第9讲捕获光能的色素光合作用的过程-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（教师课件）

2024-12-23

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资源信息

学段	高中
学科	生物学
教材版本	-
年级	高三
章节	-
类型	课件
知识点	光合作用
使用场景	高考复习
学年	2025-2026
地区（省份）	全国
地区（市）	-
地区（区县）	-
文件格式	PPTX
文件大小	2.82 MB
发布时间	2024-12-23
更新时间	2024-12-23
作者	山东文丰苑图书有限公司
品牌系列	名师大课堂·高考总复习艺术生必备
审核时间	2024-12-23
下载链接	https://m.zxxk.com/soft/49524841.html
价格	4.00储值（1储值=1元）
来源	学科网

内容正文：

第三单元　细胞的能量供应和利用第9讲　捕获光能的色素　光合作用的过程必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 01 考点一 02 考点二 03 考点三必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页考点一　实验：绿叶中色素的提取和分离必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页有机溶剂无水乙醇无水乙醇溶解度溶解度高层析液必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页防止色素被破坏研磨充分色素扩散均匀分离出的色素带平整不重叠清晰必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页叶黄素叶绿素a 黄绿色必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 √ × 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 √ √ × 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页光能捕获有关，即不同颜色的藻类吸收不同波长的光必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 C 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页考点二　捕获光能的色素、叶绿体的结构与功能必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页蓝绿色黄绿色叶黄素胡萝卜素必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页红光和蓝紫光蓝紫光可见光必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页外膜内膜类囊体基粒类囊体叶绿体基质类囊体的薄膜叶绿体基质必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页光合作用必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页叶绿体光照叶绿体必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页红光和蓝紫光吸收光能氧红光和蓝紫光必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 D 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页考点三　光合作用的过程必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 O2 NADPH C3 CO2 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质 O2 NADPH ATP CO2 2C3 (CH2O) ATP 活跃 ATP 有机物稳定必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 × √ √ [学以致用] 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 √ √ × × 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 C5 ATP、NADPH、C5 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页在叶绿体中：C5＋CO22C3① C5＋O2C3＋C2② 在线粒体中：2C2＋NAD＋C3＋CO2＋NADH＋H＋③ [注]　C2表示不同种类的二碳化合物，C3也类似。图1 必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页 CO2的固定细胞质基质线粒体基质必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页有氧呼吸光呼吸 7－10时，随着光照强度的增加，株系1和2转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程不能总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由图示不能得出株系1 的呼吸速率，故不能计算出其总光合速率必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页相同光照强度和CO2浓度下，株系1的净光合速率较高，积累有机物较多必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页谢谢观看按ESC键退出全屏播放必修1　分子与细胞返回导航下一页上一页探究·实践　绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理 (2)实验步骤 (3)实验结果分析诊断常考语句，澄清易错易混 1．(必修1 P98“探究·实践”)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(　　) 2．(必修1 P98“探究·实践”拓展)滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(　　) 3．(必修1 P98正文)阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时形成的不同颜色的光带叫作光谱。(　　) 4．(必修1 P99“学科交叉”)叶绿体中的色素一般只利用波长在400～760 nm之间的可见光。(　　) 5．(必修1 P101正文)光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。(　　) 阐述基本原理，突破长句表达 1．(源于必修1 P101“练习与应用·拓展应用”)海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深。分析原因：这种现象与__________________________________ ________________。 2．(源于必修1 P99“旁栏思考”)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？提示这种波长的光光合色素吸收最少，因此不能用于植物工厂里的光源。 3．必修1 P98“探究·实践”拓展：分离叶绿体中的色素，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4个不同颜色的同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？提示 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)。色素提取和分离四个常见异常现象原因分析异常现象发生的原因滤液绿色过浅 (色素条带变窄) 未加石英砂(SiO2)，研磨不充分使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少一次加入大量的无水乙醇，色素浓度太低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滤液细线不直滤液细线过粗滤纸条无色素带忘记画滤液细线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滤纸条色素带少未加碳酸钙导致叶绿素被破坏所用叶片为“黄叶” （2024·广东卷）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道解析：本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。故选C。 1．叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a __________ 叶绿素b __________ 类胡萝卜素 __________ 黄色 ____________ 橙黄色 2．叶绿体中色素的吸收光谱分析 (1)色素的功能：叶绿素主要吸收________________；类胡萝卜素主要吸收__________。 (2)色素吸收光的范围：可见光的波长是400～760 nm，一般叶绿体中的色素只吸收__________，对红外光和紫外光不吸收。 3．叶绿体的结构适于进行光合作用的特点 (1)________和________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__________堆叠而成的________，增大了膜面积。 (3)__________的薄膜上分布着能够吸收光能的色素。 (4)______________中还含有少量的DNA和RNA。 (5)与光合作用有关的酶分布在______________上和____________中。 4．叶绿体的功能 (1)功能：叶绿体是绿色植物进行____________的场所。 (2)叶绿体功能的实验验证 ①实验者：德国科学家恩格尔曼。 ②第一个实验 eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(　水绵,需氧细菌)) eq \o(————→,\s\up17(黑暗),\s\do15(无空气)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(极细光束照射水绵→需氧,细菌只集中分布在叶绿体,　被光束照射到的部位,完全曝光→需氧细菌,　分布在叶绿体所有,　受光的部位)) 实验结论：O2是由__________在________条件下释放出来的，__________是光合作用的场所。 ③第二个实验用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在________________区域。实验结论 a．叶绿体能____________用于光合作用放______。 b．叶绿体主要吸收________________。 [特别提醒]　恩格尔曼实验的巧妙之处 (1)实验材料选择巧妙：实验材料选择水绵，水绵不但具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体在细胞中呈螺旋式分布，便于观察实验结果和设置对照。 (2)排除干扰的方法巧妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计巧妙：通过观测需氧细菌的分布，准确判断出释放氧气的部位。 (4)实验对照设计巧妙：用极细的光束点状投射，使叶绿体上分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 1．影响叶绿素合成的三大因素 2．光合色素的分布与功能 (1)色素的分布位置：色素不只分布于叶绿体中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。 (2)色素的功能特点：叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。 [注]　类胡萝卜素不吸收红光。 3．色素与叶片的颜色 (1)正常绿色：正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，反射较多，所以正常叶片总是呈现绿色。 (2)叶片变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。 (3)叶色变红：秋天时，低温和植物体内积累的可溶性糖有利于花青素的形成，花青素在酸性的叶肉细胞中变成红色，而叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色。（2023·全国乙卷）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（　　） A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素（叶绿素和类胡萝卜素）分布在类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，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，反之则慢，D错误。光合作用的过程 (1)光合作用反应式：______________________________。 CO2＋H2O eq \o(——→,\s\up17(光能),\s\do15(叶绿体)) (CH2O)＋O2 (2)光合作用过程图解 a．写出图中①～④代表的物质：①_____，②____________，③______，④________。 b．列表比较光反应与暗反应光反应暗反应场所 ________________ __________ 变化物质变化 H2O eq \o(——→,\s\up17(光能),\s\do15(酶)) ____＋__________ ADP＋Pi eq \o(——→,\s\up17(光能),\s\do15(酶)) ______ _____＋C5 eq \o(——→,\s\up17(酶)) _____ eq \o(——————→,\s\up17(ATP、NADPH),\s\do15(酶)) __________＋C5 能理变化光能→______中____的化学能 ______中活跃的化学能→______中____的化学能诊断常考语句，澄清易错易混 1．(必修1 P103～104黑体)光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行。(　　) 2．(必修1 P103“相关信息”)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。(　　) 3．(必修1 P103正文)NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。(　　) 4．(必修1 P103正文)叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O分解产生氧和NADPH；一方面用于ATP的合成。(　　) 5．(必修1 P104“相关信息”)C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1，5－二磷酸(RuBP)。(　　) 6．(必修1 P104“相关信息”)光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处。(　　) 7．14CO2中14C的转移途径是14CO2—→14C3—→14C5—→(14CH2O)(　　) 阐述基本原理，突破长句表达 (源于必修1 P100～101“思考·讨论”)下面是光合作用探究历程中恩格尔曼的实验示意图，请分析： (1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示：(1)选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 (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什么？提示：排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。 (3)(必修1 P102“思考·讨论”拓展)希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，理由是____________________________。提示：水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与。 (4)(必修1 P102“思考·讨论”拓展)模拟鲁宾、卡门的实验时，能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗，为什么？提示：不能，因为若CO2和H2O中的氧均标记，则无法分辨氧气的来源。 (5)(必修1 P103图5－14拓展)假如白天突然中断了CO2的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是______。突然停止光照，叶绿体内含量减少的物质是__________________________。 1．光合作用反应式中元素去向分析 ①H：3H2O eq \o(——→,\s\up17(光反应)) 3H＋ eq \o(——→,\s\up17(暗反应)) (C3H2O)。 ②C：14CO2 eq \o(————→,\s\up17(CO2的固定)) 14C3 eq \o(———→,\s\up17(C3的还原)) (14CH2O)。 ③O：H eq \o\al(18,2) O eq \o(——→,\s\up17(光反应)) 18O2； C18O2 eq \o(————→,\s\up17(CO2的固定)) C3 eq \o(———→,\s\up17(C3的还原)) (CH eq \o\al(18,2) O)。 2．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质变化如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： (2)“模型法”表示C3和C5等的含量变化 [特别提醒] (1)C5、NADPH、ATP的变化一致。C3与C5、NADPH、ATP的变化相反。 (2)C3量高于C5量，一般C3量为C5量的2倍。 (3)对光合作用有利，则(CH2O)合成增加，反之则减少。 3．连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 (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积累量要多。 (3)应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。（2024·黑吉辽卷）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2的值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。（1）反应①是　　　　　　　　过程。（2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是　　　　　　　和　　　　　　　　。（3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自　　　　　和　　　　　（填生理过程）。7～10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是___________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________。据图3中的数据　　　　　　（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是_______________________________________________ _______________________________________________________________。（4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______________________________________________ ____________________________________________________________ 解析：（1）反应①C5和CO2在酶R的作用下生成C3，是CO2的固定过程。（2）有氧呼吸的第一阶段和第二阶段产生NADH，场所分别为细胞质基质和线粒体基质。（3）由图1可知，光呼吸过程也可以产生CO2；结合教材知识可知，有氧呼吸第二阶段也可以产生CO2，故图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸和有氧呼吸。根据题中信息“我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2”推测，7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异是株系1和2与WT的光呼吸速率存在差异导致的，再结合题干信息“光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程”推测，7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，从而导致株系1和2的净光合速率增强。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，根据图3无法推出株系1的呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。（4）由图2和图3可以看出，在相同光照强度和CO2浓度下，与株系2相比，株系1的净光合速率较高，积累的有机物较多，产量可能更具优势。 $$

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