4 第三单元 第10讲 能量之源——光与光合作用

水
＋ －－ －
CaCO3 SiO2
＋ ＋－ ＋ ＋ ＋＋ －
A．①②③④ C．④②③①
B．②④①③ D．③②①④
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解析：选 B。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素 分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符； 丙同学由于未加 CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正 常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加 SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各 种色素的含量均减少，对应③。
第三单元 细胞的能量供应和利用
第10讲 能量之源——光与光合作用
生物
第三单元 细胞的能量供应和利用
1
01
考点一 捕获光能的色素和结构
02
考点二 光合作用的基本过程
03
考点三 影响光合作用的因素及应用
04
易错·盲点·清零
05
高效作业 知能提升
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2
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5
2．叶绿体中色素的吸收光谱分析
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6
由图可以看出：
390~760nm 可见光
红光和蓝紫光 蓝紫光
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7
3．叶绿体的结构与功能 (1)叶绿体的结构模式图
光反应
暗反应
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(9)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
[2016·江苏卷，T17D]( × )
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14
【长句特训·规范】 下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析回答下列问题：
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考点二 光合作用的基本过程
1．光合作用的探究历程[连一连]
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2．光合作用过程
叶绿体 二氧化碳和水
氧气
光 类囊体薄膜
水的光解
活跃的化学能
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(必修 1 P94 和 P103“相关信息”改编)完成下表，分析光合作用过程中[H]与细胞呼吸
过程中[H]的区别。
光合作用过程中[H] 细胞呼吸过程中[H]
本质 还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 还原型辅酶Ⅰ(NADH)
来源
________阶段
无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素 b
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解析：选 D。研磨时加入 CaCO3 能防止叶绿素被破坏，A 项错误；层析液由有机溶剂 配制而成，B 项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C 项错误；对照图示 结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素 b，D 项正确。
正确的是
()
A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素 a 和叶绿素 b 较多
D．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
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解析：选 C。黄化叶片也可见叶黄素和胡萝卜素的色素带，未见色素带的原因可能是滤 液细线没及层析液而溶解于层析液，A 错误；色素能溶于层析液，B 错误；一般情况下， 叶绿素含量比类胡萝卜素多，故提取液常呈绿色，C 正确；叶绿体中的色素在层析液中 的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，如胡萝卜素在层析液(而不是 提取液)中扩散得最快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，如叶绿素 b，D 错误。
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【考法纵览·诊断】
(1)叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素
[2019·全国卷Ⅲ，T29 节选]( √ )
(2)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体膜上，该物质主要捕获
可见光中的蓝紫光和红光
[2018·全国卷Ⅲ，T29 节选]( √ )
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2．(2020·河北冀州中学段考)下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，并进行充分研磨 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
ATP
CO2
酶
叶绿体基质
C3 的还原 活跃的化学能
NADP+、ADP 和 Pi
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[巧记] 光合作用过程的“一、二、三、四”
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3．光合作用和化能合成作用的比较
CO2 和 H2O
氧化无机物放 出的能量
[2017·天津卷，T5B]( √ )
(6)若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
[2017·海南卷，T10C]( × )
(7)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
[2016·全国卷Ⅱ，T4C]( × )
(8)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的
[2016·全国卷Ⅱ，T4D]( √ )
15
(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上巧．妙．之．处．是________________________。 (2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原．因．是_______________________。 (3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目．的．是_____________________________。 (4) 萨 克 斯 实 验 中 在 染 色 前 通 常 用 酒 精 对 叶 片 进 行 脱 色 处 理 ， 目．的．是 ________________________________________________________________________。
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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。
8
(2)叶绿体的功能
外膜
叶绿体基质
色素
类囊体膜 光反应
暗反应
光合作用
叶绿体
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9
( 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，其他颜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
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4．(2020·河南天一大联考模拟)为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越
大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一
系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是 ( )
二氧化硅
颗粒大小(目)
D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小
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解析：选 B。根据光合色素易溶于有机溶剂的原理，可用无水乙醇来提取，A 正确；分 析表格数据可知，加入二氧化硅会使叶绿素 b 的含量减少，不利于叶绿素 b 的提取，B 错误；根据表格数据可知，分别使用颗粒大小为 20、50、100、200 目的二氧化硅提取 得到的叶绿素总量分别为 0.61、0.70、0.59、0.59 mg/g，故用 50 目的二氧化硅提取得到 的叶绿素总量最多，C 正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素被有机酸分解，若叶片 研磨过程中未加入碳酸钙，则表中叶绿素 a、叶绿素 b 数据均减小，D 正确。
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【真题例证·体验】
(2019·高考江苏卷)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶
和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是
()
A．研磨时加入 CaCO3 过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
(5)两实验设计中是如何形成对．照．的？_________________________________________。
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答案：(1)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)排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰 (3)消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰 (4)防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰 (5)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
叶绿素种类
0
20
50
100
200
叶绿素 a(mg/g)
0.25
0.53
0.61
0.48
0.47
叶绿素 b(mg/g)
0.16
0.08
0.09
0.11
0.12
A．提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂
B．加入二氧化硅对叶绿素 a 和叶绿素 b 的提取均有益
C．据表可知，用 50 目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多
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1．绿叶中色素提取与分离实验异常现象分析
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18
2．影响叶绿素合成因素的分析
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绿叶中色素的提取和分离 科学探究
1．(2020·广东六校一模)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，
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3
考点一 捕获光能的色素和结构
1．绿叶中色素的提取和分离实验 (1)实验原理
有机溶剂
层析液
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4
(2)实验步骤
二氧化硅 保护叶绿素
无水乙醇
使扩散均匀
滤液细线
橙黄色 蓝绿色
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捕获光能色素的种类及功能
科学思维
3．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂
的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们
所得的实验结果依次应为
()
试剂
甲 乙丙 丁
无水乙醇
－ ＋＋ ＋
去向
____________
有氧呼吸第________阶段生成________
答案：光反应 三碳化合物的还原 三 水
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【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅰ)将一株质量为 20 g 的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段
时间后植株达到 40 g，其增加的质量来自
()
A．水、矿质元素和空气
B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤
D．光、矿质元素和空气
解析：选 A。该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加，干重增加量
来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用 CO2(空气)和 H2O 合成的有机物。故选 A。
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第三单元 细胞的能量供应和利用
(3)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
[2017·全国卷Ⅲ，T3A]( × )
(4)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
[2017·全国卷Ⅲ，T3D]( √ )
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(5)用水作层析液观察花青苷的色素带
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【考法纵览·诊断】
(1)大气中的碳主要在叶绿体基质部位被固定，进入生物群落