2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第10讲 光合作用的探究历程与基本过程课件

(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。 (3)滤纸条看不见色素带 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。
2．(2017·高考全国卷Ⅲ)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 640～660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素参与光合 作用引起的
解析：选 C。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂如乙醇、丙酮中， A 项叙述正确；镁是叶绿素的组成元素，植物中的矿质元素主 要由根从土壤中吸收，B 项叙述正确；一般情况下，光合作用 所利用的光都是可见光(波长范围大约是 390～760 nm)，而红 外光是波长大于 760 nm 的光，紫外光是波长小于 390 nm 的光， C 项叙述错误；黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿 素合成受阻，从而使叶片表现出类胡萝卜素的黄色，D 项叙述 正确。
解析：选 A。类胡萝卜素不吸收红光，A 错误；叶绿素的吸收 光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正确；作 用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因 此可用 CO2 吸收速率随光波长的变化来表示，C 正确；叶绿素 吸收 640～660 nm 的红光，导致水光解释放氧气，D 正确。
考向 2 叶绿体的结构和功能 3．(2018·河北石家庄二中模拟)图甲为叶绿体结构模式图，图 乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是 ()
A．图乙所示结构取自图甲中的①或③ B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上 C．图乙所示的结构是产生[H]并消耗 ATP 的场所 D．叶绿体以图甲中③的形式扩大膜的表面积
影响叶绿素合成的“三大”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，叶片会发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性，影响叶绿素 的合成，低温时叶绿素容易被破坏，使叶子变黄。 (3)矿质元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁等；叶绿素合 成的辅助成分，如缺铁后某些酶无法合成，叶绿素不能合成， 叶子会变黄。
4．下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意 图，下列有关叙述正确的是( )
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉 B．两实验均需要光的照射 C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
解析：选 B。图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑 暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的 目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光 合作用产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中， 照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验 中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的 实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉 是光合作用的产物。
绿叶中色素的提取与分离
1．实验原理 (1)提取：绿叶中的色素能够溶于 有机溶剂 而不溶于水，可 用 无水乙醇 等有机溶剂提取色素。 (2)分离：各种色素在 层析液 中溶解度不同， 溶解度高 的 随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互 分离。
2．实验步骤 提取色素：称取 5 g 的绿叶，剪碎，放入研钵中→加入少量
2．如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改 进装置，据图分析：
(1)实验时应将滤液滴在____(填“a”或“b”)处。 (2)在定性滤纸上会出现 4 个不同颜色的同心圆，最大的圆圈含 有________(填色素种类)，呈现________色；最小的圆圈含有 ____________(填色素种类)，呈现________色。
2．回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题： (1)某同学的操作过程如下： ①将 5 g 新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入无水乙醇、石英 砂、CaCO3 以后，迅速研磨； ②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条 滤液细线，并连续迅速地重复画 1～2 次； ③将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快 色素在滤纸条上的扩散。
解析：选 B。提取色素时加入 SiO2 是为了研磨充分，而加入 CaCO3 是为了防止色素被破坏，A 正确；色素在滤纸条上分离 的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B 错误；实验结 果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C 正确；实验 结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D 正确。
色素的颜色 _蓝___绿___色 __黄___绿___色
黄色 橙黄色
2.叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出： (1)色素的功能：叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光 ；类胡萝卜 素主要吸收 蓝紫光 。 (2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是 390～760 nm， 一般叶绿体中的色素只吸收 可见光，对红外光和紫外光不吸收。
答案：1.(1)秋冬季节的银杏落叶 (2)秋冬季节气温较低，叶绿 素合成酶的活性降低，并且低温造成叶绿素易分解，而叶黄素 和胡萝卜素比较稳定 2．(1)a (2)胡萝卜素8·河北冀州中学段考)如图表示用韭菜宿根进行的相关 对照实验流程。下列叙述错误的是( )
A．提取色素时，要加入 SiO2 和 CaCO3 进行充分研磨 B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶 解度不同 C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照 D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多
恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋 式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 (2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的 干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光 照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在 光下的实验再一次验证实验结果。
(1)选取新鲜绿色的叶片，色素含量高，不能选用 发黄的叶片。 (2)迅速研磨是为了防止乙醇挥发过多，充分研磨是为了充分破 坏叶绿体，使色素完全释放出来。 (3)二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破 坏。 (4)制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散得均匀、 整齐，以便观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。
(必修 1 P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，最 好选择________的玻璃、塑料薄膜，理由是________________。 答案：无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他 色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而 无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较 大，有利于光合作用的进行
3．叶绿体 (1)结构示意图
外表：①___双__层__膜___ (2)结构内部③②基基粒质：：由含类有囊与体__暗堆__反叠__应而___成有，关分的布酶有
____色__素__和__与__光__反__应__有__关__的__酶_________
决定 (3)功能：进行 光合作用 的场所
证明 (4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于 叶绿体 被光束照射 的部位
如图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先 通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一 段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
提示：三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红 光和蓝紫光，故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到 水绵上的光，没有红光和蓝紫光，使水绵不同部位的光合作用 变化不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围好氧细菌分 布无显著变化。
(2)某小组利用新鲜菠菜叶进行色素的提取和分离实验的几个 同学由于操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分 析不合理的是________。
A．甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时未加入 SiO2 C．丙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 (3)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量 80% 的 __________ 和 __________ 分 解 ， 从 而 显 示 出 __________ 和 __________的颜色。
答案：(1)①不应用完整叶片，而应去掉叶柄后剪碎 ②不应连续迅速地重复画线，而应待干燥后重复画线 ③不应摇晃以免层析液没及滤液细线 (2)C (3)叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜素 叶黄素
绿叶中色素提取与分离实验异常现象分析 (1)收集到的滤液绿色过浅 ①未加二氧化硅(石英砂)，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。
(5)如果滤液细线画得不直或过粗，色素带可能出现重叠。 (6)如果忘记画滤液细线、滤液细线触及(或没入)层析液会使色 素溶解，无法分离出色素带。
[发散拓展] 1.下图中甲代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结 果：
(1)判断：乙图所示结果最有可能来自__________(填“正常生 长的柳树幼叶”或“秋冬季节的银杏落叶”)。 (2)理由：_____________________________________________。
解析：选 D。图乙所示结构含有光合色素，光合色素只分布在 叶绿体的类囊体薄膜上，对应于图甲中的③，A 项错误；在叶 绿体的基质(图甲④)中，也分布有与光合作用有关的酶，B 项 错误；消耗 ATP 的场所是叶绿体的基质(图甲④)，C 项错误； ③是叶绿体的类囊体，叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积， D 项正确。
考向 1 色素的种类及功能 1．(2016·高考全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述， 错误的是( ) A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合 作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻 引起的
分离色素：将适量的 层析液倒入试管中，分 离过程如图所示
结果分析：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不 同的色素带
色素种类
a. 胡萝卜素 b． 叶黄素 c. 叶绿素a d. 叶绿素b
色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
橙黄色 最少 最高 最快
黄色
较少 较高 较快
蓝绿色 最多 较低 较慢
黄绿色 较多 最低 最慢
_二__氧__化__硅__、__碳__酸__钙__和 10 mL 无水乙醇 →研磨→ 过滤→收集到试管内并塞严试管口 制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管 长与直径 的
滤纸条，将滤纸条的一端剪去 两角 ，在距离剪 角一端 1 cm 处用 铅笔 画一条细的横线 画滤液细线：用 毛细吸管 吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀 地 画出一条细线 ，待滤液干后，再画 1～2 次
第三单元 细胞的能量供应和利用
第10讲 光合作用的探究历程与基本过程
第三单元 细胞的能量供应和利用
考纲点击 1.光合作用的基本过程（Ⅱ） 2.实验：叶绿体色素的提取和分离
捕获光能的色素和结构
1．叶绿体中色素的种类和颜色
色素的种类
叶绿素
叶绿素 a 叶绿素 b
类胡萝卜素
__叶__黄__素____ ____胡__萝__卜__素____
结果实验失败，请指出其错误所在： ①_____________________________________________。 ②________________________________________________。 ③__________________________________________。