第09讲 获光能的色素和结构、光合作用原理（课件）-2025年高考生物大一轮复习扫易错攻疑难课件

第二单元 细胞的能量供应和利用 第9讲 捕获光能的色素和结构、光合作用原理 三真课堂 1 ★自主复习·精细梳理 【要求】 1．精读课本，了解知识被发现的情境。 2．精细梳理知识，使知识条理化、简约化。 3．将重点、错点、疑点用不同的符号标记出来。 4．学习小组相互检查任务完成情况，抽查学习效果，签名以示负责。 【任务】 1．必修1 97～104 2．学案第9讲 【课堂抽测】 上课开始时，对自主复习情况进行抽测，以学习小组为单位记分，作为优秀学习小组评选依据。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 1．（必修1 P98探究·实践）绿叶中色素的提取和分离提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法： 即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适 量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个 同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？ ①胡萝卜素(橙黄色)；②叶黄素(黄色)； ③叶绿素a(蓝绿色)；④叶绿素b(黄绿色) ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 2.（必修1 P101拓展应用）海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻、红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？ 藻类本身的颜色是反射光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 3.（必修1 P100、102思考·讨论）如图1、2、3、4所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展（图1中叶片黄白色部分不含叶绿体），请回答下列问题： (1)图1所示实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？该实验对环境有何特殊要求？其目的是什么？实验结果怎样？可得出何种结论？ 该实验要在没有空气的黑暗环境中进行，以排除氧气和极细光束外的其他光的干扰，实验结果是好氧细菌分布于叶绿体被光束照射的部位，由此证明叶绿体是光合作用的场所，氧气是由叶绿体释放出来的。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 3.（必修1 P100、102思考·讨论）如图1、2、3、4所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展（图1中叶片黄白色部分不含叶绿体），请回答下列问题： (2)如果对图2所示实验进行改进，用透过三棱镜的光先通过叶绿体色素提取液，再照射到载有水绵和需氧细菌的临时装片上，一段时间后，需氧细菌分布有何特点？ 三棱镜将白光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故先透过三棱镜，再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵临时装片上的光中红光和蓝紫光较弱，水绵不同部位的光合作用强度相差不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围需氧细菌分布无显著差别。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 3.（必修1 P100、102思考·讨论）如图1、2、3、4所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展（图1中叶片黄白色部分不含叶绿体），请回答下列问题： (3)图3所示鲁宾、卡门实验，能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗？为什么？ 不能。若CO2和H2O中的氧均标记，则无法分辨氧气的来源。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 3.（必修1 P100、102思考·讨论）如图1、2、3、4所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展（图1中叶片黄白色部分不含叶绿体），请回答下列问题： (4)图1中a～d可构成哪些对照组？其验证的结论分别是什么？ 图1中，a和b部位都有光照，二者的区别在于有无叶绿体，通过对照可以说明光合作用需要叶绿体；b和c部位都是绿色叶片，即都含有叶绿体，二者的区别在于有无光照，通过对比可以说明光合作用需要光照。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 4．（必修1P102“光合作用探究历程”）光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，应怎样设计实验？ 不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 1．绿叶中色素的提取原理与分离原理不同，提取原理是光合色素不溶于水，易溶于有机溶剂；分离原理是光合色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同。 2．研磨液用单层尼龙布过滤，不能用滤纸过滤。 3．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物（石油醚、丙酮、苯）作为层析液。 4．提取叶绿体中色素可用丙酮作为提取液，用水当层析液可分离液泡中色素。 5．相邻两条色素带距离最宽的是胡萝卜素和叶黄素，色素带本身最宽的是叶绿素a。 6．在95%乙醇溶液中加入无水Na2CO3后可提高叶绿体色素的溶解度。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 7．两种突变体的光合色素含量差异，可能是不同基因的突变所致，也可能是同一个基因突变方向不同导致的。 8．叶绿素对可见光的吸收有两个高峰，类胡萝卜素有一个高峰。 9．叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同，蓝紫光区a＜b，红光区a＞b。 10．叶绿素a和叶绿素b不只吸收红光和蓝紫光，还能吸收绿光。 11．类胡萝卜素可吸收紫光、蓝光、绿光，不能吸收黄光、橙光、红光。 12．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。 13．用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不能直接加碘液使叶片边缘变蓝色。 14．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 15．光合作用过程中既有吸能反应，又有放能反应。 16．光反应为暗反应提供NADPH和ATP，故光反应停止时，暗反应无法进行，然而光反应也需暗反应为之提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反应停止（如停止CO2供应）时，光反应也将受制约，从而导致O2产生速率下降。 17．光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 18．植物细胞产生的O2不只来自光合作用，H2O2分解也能产生O2。 19．光反应产生的ATP可用于暗反应、色素合成和核酸代谢等一些消耗能量的反应。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 20．在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，激活Rubisco不一定需要黑暗条件。 21．合成ATP时，也产生了水，场所为叶绿体类囊体。 22．光合作用过程既能分解水也能产生水，分解水和产生水的过程是光反应，场所为叶绿体类囊体。 23．改变水中H218O所占的比例，小球藻释放的氧气中18O2所占的比例也随之变化。 24．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程。 25．化能合成作用也能像光合作用一样将CO2和H2O合成糖类，但所需要的能量来源不同。 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 1．如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。 (1)色素含量 叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 (2)溶解度大小 胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b 2．绿叶中色素的提取和分离实验要注意哪些事项？ 过程 注意事项 操作目的 提取色素 选材 选新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高 实验试剂 研磨时加无水乙醇 溶解色素 加少量SiO2 研磨充分 加少量CaCO3 防止研磨中色素被破坏 实验操作 迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发 盛放滤液的试管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化 分离色素 制备滤纸条 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散 画滤液细线 滤液细线要直、细、齐 使分离出的色素带平整不重叠 滤液细线干燥后再画一两次 使分离出的色素带清晰分明 分离滤液中色素 滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 3．下图是光合色素及色素的吸收光谱，据图回答问题： 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 (1)植物的光合色素分布在______ ___________上。 (2)叶绿体中的色素不溶于水，易溶于__________，实验室里通常用__________提取。 (3)用层析法将色素滤液中的不同色素分离开，所依据的原理是： 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 叶绿体类囊体薄膜 有机溶剂 无水乙醇 不同色素在层析液中的溶解度不同， 色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同。 3．下图是光合色素及色素的吸收光谱，据图回答问题： 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 (4)叶绿体中的色素只吸收______，而对________________等不吸收。 (5)叶绿素对______________的吸 收量大，类胡萝卜素对________ 的吸收量大，对其他波段的光__ ___________________________。 可见光 红外光和紫外光 红光和蓝紫光 蓝紫光 并非不吸收，只是吸收量较少 3．下图是光合色素及色素的吸收光谱，据图回答问题： 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 (6)光合色素吸收的光能，一是将 水分解为___和H+，H+与______ （氧化型辅酶Ⅱ）结合，形成 ___________（还原型辅酶Ⅱ）； 二是在相关酶的催化作用下，提 供能量促使_________________。 氧 NADP+ NADPH ADP与Pi反应形成ATP 3．下图是光合色素及色素的吸收光谱，据图回答问题： 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 (7)为什么无色透明的大棚中植物的光合效率高？ 无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率高。 4．叶绿体是光合作用的完整单位，叶绿体与光合作用相适应的特点有哪些？ (1)外膜、内膜将叶绿体与细胞质基质隔开，使光合作用有序进行； (2)类囊体构成基粒，极大地扩展了受光面积和色素、酶的附着面积； (3)与光反应有关的色素和酶在类囊体薄膜上，与暗反应有关的酶分布于基质中，光反应与暗反应既相对独立，又紧密联系。 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 5．光反应与暗反应的联系如下图所示，据图回答问题。 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 (1)光反应为暗反应提供_______________，暗反应为光反应提供________ ____________。 (2)没有光反应，暗反应____________，没有暗反应，光反应__________。 NADPH、ATP NADP+、 无法进行 受抑制 ADP和Pi 5．光反应与暗反应的联系如下图所示，据图回答问题。 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 (3)光反应中光能转换为活跃的化学能并非只储存于ATP中，____________中也含有能量。 (4)暗反应C3的还原所需的ATP来自于____________产生的ATP，不来自于_____________产生的ATP。 (5)C3还原消耗的能量不只来自ATP，还可由__________提供。 NADPH 光反应 细胞呼吸 NADPH 6．连续光照和间隔光照相同的时间，合成的有机物合成量相同吗？ (1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 (2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量多。 【解疑点】 ★疑点难点·精心突破 1．绿叶中色素的提取和分离实验异常现象原因分析 异常现象 原因分析 收集到的滤 液绿色过浅 ①所选取的叶片颜色浅或不新鲜或称取绿叶过少，滤液色素 （叶绿素）太少；②未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分； ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：分次加入少量无水乙醇）；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 滤纸条色素带重叠 ①滤液细线不直；②滤液细线过粗 滤纸条色素带 浅或无色素带 ①用毛细吸管吸取滤液时，没有深入到试管底部； ②滤纸未进行干燥处理；③画滤液细线次数不够或忘记画滤液细线；④滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 2．用“过程法” 分析环境改变时光合作用物质含量的变化 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 关系 物 质 同向 反向 NADPH、ATP、C5； NADP+、ADP、Pi、C3 NADPH、ATP与C3； ADP、Pi、NADP+与C5 3．用 “模型法”分析环境改变时光合作用过程中C3和C5的含量变化 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 图1、图2、图3、图4中，甲表示______；乙表示_______。 C3 C5 4．光系统及电子传递链 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生__________________________________，光系统Ⅰ主要是介导______________________的产生。 氧气、H＋和自由电子(e－) NADPH 4．光系统及电子传递链 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 (2)电子传递过程是高电势到低电势(由于光能的作用)，释放的能量将质子(H＋)逆浓度梯度从类囊体的_______侧泵入到_______侧，从而建立了质子浓度(电化学)梯度。 基质 囊腔 4．光系统及电子传递链 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 (3)类囊体内的高浓度质子通过_______________顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用____________________________来合成ATP。 ATP合成酶 质子顺浓度梯度中流出的能量 5．光合产物及运输 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 (1)______________是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。 磷酸丙糖 5．光合产物及运输 【破难点】 ★疑点难点·精心突破 (2)光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形成_____，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体膜上的磷酸转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成_____。合成的蔗糖或临时储藏于液泡内，或从光合细胞中输出，经_________装载长距离运输到其他部位。　 淀粉 蔗糖 韧皮部 $$