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1、第3课能量之源光与光合作用(一)考点一捕考点一捕获获光能的色素和光能的色素和结结构构【必必备备知知识识回回顾顾】1.1.叶叶绿绿体的体的结结构和功能构和功能:(1)(1)叶叶绿绿体的体的结结构构(根据上根据上图图填写名称填写名称):):(2)(2)叶叶绿绿体体的功能的功能:进进行行_的的场场所。所。外膜外膜内膜内膜叶叶绿绿体体基基质质基粒基粒类类囊体囊体光合作用光合作用2.2.叶叶绿绿体中色素的种体中色素的种类类和和颜颜色色:色素的种色素的种类类色素的色素的颜颜色色叶叶绿绿素素叶叶绿绿素素a a_色色叶叶绿绿素素b b_色色类类胡胡萝萝卜素卜素_黄色黄色_橙黄色橙黄色蓝绿蓝绿黄黄绿绿叶黄素叶黄
2、素胡胡萝萝卜素卜素3.3.叶叶绿绿体中色素的吸收光体中色素的吸收光谱谱分析分析:由由图图可以看出可以看出:(1)(1)色素的功能色素的功能:叶叶绿绿素主要吸收素主要吸收_;_;类类胡胡萝萝卜素主要吸收卜素主要吸收_。(2)(2)色素吸收光的范色素吸收光的范围围:可可见见光的波光的波长长范范围围大大约约是是390390760 nm,760 nm,一般叶一般叶绿绿体中的色素只吸收体中的色素只吸收_,_,对红对红外光外光和紫外光不吸收。和紫外光不吸收。红红光和光和蓝蓝紫光紫光蓝蓝紫光紫光可可见见光光4.4.【教材易漏知教材易漏知识识】必修必修1 1P99P99“与社会的与社会的联联系系”:温室或大棚
3、种植蔬菜温室或大棚种植蔬菜时时,最好最好选择选择_的的玻璃、玻璃、塑料薄膜塑料薄膜,理由是有色玻璃或塑料薄膜主要透理由是有色玻璃或塑料薄膜主要透过过同色光同色光,其他色光很少或不能透其他色光很少或不能透过过,光照光照强强度会减弱度会减弱,不利于光不利于光合作用合作用;而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过过日光中各日光中各种色光种色光,光照光照强强度度较较大大,有利于光合作用的有利于光合作用的进进行。行。无色透明无色透明【特特别别提醒提醒】光合色素和光合光合色素和光合场场所的三点提醒所的三点提醒(1)(1)色素的功能特点色素的功能特点:叶叶绿绿素和素和类类胡胡萝萝卜素均
4、有主要的吸卜素均有主要的吸收光波段收光波段,对对其他波段的可其他波段的可见见光并非不吸收光并非不吸收,只是吸收量只是吸收量较较少。少。(2)(2)色素的分布位置色素的分布位置:色素不只分布于叶色素不只分布于叶绿绿体中体中,液泡中液泡中也含有色素如花青素也含有色素如花青素,但是液泡中的色素不能用于光合但是液泡中的色素不能用于光合作用。作用。(3)(3)光合作用的光合作用的场场所所:叶叶绿绿体不是体不是细细胞胞进进行光合作用的唯行光合作用的唯一一场场所所,如如蓝蓝藻藻细细胞没有叶胞没有叶绿绿体体,也能也能进进行光合作用。行光合作用。【核心素养提升核心素养提升】【典例示范典例示范】(2016(201
5、6全国卷全国卷)关于高等植物叶关于高等植物叶绿绿体中色素的叙述体中色素的叙述,错错误误的是的是()A.A.叶叶绿绿体中的色素能体中的色素能够够溶解在有机溶溶解在有机溶剂剂乙醇中乙醇中B.B.构成叶构成叶绿绿素的素的镁镁可以由植物的根从土壤中吸收可以由植物的根从土壤中吸收C.C.通常通常,红红外光和紫外光可被叶外光和紫外光可被叶绿绿体中的色素吸收用于体中的色素吸收用于光合作用光合作用D.D.黑暗中生黑暗中生长长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿绿素合成素合成受阻引起的受阻引起的 【素养解素养解读读】本本题题主要考主要考查查的核心素养是生命的核心素养是生命观观念、念、科学思科学
6、思维维,具体表具体表现现在两个角度在两个角度:核心素养核心素养素养角度素养角度具体表具体表现现 生命生命观观念念结结构与功能构与功能观观幼苗叶片呈黄色与叶幼苗叶片呈黄色与叶绿绿素合成有关素合成有关科学思科学思维维分析与分析与综综合合分析色素性分析色素性质质,总结总结色色素的功能素的功能【解析解析】选选C C。本题主要考查叶绿体中色素的性质、作。本题主要考查叶绿体中色素的性质、作用与色素合成的条件。用与色素合成的条件。A A项项,叶绿体中的色素能够溶于叶绿体中的色素能够溶于有机溶剂无水乙醇中有机溶剂无水乙醇中,故正确。故正确。B B项项,镁是合成叶绿素的镁是合成叶绿素的原材料原材料,由根从土壤中
7、吸收由根从土壤中吸收,故正确。故正确。C C项项,叶绿体中的叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用色素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用,不吸收红外不吸收红外光和紫外光光和紫外光,故错误。故错误。D D项项,叶绿素的合成需要光照叶绿素的合成需要光照,无无光环境中叶绿素不能合成光环境中叶绿素不能合成,植物表现为黄化现象植物表现为黄化现象,故正故正确。确。【母母题变题变式式】变变式式1 1物物质进质进出出细细胞的方式胞的方式上上题题B B项项中与中与镁镁的吸收的吸收相关的相关的细细胞器是胞器是_,_,其功能是其功能是_。影响其吸收速率的。影响其吸收速率的环环境因素主要是境因素主要是_。核糖体
8、、核糖体、线线粒体粒体核糖体是核糖体是载载体蛋白的合成体蛋白的合成场场所所;线线粒体粒体为镁为镁的吸收提供能量的吸收提供能量温度、氧温度、氧浓浓度度变变式式2 2色素的种色素的种类类及其吸收光及其吸收光谱谱(1)(1)上上题题D D项项中的幼苗在光下中的幼苗在光下_(_(填填“能能”或或“不能不能”)进进行光合作用行光合作用,原因是原因是_。能能类类胡胡萝萝卜素可吸收卜素可吸收蓝蓝紫光用于紫光用于光合作用光合作用(2)(2)证证明明D D项项的的结论结论,可采用的方法是什么可采用的方法是什么?提示提示:将黑暗中生长的植物幼苗叶片和正常生长的植物将黑暗中生长的植物幼苗叶片和正常生长的植物幼苗叶片
9、分别进行色素的提取和分离实验幼苗叶片分别进行色素的提取和分离实验,观察滤纸条观察滤纸条上色素带的种类及其宽窄。上色素带的种类及其宽窄。【高考角度全高考角度全练练】角度一角度一 叶叶绿绿体的体的结结构和功能构和功能1.(20161.(2016海南高考海南高考)下列有关生物膜上蛋白下列有关生物膜上蛋白质质或或酶酶的的叙述叙述,错误错误的是的是()A.A.植物根植物根细细胞膜上存在运胞膜上存在运输输离子的蛋白离子的蛋白质质B.B.植物叶肉植物叶肉细细胞中液泡膜与胞中液泡膜与类类囊体囊体(薄薄)膜上的蛋白膜上的蛋白质质不不同同C.C.光合作用中光合作用中,催化催化ATPATP合成的合成的酶酶分布在分布
10、在类类囊体囊体(薄薄)膜上膜上D.D.呼吸作用中呼吸作用中,催化催化ATPATP合成的合成的酶酶分布在分布在线线粒体外膜上粒体外膜上【解析解析】选选D D。本题主要考查生物膜上蛋白质或酶的分。本题主要考查生物膜上蛋白质或酶的分布。布。A A项项,植物根细胞膜通过主动运输的方式吸收无机植物根细胞膜通过主动运输的方式吸收无机盐离子盐离子,故正确。故正确。B B项项,植物叶肉细胞中液泡膜的功能是植物叶肉细胞中液泡膜的功能是控制物质进出控制物质进出,而类囊体而类囊体(薄薄)膜是光反应的场所膜是光反应的场所,二者二者功能不同功能不同,这是由于膜上的蛋白质不同这是由于膜上的蛋白质不同,故正确。故正确。C
11、C项项,类囊体类囊体(薄薄)膜上发生的光反应过程有膜上发生的光反应过程有ATPATP的合成的合成,其上其上有催化有催化ATPATP合成的酶合成的酶,故正确。故正确。D D项项,呼吸作用过程中第呼吸作用过程中第一阶段发生在细胞质基质一阶段发生在细胞质基质,有氧呼吸第二阶段发生在线有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质粒体基质,有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,三个三个阶段均合成阶段均合成ATP,ATP,故三个场所均有催化故三个场所均有催化ATPATP合成的酶合成的酶,而而在线粒体外膜上没有催化在线粒体外膜上没有催化ATPATP合成的酶合成的酶,故错误。故错误。【易易错错
12、提醒提醒】叶叶绿绿体内膜与体内膜与线线粒体内膜的区粒体内膜的区别别(1)(1)线线粒体的内膜向内折叠形成了粒体的内膜向内折叠形成了嵴嵴,嵴嵴大大增加了内大大增加了内膜的表面膜的表面积积,嵴嵴上分布着上分布着许许多与有氧呼吸相关的多与有氧呼吸相关的酶酶。(2)(2)叶叶绿绿体内膜不形成体内膜不形成嵴嵴,而是有而是有许许多由多由类类囊体形成的基囊体形成的基粒粒,这样这样就极大地就极大地扩扩展了膜的面展了膜的面积积,类类囊体薄膜上不囊体薄膜上不仅仅分分布着布着许许多吸收光能的色素分子多吸收光能的色素分子,还还有有许许多多进进行光合作用行光合作用所必需的所必需的酶酶。2.2.实验发现实验发现将叶将叶绿
13、绿体从叶肉体从叶肉细细胞中分离出来胞中分离出来,破坏其外破坏其外膜膜,仍然可以在光下利用二氧化碳生仍然可以在光下利用二氧化碳生产产有机物、放出氧有机物、放出氧气。以下分析正确的是气。以下分析正确的是()A.A.光合作用所需的光合作用所需的酶酶和色素主要位于叶和色素主要位于叶绿绿体内膜和基体内膜和基质质中中B.B.叶叶绿绿体内膜具有体内膜具有选择选择透透过过性性,外膜是全透性的外膜是全透性的,起保起保护护作用作用C.C.光合作用必光合作用必须须在叶在叶绿绿体中才能体中才能进进行行D.D.叶叶绿绿素被破坏素被破坏则则不能不能进进行光合作用行光合作用【解析解析】选选D D。与光合作用有关的酶分布在类
14、囊体薄膜。与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中和叶绿体基质中,色素仅分布在类囊体薄膜上色素仅分布在类囊体薄膜上,A,A错误错误;叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性,B,B错误错误;蓝藻没有蓝藻没有叶绿体叶绿体,也能进行光合作用也能进行光合作用,C,C错误错误;叶绿素在光反应中叶绿素在光反应中吸收和转化光能吸收和转化光能,叶绿素被破坏叶绿素被破坏,则不能进行光合作用则不能进行光合作用,D,D正确。正确。角度二角度二 色素的种色素的种类类和功能和功能3.(20173.(2017全国卷全国卷)植物光合作用的作用光植物光合作用的作用光谱谱是通是通过过测测量光合
15、作用量光合作用对对不同波不同波长长光的反光的反应应(如如O O2 2的的释释放放)来来绘绘制制的。下列叙述的。下列叙述错误错误的是的是 世世纪纪金榜金榜导导学号学号14120055(14120055()A.A.类类胡胡萝萝卜素在卜素在红红光区吸收的光能可用于光反光区吸收的光能可用于光反应应中中ATPATP的合成的合成B.B.叶叶绿绿素的吸收光素的吸收光谱谱可通可通过测过测量其量其对对不同波不同波长长光的吸光的吸收收值值来来绘绘制制C.C.光合作用的作用光光合作用的作用光谱谱也可用也可用COCO2 2的吸收速率随光波的吸收速率随光波长长的的变变化来表示化来表示D.D.叶片在叶片在64064066
16、0 nm660 nm波波长长光下光下释释放放O O2 2是由叶是由叶绿绿素参与素参与光合作用引起的光合作用引起的【解析解析】选选A A。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不能吸收红不能吸收红光光,A,A项错误项错误;通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值,可可以绘制其吸收光谱以绘制其吸收光谱,B,B项正确项正确;CO;CO2 2的吸收速率反映光合作的吸收速率反映光合作用速率的变化用速率的变化,光合作用的作用光谱也可用光合作用的作用光谱也可用COCO2 2的吸收速的吸收速率随光波长的变化来表示率随光波长的变化来表示,C,C项正确项正确;640;64
17、0660 nm660 nm波长的波长的光属于红光光属于红光,叶绿素可以吸收红光叶绿素可以吸收红光,将水分解成氧和将水分解成氧和H,H,氧直接以分子的形式释放出去氧直接以分子的形式释放出去,D,D项正确。项正确。【易易错错提醒提醒】本本题题易判断易判断A A选项选项正确正确,错错因在于因在于审题审题不不仔仔细细,只注意了只注意了A A选项选项的后半句的后半句“可用于光反可用于光反应应中中ATPATP的的合成合成”,而忽略了前半句而忽略了前半句“类类胡胡萝萝卜素在卜素在红红光区吸收的光光区吸收的光能能”。4.(20184.(2018郑郑州模州模拟拟)将将A A、B B、C C、D D四盆四盆长势长
18、势相同的植相同的植物置于阳光下物置于阳光下,A,A添加品添加品红红色光照色光照,B,B添加添加绿绿色光照色光照,C,C隔隔品品红红色色滤滤光片光片,D,D隔隔绿绿色色滤滤光片光片(如如图图所示所示)。经过经过一段一段时时间间后后,各盆植物中各盆植物中长势长势最好的是最好的是()【解题指南解题指南】解答本题需要分析两种信息解答本题需要分析两种信息:(1)(1)隐含信息隐含信息:提供光能越大提供光能越大,植物长势越好。植物长势越好。(2)(2)图示信息图示信息:每盆植物得到的能量不同每盆植物得到的能量不同,混合光照混合光照 单单一光照一光照,品红色光品红色光 绿色光。绿色光。【解析解析】选选A A
19、。A A项项,在相同光照条件下在相同光照条件下,添加品红色光添加品红色光,比单独在阳光下照射的光合作用强比单独在阳光下照射的光合作用强,所以长势较旺盛所以长势较旺盛;B;B项项,添加绿色光添加绿色光,对植物的光合作用来说属于无效光对植物的光合作用来说属于无效光,相相当于仅仅照射阳光当于仅仅照射阳光;C;C项项,添加品红色滤光片添加品红色滤光片,这种滤光这种滤光片只能让品红色光通过片只能让品红色光通过,其余光很少或不能通过其余光很少或不能通过,光合光合作用相对较弱作用相对较弱;D;D项项,添加绿色滤光片添加绿色滤光片,这种滤光片只能这种滤光片只能让绿色光通过让绿色光通过,光合色素几乎不吸收绿光光
20、合色素几乎不吸收绿光,所以植物几所以植物几乎不进行光合作用乎不进行光合作用,因而长势较差。综上分析可知因而长势较差。综上分析可知,A,A项项正确。正确。5.(20185.(2018威海模威海模拟拟)如如图图表示叶表示叶绿绿体中色素吸收光能体中色素吸收光能的情况。据的情况。据图图判断判断,以下以下说说法不正确的是法不正确的是()世世纪纪金榜金榜导导学号学号1412005614120056A.A.由由图图可知可知,类类胡胡萝萝卜素主要吸收卜素主要吸收400400500 nm500 nm波波长长的的光光B.B.用用450 nm450 nm波波长长的光比的光比600 nm600 nm波波长长的光更有利
21、于提高的光更有利于提高光合作用光合作用强强度度C.C.由由550 nm550 nm波波长长的光的光转为转为670 nm670 nm波波长长的光后的光后,叶叶绿绿体中体中C C3 3的量增加的量增加D.D.土壤中缺乏土壤中缺乏镁时镁时,植物植物对对420420470 nm470 nm波波长长的光的利的光的利用量用量显显著减少著减少【解析解析】选选C C。由图可知。由图可知,类胡萝卜素吸收峰在类胡萝卜素吸收峰在400400500 500 nm,Anm,A正确正确;叶绿体中的色素吸收叶绿体中的色素吸收450 nm450 nm波长的光比波长的光比吸收吸收600 nm600 nm波长的光要多波长的光要多
22、,B,B正确正确;由由550 nm550 nm波长的光转波长的光转为为670 nm670 nm波长的光后波长的光后,叶绿体中色素吸收的光变多叶绿体中色素吸收的光变多,光光反应产生的反应产生的ATPATP和和HH增多增多,暗反应中暗反应中C C3 3的还原量增多的还原量增多,则叶绿体中则叶绿体中C C3 3的量减少的量减少,C,C错误错误;叶绿素吸收叶绿素吸收420420470 nm470 nm波长的光较多波长的光较多,当缺镁时当缺镁时,叶绿素的合成受到影叶绿素的合成受到影响响,叶绿素吸收叶绿素吸收420420470 nm470 nm波长的光变少波长的光变少,D,D正确。正确。【知知识总结识总结
23、】影响叶影响叶绿绿素合成的三大因素素合成的三大因素【加固加固训练训练】1.1.下列有关叶下列有关叶绿绿体的描述体的描述,正确的是正确的是 ()A.A.叶肉叶肉细细胞中的叶胞中的叶绿绿体在光下和黑暗中均可生成体在光下和黑暗中均可生成ATPATPB.B.经经黑暗黑暗处处理后叶肉理后叶肉细细胞内淀粉等被胞内淀粉等被输输出消耗出消耗,此此时时叶叶绿绿体内不含糖体内不含糖类类C.C.叶叶绿绿体中与光反体中与光反应应有关的有关的酶酶主要分布在内膜上主要分布在内膜上D.D.叶叶绿绿体体产产生生O O2 2和和线线粒体粒体产产生生H H2 2O O均在生物膜上均在生物膜上进进行行【解析解析】选选D D。叶肉细
24、胞中的叶绿体只有在光下才能发。叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发生光反应生成生光反应生成ATP,ATP,黑暗中叶绿体不产生黑暗中叶绿体不产生ATP,AATP,A错误错误;叶叶绿体中的绿体中的DNADNA、RNARNA含有脱氧核糖或者核糖含有脱氧核糖或者核糖,B,B错误错误;在叶在叶绿体中绿体中,与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上,C,C错误错误;叶绿体产生叶绿体产生O O2 2发生在类囊体薄膜上发生在类囊体薄膜上,线粒体产生线粒体产生H H2 2O O发生在线粒体内膜上发生在线粒体内膜上,D,D正确。正确。2.2.关于叶关于叶绿绿素的叙述素的叙述,错误
25、错误的是的是 ()A.A.叶叶绿绿素素a a和叶和叶绿绿素素b b都含有都含有镁镁B.B.被叶被叶绿绿素吸收的光可用于光合作用素吸收的光可用于光合作用C.C.叶叶绿绿素素a a和叶和叶绿绿素素b b在在红红光区的吸收峰光区的吸收峰值值不同不同D.D.植物呈植物呈现绿现绿色是由于叶色是由于叶绿绿素能有效地吸收素能有效地吸收绿绿光光【解析解析】选选D D。MgMg是合成叶绿素是合成叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b的必需元素的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反用于光合作用的光反应过程应过程;叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不
26、同在红光区的吸收峰值不同;叶绿素对绿光吸收最少叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出去绿光被反射出去,使植物呈现使植物呈现绿色。绿色。考点二考点二绿绿叶中色素的提取和分离叶中色素的提取和分离 【必必备备知知识识回回顾顾】1.1.实验实验原理原理:有机溶有机溶剂剂无水无水乙醇乙醇无水无水乙醇乙醇溶解度溶解度溶解度高溶解度高层层析液析液2.2.实验实验流程流程:步步骤骤操作要点操作要点操作目的操作目的提提取取色色素素研磨研磨 无水乙醇无水乙醇:作作为为提取液提取液,可溶解可溶解绿绿叶中的色素。叶中的色素。SiOSiO2 2:_:_。CaCOCaCO3 3:防止研磨防止研磨时时色色素受到破坏素受到破坏过
27、滤过滤研磨后用研磨后用_过滤过滤单层单层尼龙布尼龙布使研磨更充分使研磨更充分步步骤骤操作要点操作要点操作目的操作目的制制备滤备滤纸纸条条剪去两角的剪去两角的滤纸滤纸条条一端一端1 cm1 cm处处用用铅铅笔笔画一条画一条细线细线剪去两角以保剪去两角以保证证色素色素在在滤纸滤纸上上扩扩散散_,_,否否则则会形成弧会形成弧形色素形色素带带均匀、均匀、整整齐齐步步骤骤操作要点操作要点操作目的操作目的画画滤滤液液细线细线用毛用毛细细吸管吸取色吸管吸取色素素滤滤液液,沿沿铅铅笔笔线线均均匀画一条匀画一条滤滤液液细线细线,待待滤滤液干后液干后,再画一再画一两次两次滤滤液液细线细线要要_,_,使各色素使各色
28、素扩扩散的起点散的起点相同。相同。干燥后重复画一两干燥后重复画一两次次,使使滤滤液液细线细线有有较较多多的色素的色素细细、直、直步步骤骤操作要点操作要点操作目的操作目的色素分离色素分离 层层析液不能触及析液不能触及_,_,否否则则色素会溶色素会溶解在解在层层析液中析液中,而不而不会沿会沿滤纸滤纸条向上条向上扩扩散散滤滤液液细线细线3.3.实验结实验结果分析果分析:结结合下合下图图填写表格内容。填写表格内容。色素种色素种类类色素色素颜颜色色色素含量色素含量 溶解度溶解度扩扩散速散速度度a a_橙黄色橙黄色_最高最高最快最快b b叶黄素叶黄素黄色黄色_较较高高_c c叶叶绿绿素素a a_最多最多_
29、较较慢慢d d_黄黄绿绿色色较较多多_胡胡萝萝卜素卜素最少最少较较少少较较快快蓝绿蓝绿色色较较低低叶叶绿绿素素b b最低最低最慢最慢【特特别别提醒提醒】色素提取与分离的四点提醒色素提取与分离的四点提醒(1)(1)应选应选取新取新鲜绿鲜绿色的叶片色的叶片,色素含量高色素含量高,不能不能选选用用发发黄的黄的叶片。叶片。(2)(2)迅速研磨是迅速研磨是为为了防止乙醇了防止乙醇挥发过挥发过多多,充分研磨是充分研磨是为为了了充分破坏叶充分破坏叶绿绿体体,使色素充分使色素充分释释放。放。(3)(3)无水乙醇只能用于提取色素无水乙醇只能用于提取色素,而不能用于色素的分离。而不能用于色素的分离。(4)(4)可
30、以可以选择选择溶解性溶解性较较好的有机溶好的有机溶剂剂如汽油或丙如汽油或丙酮酮代替代替提取液或提取液或层层析液。析液。【核心素养提升核心素养提升】【典例示范典例示范】(2016(2016江江苏苏高考高考)下列用下列用鲜鲜菠菜菠菜进进行色素提取、分离行色素提取、分离实实验验的叙述的叙述,正确的是正确的是()A.A.应该应该在研磨叶片后立即加入在研磨叶片后立即加入CaCOCaCO3 3,防止酸破坏叶防止酸破坏叶绿绿素素B.B.即使菜叶剪碎不即使菜叶剪碎不够够充分充分,也可以提取出也可以提取出4 4种光合作用种光合作用色素色素C.C.为获为获得得10 10 mLmL提取液提取液,研磨研磨时时一次性加
31、入一次性加入10 10 mLmL乙醇研乙醇研磨效果最好磨效果最好D.D.层层析完析完毕毕后后应应迅速迅速记录结记录结果果,否否则则叶叶绿绿素条素条带带会很快会很快随溶随溶剂挥发剂挥发消失消失 【素养解素养解读读】本本题题主要考主要考查查的核心素养是科学思的核心素养是科学思维维和和科学探究科学探究,具体表具体表现现在两个角度在两个角度:核心素养核心素养素养角度素养角度具体表具体表现现科学思科学思维维批判性思批判性思维维4 4个个选项选项均考均考查对实验查对实验操作步操作步骤骤的正确判断的正确判断与与评评价价科学探究科学探究制制订订并并实实施方案施方案A A项项、C C项项、D D项项考考查对查对
32、实验实验步步骤骤、目的的理、目的的理解解【解析解析】选选B B。本题主要考查绿叶中色素的提取和分离。本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验。实验。CaCOCaCO3 3可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏,应该应该在研磨时加入在研磨时加入CaCOCaCO3 3,A,A项错误。菜叶剪碎是否充分项错误。菜叶剪碎是否充分,不不影响菜叶中色素的种类和总含量影响菜叶中色素的种类和总含量,即使菜叶剪碎不够充即使菜叶剪碎不够充分分,也可提取出也可提取出4 4种光合作用色素种光合作用色素,B,B项正确项正确;由于研磨时由于研磨时乙醇挥发乙醇挥发,为了获得为了获得10 10 mLmL提取
33、液提取液,研磨时加入多于研磨时加入多于10 10 mLmL的乙醇的乙醇,C,C项错误项错误;层析完毕后层析完毕后,应迅速记录结果应迅速记录结果,否则叶否则叶绿素条带会因色素分解而消失绿素条带会因色素分解而消失,但不会随溶剂的挥发而但不会随溶剂的挥发而消失消失,D,D项错误。项错误。【母母题变题变式式】变变式式1 1层层析装置析装置创创新新如如图图表示某同学做表示某同学做“绿绿叶中色素的提取和分离叶中色素的提取和分离”实验实验的的改改进进装置装置,据据图图分析分析:(1)(1)实验时实验时应应将将滤滤液滴在液滴在_(_(填填“a a”或或“b b”)处处。(2)(2)在定性在定性滤纸滤纸上会出上
34、会出现现4 4个不同个不同颜颜色的同心色的同心圆圆,最大的最大的圆圆圈含有圈含有_(_(填色素种填色素种类类),),呈呈现现_色色;最小最小的的圆圆圈含有圈含有_(_(填色素种填色素种类类),),呈呈现现_色。色。a a胡胡萝萝卜素卜素橙黄橙黄叶叶绿绿素素b b黄黄绿绿变变式式2 2层层析析结结果分析果分析在提取色素在提取色素时时收集到的收集到的滤滤液液颜颜色色过过浅浅,可能的原因有哪可能的原因有哪些些?提示提示:未加未加SiOSiO2 2,研磨不充分研磨不充分;未加未加CaCOCaCO3 3或加入过少或加入过少,色素分子被破坏色素分子被破坏;绿叶放置时间长绿叶放置时间长,滤液中色素少滤液中色
35、素少;一次加入无水乙醇过多一次加入无水乙醇过多,色素浓度低。色素浓度低。【高考角度全高考角度全练练】1.(20181.(2018洛阳模洛阳模拟拟)从种植于室内普通光照和室外从种植于室内普通光照和室外强强光光照下的同种植物分光光照下的同种植物分别别提取叶片的叶提取叶片的叶绿绿体色素体色素,用用纸纸层层析法分离析法分离,结结果如果如图图。下列判断正确的是。下列判断正确的是 ()A.A.室内植物叶片偏黄室内植物叶片偏黄B.B.室外植物叶片偏室外植物叶片偏绿绿C.C.室外植物叶片胡室外植物叶片胡萝萝卜素含量卜素含量 叶黄素含量叶黄素含量D.D.室内植物叶片叶室内植物叶片叶绿绿素素a a含量含量 叶叶绿
36、绿素素b b含量含量【解析解析】选选D D。提取叶片的叶绿体色素。提取叶片的叶绿体色素,用纸层析法分用纸层析法分离离,滤纸条上从上到下四条色素带分别是胡萝卜素、叶滤纸条上从上到下四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素黄素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b。室内植物叶片偏绿。室内植物叶片偏绿,A,A项错项错误误;室外植物叶片偏黄室外植物叶片偏黄,B,B项错误项错误;室外植物叶片胡萝卜室外植物叶片胡萝卜素含量素含量 叶绿素叶绿素b b含量含量,D,D项正确。项正确。2.(20172.(2017天津高考天津高考)叶叶绿绿体中的色素体中的色素为为脂溶性脂溶性,液泡中液泡中紫紫红红色的花青苷色的花青
37、苷为为水溶性。以月季成熟的紫水溶性。以月季成熟的紫红红色叶片色叶片为为材料材料,下列下列实验实验无法达到目的的是无法达到目的的是 ()A.A.用无水乙醇提取叶用无水乙醇提取叶绿绿体中的色素体中的色素B.B.用水做用水做层层析液析液观观察花青苷的色素察花青苷的色素带带C.C.用用质质壁分离和复原壁分离和复原实验实验探究探究细细胞的失水与吸水胞的失水与吸水D.D.用光学用光学显显微微镜观镜观察表皮察表皮细细胞染色体的形胞染色体的形态态和数目和数目【解析解析】选选D D。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂,可以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素用无水乙醇提取叶绿体中的色素;花青
38、苷为水溶性花青苷为水溶性,用用水做层析液可以观察花青苷的色素带水做层析液可以观察花青苷的色素带;月季成熟叶片具月季成熟叶片具有紫红色的大液泡有紫红色的大液泡,可以用于质壁分离和复原实验可以用于质壁分离和复原实验,探探究细胞的失水与吸水究细胞的失水与吸水;表皮细胞高度分化表皮细胞高度分化,不再进行有不再进行有丝分裂丝分裂,不能用光学显微镜观察染色体的形态和数目。不能用光学显微镜观察染色体的形态和数目。3.(20183.(2018安安庆庆模模拟拟)为为研究高光研究高光强强对对移栽幼苗光合色移栽幼苗光合色素的影响素的影响,某同学用乙醇提取叶某同学用乙醇提取叶绿绿体色素体色素,用石油用石油醚进醚进行行
39、纸层纸层析析,如如图为滤纸层图为滤纸层析的析的结结果果(、为为色素色素条条带带)。下列叙述不正确的是。下列叙述不正确的是 世世纪纪金榜金榜导导学号学号14120057(14120057()A.A.强强光照光照导导致了致了该该植物叶植物叶绿绿素含量降低素含量降低B.B.类类胡胡萝萝卜素含量增加有利于卜素含量增加有利于该该植物抵御植物抵御强强光照光照C.C.色素色素、吸收光吸收光谱谱的吸收峰波的吸收峰波长长不同不同D.D.画画滤滤液液线时线时,滤滤液在点液在点样线样线上只能画一次上只能画一次【解析解析】选选D D。由题图可知。由题图可知,强光下强光下,、表示的叶绿表示的叶绿素色素带变窄素色素带变窄
40、,说明叶绿素含量降低说明叶绿素含量降低,A,A正确正确;强光照条强光照条件下件下,类胡萝卜素含量增加类胡萝卜素含量增加,说明类胡萝卜素含量增加说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照有利于植物抵御强光照,B,B正确正确;是叶绿素是叶绿素a,a,是叶绿是叶绿素素b,b,都是主要吸收蓝紫光和红光都是主要吸收蓝紫光和红光,但吸收光谱的吸收峰但吸收光谱的吸收峰波长不同波长不同,C,C正确正确;画滤液线时画滤液线时,滤液在点样线上画滤液在点样线上画2 23 3次次,D,D错误。错误。【加固加固训练训练】提取提取绿绿叶中的色素叶中的色素,进进行行纸层纸层析分离析分离,对该实验对该实验中各种中各种现现象的
41、解象的解释释,正确的是正确的是()A.A.未未见见色素色素带带,说说明材料可能明材料可能为为黄化叶片黄化叶片B.B.色素始色素始终终在在滤纸滤纸上上,是因是因为为色素不溶于色素不溶于层层析液析液C.C.提取液呈提取液呈绿绿色是由于含有叶色是由于含有叶绿绿素素a a和叶和叶绿绿素素b b较较多多D.D.胡胡萝萝卜素卜素处处于于滤纸滤纸条最上方条最上方,是因是因为为其在提取液中的其在提取液中的溶解度最高溶解度最高【解析解析】选选C C。黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素。黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素,未见未见色素带的原因应该是提取或分离色素操作不当色素带的原因应该是提取或分离色素操作不当,如层析如层析时
42、滤液细线没在层析液中时滤液细线没在层析液中,会使色素溶解在层析液中会使色素溶解在层析液中,无法在滤纸条上分离无法在滤纸条上分离,A,A、B B错误错误;绿叶中叶绿素含量较绿叶中叶绿素含量较多多,而胡萝卜素和叶黄素含量较少而胡萝卜素和叶黄素含量较少,故提取液呈绿色故提取液呈绿色,C,C正确正确;胡萝卜素处于滤纸条最上方胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为胡萝卜素在是因为胡萝卜素在层析液中溶解度最高层析液中溶解度最高,在滤纸条上扩散的速度最快在滤纸条上扩散的速度最快,D,D错错误。误。考点三光合作用的探究考点三光合作用的探究历历程和程和过过程程【必必备备知知识识回回顾顾】1.1.光合作用的探究光合作用
43、的探究历历程程(连线连线):):2.2.光合作用光合作用过过程程:(1)(1)写出光合作用的写出光合作用的总总反反应应式并式并标标出各种元素的来源和出各种元素的来源和去向去向:_(2)(2)光反光反应应与暗反与暗反应应的区的区别别与与联联系系:阶阶段段._._._._过过程程图图解解 场场所所_光反光反应应暗反暗反应应叶叶绿绿体体类类囊体薄膜囊体薄膜叶叶绿绿体基体基质质物物质质变变化化水的光解水的光解:H H2 2O H+OO H+O2 2ATPATP的合成的合成:ADP+PiADP+Pi _ _COCO2 2的固定的固定:_+C_+C5 5 _CC3 3的的还还原原:_ _ _+C_+C5
44、5ATPATPCOCO2 22C2C3 32C2C3 3(CH(CH2 2O)O)能量能量转转化化光能光能_ATPATP中活中活跃跃的化学能的化学能_联联系系光反光反应为应为暗反暗反应应提供提供_,_,暗反暗反应为应为光反光反应应提供提供_ATPATP中活中活跃跃的化学能的化学能有机物中有机物中稳稳定的化学能定的化学能HH和和ATPATPADPADP和和PiPi、NADPNADP+【特特别别提醒提醒】(1)(1)光反光反应阶应阶段段产产生的生的ATPATP不不仅仅用于暗反用于暗反应阶应阶段段C C3 3的的还还原原,还还用于叶用于叶绿绿体中蛋白体中蛋白质质、核酸的合成。、核酸的合成。细细胞呼吸
45、胞呼吸产产生生的的ATPATP可用于除光合作用以外的生命活可用于除光合作用以外的生命活动动。(2)(2)色素吸收光能不需要色素吸收光能不需要酶酶,但把光能但把光能转转化化为为化学能需要化学能需要酶酶。光反。光反应应和暗反和暗反应过应过程均需要程均需要酶酶的催化。的催化。(3)(3)光反光反应应在光照条件下才能在光照条件下才能进进行行;暗反暗反应应不需要光不需要光,但但在光下可以在光下可以进进行。若植物行。若植物长长期期处处于黑暗中于黑暗中,由于缺乏光由于缺乏光反反应产应产生的生的HH和和ATP,ATP,则则暗反暗反应应也不能也不能进进行。行。【核心素养提升核心素养提升】【典例示范典例示范】(2
46、015(2015安徽高考安徽高考)如如图为图为大豆叶片光合作用暗反大豆叶片光合作用暗反应阶应阶段段的示意的示意图图。下列叙述正确的是。下列叙述正确的是()A.COA.CO2 2的固定的固定实质实质上是将上是将ATPATP中的化学能中的化学能转变为转变为C C3 3中的化中的化学能学能B.COB.CO2 2可直接被可直接被HH还还原原,再再经过经过一系列的一系列的变变化形成糖化形成糖类类C.C.被被还还原的原的C C3 3在有关在有关酶酶的催化作用下的催化作用下,可形成可形成C C5 5D.D.光照光照强强度由度由强强变变弱弱时时,短短时间时间内内C C5 5含量会升高含量会升高【素养解素养解读
47、读】本本题题考考查查的核心素养主要是生命的核心素养主要是生命观观念和念和科学思科学思维维,具体表具体表现现在以下三个角度在以下三个角度:核心素养核心素养素养角度素养角度具体表具体表现现生命生命观观念念物物质质与能量与能量观观A A项项ATPATP中化学能中化学能转转化化,C,C项项C C3 3与与C C5 5的的变变化化科学思科学思维维归纳归纳与概括与概括A A、B B项项COCO2 2固定固定过过程中物程中物质变质变化化演演绎绎与推理与推理C C、D D项结项结合合C C3 3还还原原过过程推程推测测C C5 5含量的含量的变变化化【解析解析】选选C C。本题主要考查光合作用过程中光反应阶。
48、本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反应阶段相关物质的变化。在暗反应过程中段与暗反应阶段相关物质的变化。在暗反应过程中,绿绿叶通过气孔从外界吸收的叶通过气孔从外界吸收的COCO2 2,不能直接被不能直接被HH还原还原,而而是首先与叶绿体基质中的是首先与叶绿体基质中的C C5 5结合生成结合生成C C3 3,该过程叫该过程叫COCO2 2的的固定固定,故故A A、B B项错误。在有关酶的催化作用下项错误。在有关酶的催化作用下,C,C3 3接受接受ATPATP水解释放的能量并且被水解释放的能量并且被HH还原还原,一些接受能量并被一些接受能量并被还原的还原的C C3 3经过一系列变化形成糖类经过
49、一系列变化形成糖类,另一些接受能量并另一些接受能量并被还原的被还原的C C3 3则经过一系列的化学变化则经过一系列的化学变化,又形成又形成C C5 5,故故C C项项正确。正确。D D项中项中,光照强度变弱光照强度变弱,光反应速率减慢光反应速率减慢,H,H和和ATPATP的产生量减少的产生量减少,使暗反应阶段使暗反应阶段C C3 3的还原速率减慢的还原速率减慢,生生成的成的C C5 5减少减少,而而COCO2 2的固定在短时间内正常进行的固定在短时间内正常进行,继续消继续消耗耗C C5 5,导致导致C C5 5含量减少含量减少,故故D D项错误。项错误。【母母题变题变式式】变变式式1 1光合作
50、用的光合作用的场场所所在光照在光照条件下条件下,ATP,ATP移移动动方向是方向是_。由叶由叶绿绿体基体基质质移向移向类类囊体薄膜囊体薄膜变变式式2 2光合作用光合作用过过程分析程分析若突然停止若突然停止COCO2 2供供应应,则则短短时间时间内内C C5 5的含量将如何的含量将如何变变化化?为为什么什么?提示提示:增加。停止增加。停止COCO2 2供应供应,CO,CO2 2的固定减弱的固定减弱,C,C5 5的消耗速的消耗速率变慢率变慢,C,C3 3的还原速率暂时不变的还原速率暂时不变,所以所以C C5 5的含量会增加。的含量会增加。【方法方法规规律律】细细胞中胞中C C3 3和和C C5 5