生物第3單元 光合作用與細(xì)胞呼吸10 蘇教版必修1

基礎(chǔ)課時(shí)案10光合作用的探究歷程與 基本過(guò)程2016備考最新考綱1光合作用的基本過(guò)程()。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離。 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1葉綠體 (1)結(jié)構(gòu)示意圖動(dòng)漫演示更形象見(jiàn)課件光盤雙層膜雙層膜 基質(zhì)基質(zhì) 暗反應(yīng)暗反應(yīng) 基粒基粒 色素色素 光反應(yīng)光反應(yīng) 光合作用光合作用 葉綠體葉綠體 2葉綠體中色素的提取和分離 (1)實(shí)驗(yàn)原理 (2)分離結(jié)果 深度思考 1如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。則分別表示哪類色素的吸光狀況？ 提示圖示代表的色素主要吸收藍(lán)紫光，而主要吸收紅光和藍(lán)紫光，則為類胡蘿卜素，為葉綠素b，為葉綠素a。 2.如圖是恩格爾曼實(shí)驗(yàn)裝置改裝示意圖，光線先通過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時(shí)間后，水綿周圍好氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化，請(qǐng)分析其原因。 提示三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故透過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射到水綿上的光，沒(méi)有紅光和藍(lán)紫光，使水綿不同部分的光合作用變化不大，產(chǎn)生氧氣的量大致相同，因此水綿周圍好氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化。 二、光合作用的探究歷程 連一連 答案AbCaEeDcBd 深度思考英格豪斯認(rèn)為普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在光下才能成功，則只要有光照，植物一定能更新空氣，對(duì)嗎？提示不對(duì)，植物更新空氣的前提是光合速率大于呼吸速率，即凈光合0，倘若光照強(qiáng)度不夠充分(在光補(bǔ)償點(diǎn)以下)，則植物不但不能更新空氣，反而會(huì)使空氣變得更混濁。 三、光合作用的過(guò)程 1完善光合作用過(guò)程 2寫出光合作用的總反應(yīng)式并標(biāo)出各元素的來(lái)源和去向 深度思考(1)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化成的活躍化學(xué)能僅貯存于ATP中嗎？(2)光反應(yīng)產(chǎn)生的H與細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的H是否為同一類物質(zhì)？(3)暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了哪些物質(zhì)？ 提示(1)不是，除ATP外，還貯存于H中。 (2)光反應(yīng)產(chǎn)生的H為NADPH(還原型輔酶)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的H為NADH(還原型輔酶)。 (3)ADP、Pi等。 3判斷下面結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“”或“”)(1)在誘導(dǎo)菊花莖段形成幼苗的過(guò)程中不會(huì)同時(shí)發(fā)生光能的吸收與轉(zhuǎn)化 (2013四川高考)()(2)在95%乙醇中加入無(wú)水Na2CO3后可提高色素的溶解度 (2013重慶高考)()(3)利用紙層析法可分離4種葉綠體色素 阿 (2012海南高考)()(4)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光 (2012海南高考)()阿(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用 (2011海南高考)()(6)破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生 (2011浙江高考)()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 光合作用的過(guò)程一、二、三、四考點(diǎn)一光合作用的探究歷程典例引領(lǐng)【典例1】 (2013海南高考)某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48 h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時(shí)間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒(méi)有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是() Aa、b和d Ba、c和e Cc、d和 e Db、c和e 解析綠色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘變藍(lán)。a側(cè)黃白色，沒(méi)有葉綠素，特別是沒(méi)有葉綠素a，不能進(jìn)行光合作用，b側(cè)有葉綠體和光，能進(jìn)行光合作用，c、e遮光，不能進(jìn)行光合作用，d側(cè)有葉綠素和光，能進(jìn)行光合作用。 答案B 思維發(fā)散圖中哪兩處對(duì)照可證明光合作用需要光？ 哪兩處對(duì)照可證明光合作用必須有葉綠體？ 提示(1)圖中d(b)與e對(duì)照，其單一變量為有無(wú)光照，結(jié)果d(b)部位經(jīng)碘液檢測(cè)顯示藍(lán)色，e部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉必須有“光”。 (2)圖中a與d(或b)對(duì)照，其單一變量為葉綠體有無(wú)，結(jié)果d(b)部位經(jīng)碘液檢測(cè)顯示藍(lán)色，a部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉，必須有“葉綠體”?！镜淅?】 在光合作用的探究歷程中，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，曾提出了植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說(shuō)。以下科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明這一假說(shuō)的是()A英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實(shí)驗(yàn)B恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍(lán)紫光的實(shí)驗(yàn)C薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)D魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于水的實(shí)驗(yàn) 解析薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用產(chǎn)物除氧氣外還可以產(chǎn)生淀粉，即光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在淀粉等有機(jī)物中的化學(xué)能，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明“植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化”的假說(shuō)。 答案C 高考?？嫉?個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析 (1)普利斯特利實(shí)驗(yàn)：缺乏對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)。應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于含同一種但卻死亡的植物的玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。 (2)普利斯特利沒(méi)有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用。 (3)薩克斯實(shí)驗(yàn)：對(duì)照類型為自身對(duì)照，自變量為光的有無(wú)，因變量為顏色變化(有無(wú)淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。 該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。 跟進(jìn)題組 1科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣和光照條件下一段時(shí)間，然后用極細(xì)的光束照射水綿不同部位，觀測(cè)到一些部位有好氧細(xì)菌積聚，另一些部位沒(méi)有積聚(如圖所示)，由此得出的結(jié)論是 () A光合作用產(chǎn)生淀粉，場(chǎng)所是葉綠體 B光合作用產(chǎn)生氧氣，場(chǎng)所是葉綠體 C光合作用產(chǎn)生淀粉，需要水和光照 D光合作用產(chǎn)生氧氣，需要二氧化碳 解析恩格爾曼選用水綿和好氧細(xì)菌作實(shí)驗(yàn)材料的好處：水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究；利用好氧細(xì)菌的代謝特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。綜上分析，本題答案為B。 答案B 21880年美國(guó)生物學(xué)家恩格爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路的是 () A細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不一樣，細(xì)菌聚集多的地方，細(xì)菌光合作用強(qiáng) B好氧細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強(qiáng) C好氧細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機(jī)物多，水綿光合作用強(qiáng) D好氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用 解析好氧菌向O2濃度高的地方集結(jié)，據(jù)此可推斷光合作用的放氧部位和光合強(qiáng)度。 答案B考點(diǎn)二光合作用的過(guò)程典例引領(lǐng)【典例1】 如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段，下列各項(xiàng)敘述正確的是() A該反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體 B三碳化合物生成C6H12O6需要H、ATP和多種酶的參與 C提高溫度一定能促進(jìn)C6H12O6的生成 D在無(wú)光條件下，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行 解析圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，故A錯(cuò)誤；三碳化合物生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過(guò)H的還原進(jìn)行，故B正確；若該生理過(guò)程已在最適溫度條件下進(jìn)行，提高溫度反而會(huì)降低酶的活性，會(huì)使反應(yīng)減慢，故C錯(cuò)誤；在無(wú)光條件下，暗反應(yīng)會(huì)因H和ATP的缺乏受到限制，故D錯(cuò)誤。 答案B【典例2】 (2014廣東理綜，26)觀測(cè)不同光照條件下生長(zhǎng)的柑橘，結(jié)果見(jiàn)下表。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 注：括號(hào)內(nèi)的百分?jǐn)?shù)以強(qiáng)光照的數(shù)據(jù)作為參照 (1)CO2以_方式進(jìn)入葉綠體后，與_結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的_。 (2)在弱光下，柑橘通過(guò)_和_來(lái)吸收更多的光能，以適應(yīng)弱光環(huán)境。 (3)與弱光下相比，強(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)_，單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量_。對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀察葉色、葉面積和凈光合速率，這三個(gè)指標(biāo)中，最先發(fā)生改變的是_，最后發(fā)生改變的是_。 (1)比較光反應(yīng)與暗反應(yīng) (2)比較光合作用與有氧呼吸能量變能量變化化光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸光能光能化學(xué)能化學(xué)能(儲(chǔ)能儲(chǔ)能) 化學(xué)能化學(xué)能ATP、熱能、熱能(放能放能)實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量能量分解有機(jī)物、釋放能量，供分解有機(jī)物、釋放能量，供細(xì)胞利用細(xì)胞利用場(chǎng)所場(chǎng)所葉綠體葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體條件條件只在光下進(jìn)行只在光下進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行聯(lián)系聯(lián)系 跟進(jìn)題組 1(2014山西大學(xué)附中一模)下列關(guān)于光合作用的描述中，正確的是 ()A黑暗條件下葉肉細(xì)胞內(nèi)無(wú)ATP產(chǎn)生B葉綠體的類囊體薄膜上含有自身光合作用所需的各種色素C光照下葉綠體中的ATP主要是有氧呼吸產(chǎn)生的D光合作用強(qiáng)烈時(shí)，暗反應(yīng)過(guò)程可直接將3個(gè)CO2分子合成一個(gè)三碳化合物 解析黑暗條件下葉肉細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用，可以產(chǎn)生ATP；與光合作用有關(guān)的各種色素分布在葉綠體類囊體薄膜上；光照下葉綠體中的ATP是由光反應(yīng)產(chǎn)生的；暗反應(yīng)中一分子CO2與一分子C5結(jié)合，形成兩分子C3。 答案B 2(2014河北唐山檢測(cè))如圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說(shuō)法正確的是 () A是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 B是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段 C是三碳化合物，能被氧化為(CH2O) D是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成考點(diǎn)三葉綠體中色素的提取和分離典例引領(lǐng)【典例1】 (2013江蘇單科，5)關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是()A使用定性濾紙過(guò)濾研磨液B將干燥處理過(guò)的定性濾紙條用于層析C在劃出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)劃線23次D研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素 解析本題考查葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用單層尼龍布過(guò)濾研磨液；在濾紙條上劃出一條濾液細(xì)線后，待干燥后再重復(fù)劃線23次；研磨葉片時(shí)，用無(wú)水乙醇或95%的乙醇溶解色素。 答案B【典例2】 (2012上海單科，17)圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為() A紅色 B黃色 C綠色 D紫色 解析在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，濾紙條上的四條色素帶距點(diǎn)樣處的距離由近及遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片應(yīng)呈黃色。B選項(xiàng)正確。 答案B 1實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作目的歸納過(guò)程過(guò)程注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)操作目的操作目的提取提取色素色素1取新鮮綠色的葉片取新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高使濾液中色素含量高2研磨時(shí)加無(wú)水乙醇研磨時(shí)加無(wú)水乙醇溶解色素溶解色素3加少量加少量SiO2和和CaCO3研磨充分和保護(hù)色素研磨充分和保護(hù)色素4迅速、充分研磨迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素溶解色素5盛放濾液的試管管口盛放濾液的試管管口加棉塞加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素防止乙醇揮發(fā)和色素氧化氧化分分離離色色素素1濾紙預(yù)先干燥處理濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散速擴(kuò)散2濾液細(xì)線要直、細(xì)、濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻勻使分離出的色素帶平使分離出的色素帶平整不重疊整不重疊3濾液細(xì)線干燥后再濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次畫一兩次使分離出的色素帶清使分離出的色素帶清晰分明晰分明4濾液細(xì)線不觸及層濾液細(xì)線不觸及層析液析液防止色素直接溶解到防止色素直接溶解到層析液中層析液中 2在濾紙紙條一端剪去兩角的目的防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過(guò)快而形成弧形色素帶。 3葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液。 (3)濾紙條看不到色素帶 忘記畫濾液細(xì)線。 濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。 (4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶。 忘記加碳酸鈣致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉” 名師點(diǎn)睛 (1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少； (2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度的大??； (3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。 跟進(jìn)題組1(2014湖南衡陽(yáng)六校聯(lián)考)在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為() A B C D甲甲乙乙丙丙丁丁丙酮丙酮水水CaCO3SiO2 解析由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機(jī)溶劑丙酮，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結(jié)果應(yīng)為；乙同學(xué)的操作正確，應(yīng)為，即自上而下依次出現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學(xué)盡管使用了有機(jī)溶劑丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能會(huì)被破壞，因而下邊的兩條色素帶比正常的窄，應(yīng)為；丁同學(xué)未加SiO2，可能研磨不充分，導(dǎo)致各種色素的提取量均少于正常水平，應(yīng)為。 答案B 2(2014江蘇淮安二模，7)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是 () A甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無(wú)水乙醇過(guò)多 C丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3 解析葉綠體中的色素屬于有機(jī)物，易溶于酒精等有機(jī)溶劑，難溶于水，所以不能用蒸餾水作提取液和層析液，A正確；乙中每種色素都有，但含量很少，可能是無(wú)水乙醇過(guò)多，色素濃度太低導(dǎo)致的，B正確；丙中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不應(yīng)該是正確操作得到的理想結(jié)果，C錯(cuò)誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時(shí)未加入CaCO3破壞了葉綠素，因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。 答案C