第三单元 第9讲 光合作用与能量转化（教师word）-2023新教材新高考生物【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

第9讲　光合作用与能量转化 四层——高考考什么 四翼——高考怎么考 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。 2.实验：提取和分离叶绿体色素。 1.本讲为高频考点，考查的知识点是与光合作用相关的物质与结构、叶绿体中色素的提取与分离，光合作用的过程、影响光合作用的因素、光合作用与细胞呼吸的综合分析与应用等。 2.命题常结合影响细胞呼吸的因素曲线或实验分析进行考查；对能力的考查对集中在模型分析、获取信息、综合运用等方面。 考点一　捕获光能的色素和结构 1．绿叶中色素的提取与分离 (1)实验原理 (2)实验步骤 (3)实验结果 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 2.叶绿体的结构及其中的色素 (1)叶绿体的结构适于进行光合作用的特点 ①外膜和内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。 ②由类囊体堆叠而成的基粒，增大了膜面积。 ③类囊体的薄膜上分布着能够吸收光能的色素。 ④叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。 ⑤与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。 (2)色素的吸收光谱 由图可以看出： ①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 ②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。 [重点整合] 1．色素的提取与分离实验出现异常现象的原因分析 (1)滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。 ②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。 ③一次加入的无水乙醇过多，导致提取液浓度太低。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 ⑤画滤液细线次数过少。 ⑥选用的绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少。 (2)滤纸条色素带重叠：滤纸条未经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。 (3)滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，色素全部溶解到层析液中。 (4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 2．影响叶绿素合成的三大因素 [考向突破] 考向一　色素提取与分离实验的基本原理和过程分析 1．(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　) A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C．研磨时添加石英砂有助于色素提取 D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散 解析　绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时色素被破坏，B错误；研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。 答案　B 2．(2021·山东济南模拟)为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取绿叶中的色素，并进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。有关叙述错误的是(　　) A．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成 B．没有无水乙醇，可用95%的乙醇加入适量无水碳酸钠 C．Ⅲ、Ⅳ色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小 D．操作中如果滤液细线触及层析液，会缩短得到四条色素带的时间 解析　强光照和正常光照相比，叶绿素含量明显降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，A正确；没有无水乙醇，可用95%的乙醇加入适量无水碳酸钠，B正确；四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，其中Ⅲ、Ⅳ色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小，C正确；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，色素会溶解在层析液中，D错误。 答案　D 考向二　色素的种类和功能 3．(全国Ⅲ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　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A项错误；叶绿素主要吸收