017西安调研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发生能量转化的假说。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
18、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答案 C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有淀粉,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10 / 23能证明“植物在进行光合作用时发生能量转化”的假说。知识拓展高考常考的四个经典实验及分析普利斯特利实验相关分析缺乏对照实验,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。普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用萨克斯实验相关分析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
19、,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,增强实验的说服力恩格尔曼实验相关分析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光线和O2的影响设置细光束和好氧菌的好处:能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位鲁宾和卡门实验相关分析应用同位素标记法追踪 CO2和 H2O 中的 O 元素在光合作用中的转移途径此实验设置了对照,自变量是标记物质即 HO 和 C18O2,因变量是18 2释放的 O2有无放射性考点 2光合作用的基本过程2015安徽高考右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( )ACO2 的固定实质上是将 ATP 中的化学能转变为
20、C3 中的化学能 BCO2 可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类C被还原的 C3 在有关酶的催化作用下,可再形成 C5D光照强度由强变弱时,短时间内 C5 含量会升高解析 CO2 的固定实质上是将 CO2 与 C5 转变成 C3,A 错误;CO2 不能直接被H还原,需要形成 C3 后才能被H和 ATP 还原,再经过一系列的变化形成糖类,B 错误;被还原的 C3 在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O),另一部分又形成了 C5,C 正确;光照11 / 23强度变弱时,光反应产生的 ATP 和H减少,C3 还原减慢,C5 生成的量减少,而 C5 的消耗暂时不变,所以短时间内 C5 含量会
21、减少,D 错误。答案 C题型一 光合作用过程分析12017海南海口模拟下列关于光合作用的叙述,错误的是( )A光反应阶段不需要酶的参与B暗反应阶段既有 C5 的生成又有 C5 的消耗C光合作用过程中既有H的产生又有H的消耗D光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能答案 A解析 光反应阶段需要酶的参与,如 ATP 合成酶,A 错误;暗反应阶段既有 C5 的生成又有 C5 的消耗,B 正确;光合作用光反应中有H的产生,暗反应中有H的消耗,C 正确;光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能,D 正确。2下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中 ag 为物质,为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚
22、线表示)。有关判断错误的是( )A图中表示水分的吸收,表示水的光解Bc 为 ATP,f 为HC将 b 物质用 18O 标记,最终在(CH2O)中能检测到放射性D图中 a 物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能答案 B解析 分析图根据光合作用过程中的物质变化可以确定图中表示水分的吸收,表示 ATP 的合成,表示水的光解,表示二氧化碳的固定,表示三碳化合物的还原,表示糖类的生成;图中物质分别表示:a 为色素、b 为氧气、c 为 ATP、d 为 ADP、e 为还12 / 23原型辅酶(NADPH)、f 为辅酶(NADP)、g 为二氧化碳。图中表示水分的吸收,表示水的光解,
23、A 正确;图中 c 为 ATP,f 为辅酶(NADP),B 错误;将氧气中氧原子用 18O 标记,氧气首先参与有氧呼吸生成水,该水分子可以参与有氧呼吸第二阶段,此时氧元素将转移到二氧化碳中,然后含放射性的二氧化碳参与光合作用,最终在(CH2O)中能检测到放射性 18O,C 正确;分析题图可知,图中a 物质表示色素,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在 ATP 中,D 正确。题型二 考查环境条件骤变与 C3、C5 等物质的量的变化分析3在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中
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