第15课时 捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

金榜题名创新高考总复习生物 教材查漏补缺 ■ 1.(必修1P4)请写出无氧呼吸的化学反应式： ;葡萄糖氧化分解释放 (1)产酒精的无氧呼吸： 出的能量的主要去向是 (2)产乳酸的无氧呼吸： 5.(必修1P91)蛋白质、糖类和脂质的代谢，都 2.(必修1Pg4)无氧呼吸的概念：在没有氧气 可以通过 过程联系起来 参与的情况下， 6.(2020·全国I,30节选)中耕是指作物生长 的过程。 期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一 3.(必修1P94)细胞呼吸的实质：有机物在细 项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有 胞内经过氧化分解， 的过程。 (答出两点即可)。 4.(必修1Pg3一94)在细胞内，1mol葡萄糖彻底 7.粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大 氧化分解能释放出2870k的能量，可使 现象，其原因是 977.28kJ左右的能量储存在ATP中；而 8.同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部 1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出 叶片弱，其内部原因最可能是 196.65k的能量，其中只有61.08kJ的能量 储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸 请完成课时提分集训14 的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向是 第15课时 捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索 高考目 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 标定位 过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 核心考点突破 ■ 考点一 捕获光能的色素和结构 【总结】实验异常现象分析 知识储备·夯基 未如二氧化硅，研磨不充分 1.绿叶中色素的提取和分离 使用放置数天的绿叶，滤液色素（叶 色 收集的滤液 绿素)太少 提取原理： 溶剂（如无水乙厚）能溶解色素 色素过浅 一次加入过量的无水乙醇，提取液浓 度太低（正确傲法：分次加入少量无 分离原理：各种色素在 中的溶解度不同 水乙醇提取色素) 溶解度的随层析液在滤纸上扩散 得快，反之则慢 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被 破环 研磨充分 未经干燥处理 研磨 叶 :保护叶绿素 簿纸条色厂 剪 滤液细线没有达到细、齐、直的要 提取绿叶 素带重叠 过迪 无水乙醇：溶解色素 求，使色素扩微不一致 中的色素 收集滤液 分 一忘记画端液细线 遗纸条未 制备滤纸条一滤纸条一端剪去两角使 出现色素希湾液细线接触到层析液且时间较长， 画滤液细线 细、齐、直（待滤液干后重画一到 色素全都溶解在层析液中 两次) 2.色素的分布和作用 滤纸条插人层析液 分离绿叶 防止色素溶 (1)分布：叶绿体 上 中的色素 中，层析液不能触 及滤液细线 于层析液中 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 色素色素 色素 溶解度 扩散 (3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用 种类 颜色 含量 速度 的光都是可见光。叶绿素对 胡萝卜素 最少最高最快 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收 较少较高较快 最多较低较慢 量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸 叶绿索b 较多最低最慢 收量 60 第3章细胞的能量供应和利用 吸收光能的百分比% (4)实验对照设计得妙：进行黑暗（局部光 100 照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是 类胡萝卜素 由光照引起的。 50 叶绿素b 判断正误 (1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素( 叶绿素a (2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值 400450500550600650700波长/mm 不同 3.叶绿体的结构和功能 (3)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多 ( 反射 叶绿体 绿光 (4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体 基粒和基质中 ) (5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积 类囊体 形态：一般呈扁平的 典型例题·研磨 外表：① 考向一 捕获光能的色素和结构 结构 ②：含有与 有关的酶 【例1】(2024·贵州高考)为探究不同光照强度 内部③基粒：由 对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度 堆叠而成，分布有 和与光反应有关的酶 下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间 后获取各组光合色素提取液，用分光光度法 功能：进行 的场所 (一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸 没有空气、黑暗中用极细光束照 恩格水绵 光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合 射一需氧细菌集中于叶绿体 尔曼 和需无空气 色素含量。下列叙述错误的是 实验氧细 完全曝光→需氧细菌分布于叶 A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 证据菌 绿体 B.分离提取液中的光合色素可采用纸层 析法 【总结】 恩格尔曼实验设计的4点巧妙 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现 之处 差异 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于 【例2】(2024·广东高考)银杏是我国特有的 观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的 珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某 部位。 同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色 (2)排除千扰的方法妙：没有空气的黑暗环 素差别，下列实验操作正确的是 ) 境，排除了空气中氧气和光的干扰。 A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状 B.研磨时用水补充损失的提取液 投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 的部位，相当于一组对照实验。 D.用过的层析液直接倒入下水道 61 金榜题名创新高考总复习生物 考点二 光合作用原理的探索 知识储备·夯基 关键考能·提升 探索光合作用的部分实验 得益于纸层析法的发明和放射性同位素的 研究，卡尔文及其同事用CO2饲养单细胞小 年份 科学家 发现 球藻，观察光合作用过程中碳的转化和去 向，从而揭示了光合作用暗反应的过程。如 普遍认为，在光合作用中，CO2 图为卡尔文等研究的主要流程，请回答下列 19世 分子的C和O被分开，O2被 问题： 纪末 释放，C与H2O结合成甲醛， 桨式搅拌机注人CO, 然后甲醛分子缩合成糖 灯 小球藻 培养液 )每隔几秒用沸腾的目 蒸发浓 发现 对植物有毒害作 取出部分乙醇杀死 1928 样品 细胞并取 缩后双 用，而且甲醛不能通过 年 晒干后代谢物 向层析 转化成糖 T旋转9心t 检测放射性 层析液B 层析液A点样 离体叶绿体在适当条件下发生 位置和放射量 1937英国植物学 (1)卡尔文等用4CO2处理小球藻不同时 的化学反 年 家希尔 间，随后用沸腾的乙醇杀死细胞，目的是 应称作希尔反应 什么？ 用 的方法，研究 了光合作用中氧气来源 (2)随后通过双向纸层析分离小球藻中的有 1941 美国科学家于H2O: 机物。点样处位于滤纸的左下角：双向纸层 年 鲁宾和卡门H218O+CO2→植物· 析是第一次层析后，将滤纸旋转90°进行第 二次层析的方法；层析液中溶解度越大的物 质在滤纸上扩散得越快。据图分析两次层 H2O十C18O2→植物， 析过程中使用了 (填“相同”或“不 同”)的层析液，判断依据是什么？ 在光照下，叶绿体可合成 1954美国科学家 1957年，他发现该过程总是与 年 相伴随 (3)对代谢物纸层析的原理是什么？与单向 纸层析相比，双向纸层析的优点是什么？ 判断正误 (1)希尔实验证明了水的光解和糖的合成不是 同一个化学反应 ( (2)希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中 (4)如图为小球藻同化11CO2不同时间的放 射自显影图。根据实验结果请对“尿苷二磷 的氧元素全部来自水 () 酸葡萄糖、磷酸丙糖、PGA(C3)”三种物质出 (3)卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的 现的先后顺序进行排序 转化途径采用了同位素示踪法 62 第3章细胞的能量供应和利用 丙氨酸苹果酸 的化学反应称为“希尔反应”。下列说法错 谷氨酸◆柠檬酸 什氨 天冬氨酸 误的是 丙氨酸 苹果酸 蔗糖，丝氨酸 PEPA △.希尔反应不能说明植物光合作用产生的 PGA PEPA 磷酸丙糖 磷酸丙糖PGA 氧气中的氧元素全部来自水 磷酸糖， B.可用放射性同位素标记法追踪水中氧原 尿苷二磷酸葡萄糖二磷酸糖 磷酸糖、 二磷酸糖' 子的去路 让小球藻使用CO同化30s让小球藻使用CO同化5s C.希尔反应模拟了叶绿体反应阶段的部分 变化 D.希尔反应说明水的光解和糖的合成不是 同一个化学反应 PGA 【例4】在适宜的光照下，将14CO2供给小球 藻，在未产生糖类之前，研究人员就检测到 让小球藻使用C0,同化0.5s 了放射性的氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸等物 质。下列叙述错误的是 典型例题·研磨 A.CO2被真正利用的场所是叶绿体的基质 考向二光合作用原理的探究 B.研究光合产物类型可以采用同位素标 【例3】(2025·甘肃张掖模拟)英国植物学家 记法 希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁 C.丙氨酸和甘氨酸就是小球藻的必需氨 盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O,没有 基酸 CO2),在光照下可以释放出氧气。离体叶 D.蛋白质也可能作为小球藻的光合产物 绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气 之 教材查漏补缺 >》 ■ 1.(必修1P98)绿叶中的色素有4种，它们可以 4.(必修1P1o1)叶绿体是 的场 归为两大类： (含量约占3/4)和 所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多 (含量约占1/4)，其中前者包含 吸收光能的 ,在类囊体膜上和叶 (蓝绿色)和 (黄绿 绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需 色)，后者包含 (橙黄色)和 的 (黄色)。 5.植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 2.(必修1Pg9)叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ,胡萝卜素和叶黄素主要吸 收 6.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、 3.(必修1P9图5一12)从叶绿素吸收光谱图 褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致 可知，叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿 是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有 素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素 关吗？ b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带 比叶绿素a (填“宽”或“窄”)。研究 表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光 7.温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的 占比增加。请预测：在适当遮光的条件下， 玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源？ 叶片（如同一植物底层叶片）中叶绿素a/b ,弱光下的吸光能力 ,有利 于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的 种适应。 请完成课时提分集训15 63考点二 知识储备 【例2】C[A,本实脸目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的 1.醇活性 抑制有氧上增大干塌 色素差别，选择新鲜程度不问的叶片分开研磨，A错误：B、色素 判断正误 溶于有机溶剂，提取液为无水乙醉，光合色素不溶于水，B错误： (1)×提示马铃薯块茎进行产生乳酸的无氧呼吸，不产生 C、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 酒精 以置于同一个烧杯中层析，C正确：D、用过的层析液含有石油 (2)(3)、/(4)、 醌、两明和苯，不能直接例入下水道，D错误。故选C, 典型例题 考点二知识储备 【例3】BC[A、分析题意可知，图中横坐标是氧气浓度，据图可 甲醛光合作用水的光解，产生氧气同位素示踪8O 知，当氧气浓度为0时，甲曲线仍有释放，说明甲表示二氧化碳 ),阿尔农ATP水的光解 的释放量，乙表示氧气吸收量，A错误：B、O米度为b时，两曲 判断正误 线相交，说明此时氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，细胞 (1)√ 呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸， (2)×提示希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，不能说 不进行无氧呼吸，B正确：CO,求度为0时，植物只进行无氧呼 明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，还可能来 吸，氧气浓度为时，枝物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气来 自其他物质。 度为b时植物只进行有氧呼吸，故)，求度由0到b的过程中， (3)√ 有氧呼吸消耗萄萄糖的速率逐渐增加，C正确：D,O2浓度为4时 关键考能 并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定 (1)提示 目的是终止反应，溶解有机物。 能满足某些生物组织的佛存，且该浓度下葡简糖的消耗速率 (2)不同 定不是最小，据图，此时气体交换相对佳CO为0.6，O为0.3， 提示有的斑，点在水平方向上的扩散距离无明显差并，而在垂 其中C02有0,3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。按有氧 直方向上是异明显 C6(O:CO=1:66,无氧呼吸C￥C02=1:2,算得C (3)提示原理：在层析液中溶解度越大的物魔，在滤纸上扩散 (葡萄糖)的相对消耗量为0.05十0.15三0.2。而无氧呼吸消失点 得越快，反之则越慢。 时，4和C()2的相对值为0,7，算得C。的相对消耗量略大于 优，点：将第一次层析重叠或距离较近的物质通过第二次层析彻 0.1,明显比a点时要低，所以a点时葡萄梳的消耗德率一定不是 底分离。 最小，D错误。故选BC。] (4)PGA→磷酸丙糖→尿苷二磷酸葡萄糖 【例4】B[A、大多数营养元素的吸散是与植物根系代谢活动密 典型例题 切相美的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过 【例3】B[A、希尔反应证明了光合作用产生O,但不能证明植 多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足， 物光合作用产生的O中的氧元素全部来自HO,也可能来自于 A正确：B,根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误：C,浇 其他有机物，A正确：B、氧原子的同位素“O是稳定性同位素，无 水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了 放射性，B错误：C、希尔反应模椒的是光合作用光反应阶段的部 无氧呼吸的进行，C正确：D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在 分变化，发生在叶绿体中，C正确：D、希尔反应的悬浮液中只有 胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故 水，没有CO,,不能合成糖类，说明水的光解和糖的合成不是同 选B门 一个化学反应，D正确。故选B。] 教材查漏补缺 【例4】C[A、C)2在叶绿体的基质中被固定，A正确：B、1C 1.1)C,HzO,,2C,HOH(酒精)+2CO,+少量能量 是C的放射性同位素，用同位素标记法可追踪碳的转移逢径， 以研究光合产物类型，B正确：C、丙氨酸和甘氨酸是小球藻光合 (2)CH1:O6 傍，2C,H,0(乳酸)+少量能量 作用合成产物，说明小球蒸可以自身合成丙氨酸和甘氨酸，二者 2.葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量 隔于小球藻的非必需氨基酸，C错误：D、研究人员在小球藻来产 3.释放能量并生成ATP 生糖类之前就栓测到放射性的氛基酸，说明小球藻光合作用产 4,存留在酒精或乳酸中以热能的形式散失 生氨基酸是在糖类合成之前，这些氮基酸还可以继续合成蛋白 5,细胞呼吸 质，周此蛋白质地可能作为小琼藻的光合产物之一，D正确。故 6,减少杂草与植物对水分、矿质元素和光的竞争：增加土環氧气含 选C。] 量，促进根系细胞的呼吸 教材查漏补缺 7,种子在有氧呼吸过程中产生了水 1,叶绿素类胡萝卜素叶绿素丑叶绿素b胡萝卜素叶黄素 8.同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低 2.蓝紫光和红光蓝紫光 第15课时 捕获光能的色素和结构及 3.宽降低增强 4,进行光合作用色素分子酶 光合作用原理的探索 5,提示。这种波长的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光 考点一知识储备 合作用中合成有机物。 1.有机层析液高 二氧化硅碳酸钙扩散均匀橙黄色 6,提示这种现象与光能的捕获有美，不同颜色的藻类吸收不同 叶黄素黄色叶绿素鱼蓝绿色黄绿色 波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光 2.(口)类囊体薄膜(3)红光和蓝紫光蓝紫光较少 7,提示最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各 3.椭球形球形双层膜基质暗反应类囊体色索光合 种颜色的光通过：补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种旗色 作用被光束照射到的部位所有受光部位 的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。 判断正误 第16课时光合作用的原理 (1) (2) (3)X 提示 叶片黄化，叶绿素减少，叶绿体对红光的吸收 考点一知识储备 减少 1.叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气 (4)X提示叶绿体基质中不含色素，只含有光合作用需要 3.光类囊体薄膜基质ATP和NADPH中活跃的化学能有 的醉 机物中稳定的化学能 (5)×提示 叶绿体内膜光滑，和外膜面积相近。 4,糖类光能某些无机物氧化时释放的能量硝化细菌 典型例题 判断正误 【例1】D[A,提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A (1)X提示光反应等光能转化为储存在ATP和NADPH中 正确：B、由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的 活跃的化学能 扩散论度不同，从而达到分离的效果，这是纸层析法，B正确：C、 (2)X提示暗反应中，CO不能直接被NADPH还原，必须 不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含登不司可使叶色 经过C),的固定形成C,再在有关酶的催化作用下，C接受 出现盏异，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使 ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。 叶片呈黄色，C正确：D、叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫 (3)×提示在暗反应阶段中1C的转移途径是1“CO2→ 光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，D错误。故选D门 1C3+(14CH2O). 586