届高考生物二轮复习能量之源光与光合作用教案适用全国.docx

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届高考生物二轮复习能量之源光与光合作用教案适用全国

解密07能量之源——光与光合作用

高考考点

考查内容

三年高考探源

考查频率

捕获光能的色素和叶绿体

1．识记绿叶中的色素及其作用

2．掌握提取绿叶中色素的实验原理及方法

3．掌握光合作用的过程及发生场所

2018北京卷·3

2018全国Ⅱ卷·30

2018浙江卷·30

2017新课标III·3

2017海南卷·5

2017海南卷·10

★★★★☆

绿叶中色素的提取和分离

★★★★☆

光合作用的过程

★★★★☆

考点1捕获光能的色素和叶绿体

1．叶绿素和其他色素

色素种类

叶绿素（约3/4）

类胡萝卜素（约1/4）

叶绿素a

叶绿素b

胡萝卜素

叶黄素

蓝绿色

黄绿色

橙黄色

黄色

分布

叶绿体的类囊体薄膜上

色素的吸收光谱及在滤纸条上的分布

化学特性

不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂

分离方法

纸层析法

功能

吸收、传递光能，少数特殊状态的叶绿素a将光能转化为电能

（1）不同颜色温室大棚的光合效率

①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高；其次是红色光为光合作用的有效光。

②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

（2）吸收光谱

①连续光谱：

可见光→三棱镜→赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

②吸收光谱：

可见光→色素溶液→三棱镜→红光、蓝光、紫光区出现强暗带，绿光区几乎无变化（说明绿光吸收非常少）。

2．影响叶绿素合成的因素分析

（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，叶子变黄。

另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。

3．叶绿体的结构与功能

（1）结构与功能的关系

①基粒的类囊体增大了受光面积。

②类囊体的薄膜上分布着酶和色素，有利于光反应的顺利进行。

③基质中含有与暗反应有关的酶。

（2）功能的实验验证

①实验过程及现象

②实验结论

a．叶绿体是进行光合作用的场所。

b．O2是由叶绿体释放的。

调研1如图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构，数字表示有关物质。

下列叙述正确的是

A．参与光合作用的色素位于图中的B部分B．③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质C．若突然停止光照，则B中⑤的含量会升高

D．用18O标记①，可在②中测到较高放射性

【答案】D

调研2如图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱（作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率）。

下列叙述错误的是

A．总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果

B．从新鲜的绿叶中提取叶绿素a，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅

C．植物进行光合作用时，氧气释放量的变化趋势与作用光谱不同

D．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少

【答案】C

【解析】总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果，A正确；提取叶绿素a时，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，B正确；在不同光质下，光合作用强度不同，故氧气释放量的变化趋势与作用光谱基本一致，C错误；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，光反应加速，产生的[H]和ATP增加，从而促进了C3的还原，导致叶绿体中C3的量减少，D正确。

考点2绿叶中色素的提取和分离

1．绿叶中色素的提取和分离的实验原理

2．绿叶中色素的提取和分离的实验操作

步骤

方法

原因

提取绿叶中的色素

①加入二氧化硅：

有助于研磨充分

②加入碳酸钙：

防止研磨中色素被破坏

③加入无水乙醇：

为了溶解、提取色素

将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤，滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口

①单层尼龙布：

过滤叶脉及二氧化硅等

②试管口塞紧：

防止乙醇挥发

制备滤纸条

①干燥滤纸：

透性好、吸收滤液多

②剪去两角：

使层析液同步到达滤液细线

画滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待干后再重复画一两次

①画得细而直：

防止色素带重叠而影响分离效果

②画两三次：

是为积累更多的色素，使分离后的色素带明显

分离绿叶中的色素

①层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离

②烧杯加盖是为了防止层析液中成分挥发

观察与分析

3．实验中的注意事项

（1）选材：

应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。

（2）提取色素：

研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。

（3）制备滤纸条：

剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。

（4）画滤液细线：

用力要均匀，快慢要适中。

滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。

（5）色素分离：

滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。

【易混易错】

绿叶中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

①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。

②使用放置数天的叶片，滤液色素（叶绿素）太少。

③一次加入大量的无水乙醇（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：

滤纸条上的滤液细线接触到层析液或者滤液线过粗。

（3）滤纸条上看不见色素带的原因

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。

调研1某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，四组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。

下列针对实验结果的相关分析不正确的是

A．绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同

B．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果

C．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果

D．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果

【答案】A

调研2甲、乙、丙、丁四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用纸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

考点3光合作用的过程

1．光合作用的探索历程

科学家

结论

普利斯特利

植物可以更新污浊的空气

英格豪斯

普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气

梅耶

光合作用把光能转换成化学能储存起来

萨克斯

植物叶片在光合作用中产生淀粉

恩格尔曼

氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所

鲁宾和卡门

光合作用释放的氧气全部来自水

卡尔文

探明了CO2中的碳转化成有机物中碳的途径

2．光合作用过程中O元素的转移途径

H218O18O2

C18O2C3（CH218O）＋H218O

3．光合作用过程中C元素的转移途径

14CO214C3（14CH2O）

4．光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及（CH2O）含量的影响

条件

C3

C5

[H]和ATP

（CH2O）合成量

模型分析

光照强度由强到弱，CO2供应不变

增加

减少

减少或没有

减少

光照强度由弱到强，CO2供应不变

减少

增加

增加

增加

光照不变，CO2量由充足到不足

减少

增加

增加

减少

光照不变，CO2量由不足到充足

增加

减少

减少

增加

【特别提醒】

（1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

（2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量的变化是一致的。

调研1如图为绿色植物光合作用过程示意图（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示）。

下列判断错误的是

A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解

B．c为ATP，f为[H]

C．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

调研2如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是

A．升、升、升、升

B．降、降、降、降C．降、升、升、升

D．升、升、降、降

【答案】C

【解析】在曲线中的C点与B点之间，光合作用强度有一次短暂的下降，这是因为在夏季正午，植物为防止水分过分蒸腾而关闭气孔，从而导致细胞间隙的CO2浓度降低，光合速率相对减小。

因为C点对应的CO2浓度低于B点，在短时间内CO2固定（CO2＋C5→2C3）速率变慢，C3的还原（2C3→（CH2O）+C5）速率基本不变，从而导致C3含量降低，C5含量升高。

随着时间的推移，C3含量的持续下降会引起C3的还原速率变慢，从而导致[H]和ATP的消耗量减少，故[H]和ATP的含量均升高。

故选C。

调研3图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。

请根据图分析回答：

（1）图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是____________________。

（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于________________。

若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。

（3）图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是___________。

（4）曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是________________。

【答案】

（1）[H]水在光下分解用于C3的还原

（2）太阳光能（CH2O）

（3）C3CO2与C5结合形成C3而C3不能被还原

（4）C5C5与CO2结合形成C3而C3不能被还原为C5