高考一轮复习第9讲　光合作用与能量转化课件PPT

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考点一　捕获光能的色素、叶绿体的结构与功能
1.叶绿体中色素的种类和颜色
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   
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.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。(必修1 P98正文) ( )2.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(必修1 P99图5-12) ( )3.叶绿体中的色素一般只利用波长在400~760 nm之间的可见光。(必修1 P99 学科交叉) ( )4.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(必修1 P100正文)( ) 5.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。 (必修1 P100正文) ( )6.夏天叶片呈绿色是叶片吸收绿光导致的,秋天叶片变黄,是叶黄素含量增多 导致的。(必修1 P101概念检测1) ( ) 
1.(必修1 P97问题探讨拓展)有的植物工厂在种植蔬菜等植物时,完全依靠 LED灯等人工光源,其中常见的是红色、蓝色和白色的光源,这是为什么?提示:红色光源、蓝色光源发出的分别是红光、蓝光,光合色素对红光、蓝光 吸收最多。白光是复合光,含有不同波长的光,光合色素能吸收更多的光。
2.(必修1 P99旁栏思考)植物工厂里不用发绿光的光源,原因是　    。
3.(必修1 P101拓展应用1拓展)海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分 布大致依次是浅层、中层、深层,从水层透光与植物光能捕获两个层面进行 解释,原因是　     。
出绿色的光,这种波长的光被光合色素吸收的最少,不适合用于植物工厂 
藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的,即红藻反射出红
光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄光。水对红、橙光的吸收比蓝、绿光的吸
收要多,即到达深水层的光线是相对富含短波长的光,因此,吸收红光和蓝紫
光较多的绿藻分布于海水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水
1.影响叶绿素合成的三大因素(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿 素,因而叶片发黄。(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合 成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。(3)必需元素:叶绿素中含Mg等必需元素,缺乏Mg将导致叶绿素无法合成,叶 子变黄。另外,Fe等是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致叶 绿素合成受阻,叶子变黄。
2.光合色素和光合作用场所的三点提醒(1)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。(2)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。(3)光合作用的场所:叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所,如蓝细菌细 胞中没有叶绿体,也能进行光合作用。
考向一　围绕捕获光能的色素与叶绿体的结构,考查生命观念1.(2021辽宁沈阳36中高三期初测试)高等植物的光合作用依赖光合色素。不 同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素 循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应 环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的 是 (　　) 
A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时,③应位于滤纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
答案   D　图中②叶绿素b、③叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体膜上,A 错误;利用纸层析法分离色素时,②叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B错误;植 物叶片呈现绿色是由于光合色素吸收绿光最少,C错误。
2.(不定项选择)如图是高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述错误的是  (　　) A.①和②均为选择透过性膜,分布着与光合作用有关的酶B.③上分布有与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光吸收最少C.③上所含色素均含Mg2+,故缺Mg2+时这些色素都无法合成D.在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量
解析    　①和②分别为叶绿体的外膜和内膜,均具有选择透过性,但没有 分布着与光合作用有关的酶,A错误;叶绿素中含Mg2+,胡萝卜素、叶黄素中不 含Mg2+,C错误。
考向二　围绕叶绿体的功能的实验探究,考查科学探究能力3.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将通过三 棱镜的光投射到丝状水绵上,并在水绵悬液中放入需氧细菌,观察细菌的聚集 情况(如图所示)。他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。 这个实验的思路是(　　)A.细菌对不同的光反应不一,细菌聚集多的地方,细菌光合作用强B.需氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵光合作用强C.需氧细菌聚集多的地方,产生的有机物多,水绵光合作用强D.需氧细菌大量消耗O2,使水绵的光合速率大幅度加快
解析    　需氧细菌不能进行光合作用,该实验中进行光合作用的是水绵,A 错误;需氧细菌聚集多的地方,说明光合作用产生的O2多,C错误;水绵光合速 率的快慢与需氧细菌呼吸速率无明显关系,D错误。
4.德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有螺旋状的叶绿体)研究光 对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有需氧细菌悬浮液的玻片上, 这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况,结 果如图所示: 
(1)B情况下细菌的分布情况为:　　　　　　　　　    ,如此分布是因为光合 作用释放　　　    。(2)该实验证实了光合作用的场所是　　　    ,吸收光能的色素和催化反应的 酶分别分布在　　　　　　　　　　    、　　　　　　　　　　　　　     　　　　    。(3)恩格尔曼进行装置C的实验,其目的是　　　　　　　　　　　    ,在　     　　　　    区域的细菌特别多。
答案　(1)细菌集中分布在叶绿体周围　O2　(2)叶绿体　类囊体薄膜上　类 囊体薄膜上和叶绿体基质中　(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响　红 光和蓝光
实验　绿叶中色素的提取和分离
②过滤:用　   过滤。③收集滤液:试管口加棉塞,防止乙醇挥发和色素氧化。
2.实验步骤(1)提取色素①研磨
1.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(必修1 P98探究·实践) ( )2.未加入CaCO3,叶绿素会被破坏。(必修1 P98探究·实践)( )3.滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(必修1 P98探究·实践) ( ) 
(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)。
四个常见异常现象及其原因分析
考向一　围绕绿叶中色素的提取和分离实验的基本原理和过程分析,考查科 学探究能力1.(2021四川成都七中高三入学考)关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的 叙述,不正确的是 (　　)A.该实验结果表明,叶绿素a在层析液中溶解度最大B.用无水乙醇作溶剂,提取的叶绿体色素中含有胡萝卜素C.若研磨时不加二氧化硅,则滤纸条上各色素带均变窄D.将滤液细线画粗些并不能增强实验效果
解析    　纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明,胡萝卜素在层析液中 溶解度最大,A错误。
2.(不定项选择)下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下 说法正确的是 (　　) A.甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素bB.四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大C.水稻在收获时,叶片中色素量的变化是(甲+乙)