第3章 周末练11 光合作用——光能的捕获和转换（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（苏教版）

这是一份高中生物学周测课件（周末练11），聚焦光合作用的光能捕获与转换，包含提取分离光合色素实验（原理、材料、步骤、结果）和光合作用过程（叶绿体结构、光反应与暗反应区别联系），辅以多道强化训练题及详细解析，构建知识学习支架。 资料特色突出核心素养培养，实验部分通过试剂作用分析（如CaCO₃防叶绿素破坏）和结果对比，强化结构与功能观、物质与能量观等生命观念，结合镇江、盐城等地期末题，以问题链引导科学思维，提升探究实践能力。适合高一学生巩固基础，帮助教师高效开展教学，落实重难点。

第三章　细胞中能量的转换和利用 光合作用——光能的捕获和转换 周末练11 一、提取和分离叶绿体中的光合色素 1.实验原理 (1)提取原理：绿叶中的光合色素能够溶解在 中。 (2)分离原理：绿叶中的光合色素在层析液中 不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得 ；溶解度低的随层析液在滤纸条上扩散得 。 有机溶剂 溶解度 快 慢 2.实验材料用具、实验方法步骤 (1)实验材料用具：新鲜绿叶(含有丰富色素)，无水乙醇，二氧化硅(SiO2)，碳酸钙(CaCO3)，层析液。 无水乙醇作为 ，可以溶解 ；层析液用于 色素；二氧化硅破坏细胞结构，有助于 ；碳酸钙防止研磨过程中________ 。 (2)实验方法步骤 ①叶绿体中色素的提取(过滤法)：研磨(研钵中加入剪碎的新鲜绿叶、无水乙醇、SiO2、CaCO3，迅速充分研磨)→过滤(单层尼龙布)→保存(收集到的色素滤液要加棉塞，以防止无水乙醇挥发)。 有机溶剂 色素 分离 充分研磨 叶绿素 分子被破坏 ②色素的分离(纸层析法)：制备滤纸条→画 → 分离色素→观察和记录。 ③实验结果 色素种类 色素颜色 A _________ 类胡萝卜素 橙黄色 B _______ 黄色 C 叶绿素a 叶绿素 _______ D 叶绿素b _______ 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿色 黄绿色 滤液细线 纸层析法 1.(2025·镇江高一期末)下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述，正确的是 A.色素分离的原理是无水乙醇能溶解色素 B.研磨时要加入适量SiO2、CaCO3和层析液 C.滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠 D.分离色素时，距离滤液细线处最近的色素带呈蓝绿色 强化训练 √ 色素分离的原理是不同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条上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸条上扩散得慢，从而使各种色素相互分离，而无水乙醇能溶解色素是色素提取的原理，A错误； 研磨时加入适量SiO2，有助于充分研磨，加入CaCO3是为了防止叶绿素分子被破坏，层析液是用于分离色素的，研磨时应加入无水乙醇用于提取色素，B错误； 如果滤液细线画得过粗，色素分离后形成的色素带就会相互重叠，导致效果不明显，C正确； 分离色素时，距离滤液细线处最近的色素带是叶绿素b，D错误。 2.(2025·盐城高一期末)高等植物的光合作用依赖光合色素。图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，图乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述错误的是 A.图甲400 nm到500 nm之间是 蓝紫光区域，因为①②③均 在此区域出现吸收高峰 B.图甲②和③曲线指的是叶黄 素和胡萝卜素，有两个吸收 高峰，吸收蓝紫光和红光 C.图乙条带1指的是胡萝卜素，溶解度最大，在层析液中的扩散速度最快 D.图乙条带3指的是叶绿素a，色素含量最多 √ 分析图甲可知，①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，②③统称为叶绿素，主要吸收红光和蓝 紫光，400 nm到500 nm之间是蓝紫光区域，因为①②③均在此区域出现吸收高峰，A正确，B错误； 溶解度大的色素随层析液在滤纸条上扩散得快，图乙条带1指的是胡萝卜素，溶解度最大，在层析液中的扩散速度最快，C正确； 色素含量最多，在滤纸条上条带越宽，故图乙条带3指的是叶绿素a，色素含量最多，D正确。 3.(2025·扬州高一阶段检测)在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常。他们所得的实验结果依次应为 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A.①②③④ B.④②③① C.②④①③ D.③②①④ √ 乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，SiO2有助于充分研磨；CaCO3防止叶绿素分子被破坏。甲同学没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符； 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － 丙同学未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③，因此甲、乙、丙、丁四位同学所得的实验结果依次应为②④①③，C符合题意。 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － 4.(多选)(2024·镇江高一期末)植物学家将植物色素提取液装入含有碳酸钙粉末的层析柱中，并用层析液自上而下淋洗，出现如图所示的实验结果。下列叙述错误的是 A.层析柱中CaCO3可固定并保护色素 B.条带1中的色素主要吸收蓝紫光 C.条带2和条带3中色素的颜色是黄色和蓝绿色 D.条带4中的色素在层析液中溶解度最大 √ √ 碳酸钙的作用是防止研磨中叶绿素分子被破坏，A正确； 各色素随层析液扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，4条色素条带自上而下分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，B错误； 条带2是叶绿素a，条带3是叶黄素，颜色分别是蓝绿色、黄色，C错误； 条带4是胡萝卜素，溶解度最大，扩散速度快，D正确。 二、绿色植物光合作用的过程 1.叶绿体 (1)结构 外膜 内膜 类囊体 基粒 基质 (2)功能： 是绿色植物进行光合作用的场所。 叶绿体 2.光合作用的过程 (1)光合作用的过程图解 O2 NADPH ATP 类囊体膜 光反应 2C3 还原 C5 暗反应 (2)光合作用的过程：光反应、暗反应的区别与联系 项目 光反应 暗反应(卡尔文循环) 区别 场所 叶绿体的类囊体膜上 叶绿体的基质中 物质变化 2H2O ___________ ADP＋Pi _____ CO2固定：C5＋_____ 2C3 C3的还原：2C3＋NADPH([H]) ________＋C5 能量变化 光能→_______________ _________ ________________________→糖分子中的化学能 实质 把________________和___________转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中 酶 光 酶 酶 ATP 4[H]＋O2↑ ATP CO2 (CH2O) ATP和NADPH中 的化学能 ATP和NADPH中的化学能 二氧化碳(或CO2) 水(或H2O) 联系：光反应为暗反应提供 ，暗反应为光反应提供 ，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。 3.化能合成作用 (1)概念：通过氧化外界环境中 获得的 来合成 的方式。 (2)实例：硝化细菌能将 氧化成 ，进而将亚硝酸氧化成 。 NADPH([H])和ATP ADP、NADP＋和Pi 无机物 化学能 有机物 NH3 亚硝酸 硝酸 1.下列关于光合作用的叙述，正确的是 A.光反应和暗反应中都有ATP的合成 B.暗反应需要在无光条件下才能进行 C.产物氧气中的氧元素来自CO2 D.将光能转变成化学能储存在有机物中 √ 强化训练 光反应过程中产生ATP，暗反应过程中消耗ATP，A错误； 只要条件适宜，暗反应有光、无光均可进行，B错误； 光合作用的产物氧气中的氧元素来自H2O，C错误。 2.(2025·无锡高一期末)科学家用14C标记二氧化碳，探明了碳在光合作用中的转移途径是 A.二氧化碳→叶绿素→葡萄糖 B.二氧化碳→ATP→葡萄糖 C.二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖 D.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖 √ 二氧化碳用于光合作用的暗反应，首先二氧化碳和五碳化合物固定成两分子的三碳化合物，然后三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原成葡萄糖等有机物，D符合题意。 3.(多选)(2025·镇江高一阶段测试)研究发现，玉米、甘蔗等植物除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物为C3，简称C3途径)外，还有另一条固定CO2的途径，固定的初产物为C4，简称C4途径，这种植物为C4植物，其固定CO2的途径如图所示。研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。下列叙述正确的是 A.图中CO2进入叶肉细胞被固 定的最初产物是草酰乙酸 B.高温条件下，C4植物光合效 率高的原因是气孔不关闭 C.低浓度CO2条件下，C4植物 可能比C3植物生长得好 D.苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞 √ √ √ 据题图可知，CO2进入叶肉细胞后，与磷酸烯醇式丙酮酸(C3)在PEP羧化酶的催化下生成草酰乙酸(C4)，A正确； 根据题意可知，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力远大于Rubisco酶，因此高温条件下，即便气孔关闭，C4植物也能够利用较低浓度的CO2进行光合作用，B错误； 结合B项分析可得，低浓度CO2条件下，C4植物能够利用低浓度的CO2进行光合作用，C3植物则不能，因此C4植物可能比C3植物生长得好， C正确； 由题图可知，苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中固定的CO2转入维管束鞘细胞，D正确。 4.在光合作用的研究中，植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物消耗和储存的部位被称作“库”。研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。如图为光合产物合成 及向“库”运输的过程示意图。请回答下列问题： (1)叶绿体在类囊体膜上将光能转变成______能，参与这一过程的两类色素是___________________。 化学 叶绿素和类胡萝卜素 光合作用过程中，在叶绿体的类囊体膜上完成光反应阶段，该阶段能将光能转化成化学能，参与这一阶段的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素。 (2)图中A包括的物质有__________ _________；叶肉细胞中，产生丙糖磷酸的场所是____________。 ATP、 NADPH 叶绿体基质 图中物质A是光反应产生的作用于暗反应的物质，因此表示ATP和NADPH。由题图可知，丙糖磷酸是暗反应的产物，暗反应的场所是叶绿体基质。 (3)从“源”向“库”运输的光合产物主要是______，每运出一分子该物质相当于固定了____个CO2分子。若此运输过程受阻，则对叶绿体结构的影响是_____________________。 蔗糖 12 类囊体膜结构被破坏 叶肉细胞是光合产物合成的部位，则叶肉细胞为“源”，从图中可以看出，光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖；蔗糖是二糖(C12H22O11)，因此每运出一分子该物质相当于固定了12个CO2分子。若此运输过 程受阻，则蔗糖不能运输到库，在叶肉细胞中增多，导致叶绿体中丙糖磷酸积累，淀粉积累，进而会导致类囊体膜结构被破坏。 (4)科研人员通过去除部分桃树枝条上的果实，探究“库”的大小对叶片净光合速率等的影响，结果如表所示。 组别 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 叶片蔗糖含量/(mg·g－1FW) 叶片淀粉含量/(mg·g－1FW) 气孔开放程度/(mmol·m－2·s－1) 对照组(留果) 5.39 30.14 60.61 51.41 实验组(去果) 2.48 34.20 69.32 29.70 据表中数据推测：去果处理降低了___(填“库”或“源”)的大小，使叶片中___________积累，进而抑制了光合速率。 库 蔗糖和淀粉 果实是储藏器官，属于“库”，结合表格数据分析，去果处理降低了“库”的大小，导致叶肉细胞中的蔗糖和淀粉积累，进而抑制了光合速率。表格数据显示，实验组的气孔开放程度减小，根据“保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度”推知，应该是保卫细胞中淀粉积累导致的气孔开放程度下降，使CO2供应减少，抑制暗反应的进行，进而导致光合速率降低。 本课结束 第三章　细胞中能量的转换和利用 $