2025届新教材高考生物一轮复习第3单元细胞的代谢第9讲第1课时光合作用的原理学案新人教版

PAGEPAGE18第9讲光合作用与能量转化素养导读第1课时光合作用的原理必备学问固本夯基一、捕获光能的色素和结构1.试验:绿叶中色素的提取和分别(1)试验原理(2)试验步骤(3)试验结果2.叶绿体中的色素及色素的汲取光谱(1)色素汲取光的范围:一般状况下,叶绿体中的色素只汲取,而对红外光和紫外光等不汲取。

(2)色素的功能:叶绿素主要汲取,类胡萝卜素主要汲取。

3.叶绿体的结构与功能(1)结(2)功能:进行的场所。

(3)恩格尔曼的试验:需氧细菌只分布于被光束照耀的部位,干脆证明白叶绿体能汲取光能用于光合作用放氧。

二、光合作用的原理1.探究光合作用原理的经典试验(1)19世纪末,科学界普遍认为,在光合作用中,糖是由甲醛分子缩合成的。1928年,科学家发觉甲醛不能通过光合作用转化成。

(2)1937年,英国希尔发觉离体叶绿体在适当条件下可释放。

(3)1941年,美国鲁宾和卡门探讨了光合作用中的氧气来源于。

(4)1954年,美国阿尔农发觉,在光照下,叶绿体可合成。1957年,他发觉这一过程总是与相伴随。

2.光合作用的过程(1)依据上图分析光反应与暗反应的区分。过程Ⅰ.

Ⅱ.

场所

条件、光合色素和酶

多种酶原料H2O、NADP+、ADP、PiNADPH、ATP、CO2产物NADPH、ATP、

、ADP、Pi、NADP+

物质变更①水的光解:H2ONADPH+O2②ATP的合成:ADP+Pi

①CO2的固定:+C5

②C3的还原:

+C5

能量变更光能→ATP和NADPH中

ATP和NADPH中→有机物中稳定的化学能

(2)依据下图分析光反应与暗反应的联系。①光反应为暗反应供应。

②暗反应为光反应供应。

名师点睛NADPH既可以起到还原剂的作用,也可以供应能量。(3)写出光合作用总反应式,并用箭头标注反应物中H、O的去向。

概念检测1.基于对捕获光能的色素和叶绿体的结构的理解,推断下列表述是否正确。(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光。()(2)液泡中色素汲取的光能用于光合作用。()(3)叶片黄化,叶绿体对红光的汲取增多。()(4)光合作用须要的光合色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()(5)没有叶绿体,细胞不能进行光合作用。()(6)叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠。()2.基于对光合作用的原理的理解,推断下列表述是否正确。(1)光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会上升。()(2)光合作用光反应阶段产生的NADPH可在暗反应中作为还原剂。()(3)光合作用的暗反应阶段须要消耗能量。()(4)夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高。()(5)进入叶绿体的CO2不能被NADPH干脆还原。()(6)光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。()教材拓展1.(人教版必修1P99旁栏问题)温室或大棚种植蔬菜时,最好选择的玻璃、塑料薄膜,理由是。

2.(人教版必修1P104左下角“相关信息”)光合作用制造的有机物,除一部分用来建立植物体和呼吸消耗外,大部分被输送到植物体的贮存器官储存起来。光合作用的终产物通常是。

3.(人教版必修1P100“思索·探讨”)恩格尔曼试验在试验材料的选取上有什么奇妙之处?该试验中临时装片的环境条件和试验条件是什么?其目的是什么?4.(人教版必修1P101“拓展应用”)如何从水层透光与植物光能捕获的层面,说明海洋中红藻、褐藻、绿藻在海水中的垂直分布特点?核心考点实力提升考点一捕获光能的色素和结构合作探究探究1绿叶中色素的提取和分别试验操作要点项目留意事项操作目的提取色素选簇新的绿叶使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇

加少许SiO2和CaCO3

快速、充分研磨防止,充分溶解色素

盛放滤液的试管管口加棉塞防止

分别色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上

滤液细线要直、细、齐使分别出的色素带

滤液细线干燥后再画一到两次使分别出的色素带

滤液细线不触及层析液防止

探究2绿叶中色素的提取和分别试验异样现象异样现象缘由分析收集到的滤液绿色过浅①未加,研磨不充分;

②运用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)含量;

③一次加入大量的无水乙醇,提取的色素浓度太(正确做法:加入无水乙醇);

④未加或加入过少,色素被破坏

滤纸条色素带重叠①滤液细线不直;②滤液细线

滤纸条无色素带①遗忘画滤液细线;②,且时间较长,色素全部溶解到层析液中

探究3叶绿体中的色素及色素的汲取光谱如图为叶绿素a和叶绿素b的汲取光谱(暗带部分表示被汲取的光线),思索回答下列问题。(1)从叶绿素汲取光谱图可知:叶绿素a在红光部分的汲取带较叶绿素b偏向波方面,且汲取光谱带比叶绿素b宽,叶绿素b在蓝紫光部分的汲取光谱带比叶绿素a(填“宽”或“窄”)。

(2)探讨表明:在漫射光环境中(比如荫蔽条件下是漫射光环境),光线以较短波长的光占优势。请预料:和上层叶片相比,同一植物底层叶片中,叶绿素a/b,弱光下的汲取实力,有利于提高植株的捕光实力,这是对弱光环境的一种适应。

考向突破考向1绿叶中色素的提取和分别试验1.(2024江苏)采纳簇新菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分别”试验,下列叙述错误的是()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量削减样液扩散2.(2024山东临沂模拟)利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素,设法分别得到各种色素,并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)。当滤纸下方浸入层析液后,滤纸条上各色素正确的位置应为()考向2捕获光能的色素及色素的汲取光谱3.无论是在植物工厂里,还是在自然界中,植物捕获光能都要依靠光合色素。下列有关叙述错误的是()A.类胡萝卜素主要在蓝紫光区汲取光能用于光反应B.叶片中光合色素对不同波长光的汲取会影响叶片的颜色C.一般状况下,光合色素所利用的光都是可见光D.纸层析法分别光合色素时,色素的含量变更不影响试验结果4.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变更来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的归纳总结(1)影响叶绿素合成的三大因素(2)叶绿体的结构与功能相适应的特点①叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成,有巨大的膜面积。②叶绿体的类囊体薄膜上分布有汲取光能的色素。③叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。考点二光合作用的原理合作探究探究1探究光合作用原理的经典试验(1)在光照下,向离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),可以释放出氧气。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。①希尔的试验说明水的光解产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?②希尔的试验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?(2)1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,探讨了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2。然后,进行了两组试验:第一组给植物供应H2O和C18O2,其次组给同种植物供应H218O和CO2。在其他条件都相同的状况下,第一组释放的氧气都是O2,其次组释放的都是①分析鲁宾和卡门做的试验,你能得出什么结论?②用于标记化合物的同位素都有放射性吗?③中学生物里涉及同位素标记法的有哪些?(举出两例即可)(3)美国科学家阿尔农也用离体的叶绿体做试验发觉,在光照下,当向反应体系中供应ADP、Pi时叶绿体可合成ATP,并且发觉这一过程总是与水的光解相伴随。分析阿尔农做的试验,你能得出什么结论?(4)1951年,卡尔文因发觉光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。将小球藻装在一个密闭容器中,通过通气管向密闭容器中通入14CO2,通气管上有一个开关,可以限制14CO2的供应,密闭容器四周有光源,通过限制电源开关可以限制光照的有无。向密闭容器中通入14CO2,赐予试验装置不同时间(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照,分析14CO2去向,结果见表,据表分析回答下列问题。光照时间0t1t2t3t4t5分别出的放射性化合物无aa、ba、b、ca、b、c、d、ea、b、c、d、e、f注:表中a~f依次代表3-磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1,3-二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3-磷酸甘油醛(C3H7O7P)、己糖、C5化合物、淀粉①本试验的自变量是什么?②写出14C的转移途径。③只做光照时间为t5的试验,能不能确定出放射性化合物出现的先后依次?探究2光合作用的过程(1)下图为某位同学构建的光反应过程示意图。请结合希尔试验、鲁宾和卡门试验、阿尔农试验的试验结论进行完善。(2)卡尔文采纳放射性同位素标记的14CO2作为光合作用的原料,每隔一段时间取样并运用放射自显影技术追踪被14CO2标记的产物,结果发觉:短时间0.5s的时候,14C标记物首先集中出现在PGA(一种三碳化合物)中,5s的时候,14C标记物则集中出现在葡萄糖和RuBP(一种五碳化合物)中。当卡尔文突然降低CO2的供应时,发觉RuBP会积累,如下图所示。请结合卡尔文试验的试验结论,修改、完善下列暗反应过程示意图。考向突破考向1光合作用的过程1.(2024天津)探讨人员从菠菜中分别类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包袱成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和O2参加CO2固定与还原D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素易错警示在光照条件下,植物既进行光反应,也进行暗反应;假如植物长期处于黑暗环境中,光反应和暗反应都会停止。在暗反应停止时,ATP和NADPH积累,光反应也要停止。2.(2024山东潍坊三模)磷酸丙糖不仅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。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是()A.a表示的物质是ATP,它也可以在叶绿体基质中合成B.磷酸丙糖应当是一种五碳化合物C.磷酸丙糖是暗反应产物,在细胞质基质中合成淀粉D.若图中表示的磷酸转运器活性受抑制,会导致光合速率下降考向2环境条件骤变对叶绿体中物质含量的影响3.下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素变更的变更状况。下列对这一环境因素变更的分析,正确的是()A.突然停止光照B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度D.增加光照强度方法技巧“来源去路法”分析环境条件变更时间合作用中相关物质的含量变更下图中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)突然发生变更时,可从物质的生成和消耗两个方面,综合分析相关物质含量在短时间内的变更。示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变更留意:(1)以上分析只表示条件变更后短时间内各物质相对含量的变更。(2)以上各物质变更中,C3和C5含量的变更是相反的,NADPH和ATP含量变更是一样的。(3)详细分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定),才能避开试题陷阱。第9讲光合作用与能量转化第1课时光合作用的原理必备学问·固本夯基一、1.(1)有机溶剂无水乙醇溶解度(2)二氧化硅碳酸钙扩散匀称(3)胡萝卜素黄色叶绿素a叶绿素b黄绿色2.叶绿素b叶绿素a胡萝卜素叶黄素(1)可见光(2)蓝紫光和红光蓝紫光3.(1)双层膜暗反应基粒光合色素光反应(2)光合作用(3)叶绿体二、1.(1)糖(2)氧气(3)水(4)ATP水的光解2.(1)光反应暗反应叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质光能O2(CH2O)ATPCO22C32C3(CH2O)活跃的化学能活跃的化学能(2)ATP和NADPHADP、Pi、NADP+(3)【概念检测】1.(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2.(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√(6)×【教材拓展】1.提示无色透亮有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光,其他色光很少或不能透过,光照强度减弱,不利于光合作用;而无色透亮的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光,光照强度较大,有利于光合作用的进行2.提示淀粉和蔗糖3.提示选择水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状分布,便于视察;用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。该试验在没有空气的黑暗环境中进行,选用极细的光束照耀,并且用需氧细菌进行检测,目的是解除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。4.提示藻类本身的颜色是反射出来的光,即红藻反射出红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙光的汲取显著多于蓝、绿光的汲取,即到达深水层的光线是相对富含短波长的光,所以汲取红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,汲取蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。核心考点·实力提升考点一【合作探究】探究1提示溶解色素研磨充分、爱护色素乙醇过度挥发乙醇挥发和色素氧化快速扩散平整不重叠清楚分明色素干脆溶解到层析液中探究2提示二氧化硅太少低分次少量碳酸钙过粗滤液细线接触到层析液探究3(1)提示长宽(2)提示降低增加【考向突破】1.B色素易溶于有机溶剂,故可用无水乙醇作为溶剂来提取,A项正确。研磨时加入CaCO3而非CaO,B项错误。研磨时加入石英砂,有助于研磨充分,有助于色素的提取,C项正确。为了得到整齐的色素带,滤液细线尽量细、直、齐,D项正确。2.B在层析液中4种色素的溶解度从高到低依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散的速度越快。混合液中含4种色素,扩散后在滤纸条上形成4条色素带。3.D光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素,其中类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,用于光合作用光反应阶段,A项正确;叶片中光合色素对不同波长光的汲取会影响叶片的颜色,B项正确;一般状况下,光合色素所利用的光都是可见光,主要汲取可见光中的蓝紫光和红光,C项正确;纸层析法分别光合色素时,色素的含量变更会影响试验结果,D项错误。4.A类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,主要汲取蓝紫光,基本不汲取红光,A项错误。各种色素的汲取光谱可以通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制,B项正确。光合作用的作用光谱可用光合作用的强度随光波长的变更来表示,通常用O2的释放速率或CO2的汲取速率来表示光合作用强度,C项正确。波长为640~660nm的光为红光,叶绿素对其汲取量较大,在此波长光下释放O2是由于叶绿素参加了光合作用,D项正确。考点二【合作探究】探究1(1)①提示不能。希尔反应仅说明白离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解、产生氧气。该试验没有解除叶绿体中其他物质的干扰,也并没有干脆视察到氧元素的转移。②提示能。希尔反应是离体叶绿体在无CO2的条件下完成的,因此,水的光