专题10 光合作用-备战2024年高考生物一轮复习重难点专项突破

专题10 光合作用 一、捕获光能的色素和结构 (一)绿叶中色素的提取和分离 1．实验原理 提取 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，而不溶于水，可用无水乙醇提取色素 分离 不同的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 (1)提取色素 ①研磨 操作图解 添加物质 作用 无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 研磨充分 碳酸钙 防止研磨过程中色素被破坏 ②过滤：用单层尼龙布过滤→收集滤液。 (2)分离色素——纸层析法 主要操作 操作要点 操作目的 制备滤 纸条 一端剪去两角 保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐 画滤液 细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细线 滤液细线要细、直，使各色素扩散的起点相同 待滤液干后，再重画一到两次 使滤液细线上有较多的色素 层析 层析液不能触及滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，而不会沿滤纸条向上扩散 　　3.实验结果及分析 实验 结果 滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带 结果 分析 ①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素； ②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多； ③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明色素溶解度越高 (二)绿叶中的色素及其吸收光谱 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a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。 (三)叶绿体的结构适于进行光合作用 1．叶绿体的模式图 模式图 结构 ①叶绿体膜：双层膜；②基质：含有与暗反应有关的酶；③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶 功能 进行光合作用的场所 2.恩格尔曼的实验 (1)结论：直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 (2)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带状分布，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。 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：a.用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；b.临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果；c.照射不同色光进行对照，直观地证明了叶绿体吸收的光谱有差别。 二、光合作用的原理和应用 1．探索光合作用原理的部分实验(连线) 2．光合作用过程 (1)反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 (2)基本过程(据图填空) 图中：①NADPH，②2C3，③ADP＋Pi，④O2，⑤(CH2O)。 (3)光反应与暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 需光 不需要光 物质 变化 H2OH＋＋O2＋能量； NADP＋＋H＋＋能量―→NADPH； ADP＋Pi＋能量ATP CO2＋C52C3； 2C3(CH2O)＋C5 能量 变化 光能―→ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能―→(CH2O)中的化学能 3.光合作用强度的表示方法 (1)定义表示法：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)其他表示方法 ①单位时间内通过光合作用消耗的CO2的量。 ②单位时间内通过光合作用产生的O2的量。 (3)研究意义：直接关系农作物的产量。 4．探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)实验原理 ①利用抽气法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。 ②通过光源与烧杯的距离调节光照强度。 ③光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内圆形小叶片上浮的数量来比较光合作用强度。 (2)实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。 5．影响光合作用的环境因素 光照 强度 直接影响光反应的速率，光反应产生NADPH和ATP的数量多少会影响暗反应的速率 温度 影响光合作用过程，特别是影响暗反应中酶的催化效率，从而影响光合速率 CO2 浓度 是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率 矿质 元素 直接或间接影响光合作用。例如镁是叶绿素的组成成分，氮对酶的含量有影响，磷是ATP的组成成分 一、单选题 1．实验是生物学发展不可缺少的一部分。下列有关教材实验的叙述，正确的是（    ） A．用藓类叶片直接制片即可用于观察细胞中叶绿体的形态 B．斐林试剂与双缩脲试剂的化学成分及使用方法都不同 C．用无水乙醇对菠菜绿叶中的光合色素进行提取和分离 D．用溴廨香草酚蓝溶