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第单元细胞的能量供应和利用第3讲光合作用(Ⅰ)栏目导航考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构考点二叶绿体中色素的提取和分离(实验)课时分层集训考点三光合作用的过程真题验收感悟高考淬炼考能考纲要求全国卷五年考情1.光合作用的基本过程(Ⅱ)2017·卷ⅡT29,2017·卷ⅢT3,2016·卷ⅢT2,2016·卷ⅡT4,2015·卷ⅠT29，2014·卷ⅠT2,2014·卷ⅡT6,2013·卷ⅡT22.实验：叶绿体色素的提取和分离2016·卷ⅡT4考点一|捕获光能的色素和叶绿体的结构(对应学生用书第53页)[识记—基础梳理]1．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收_______，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对_____________的吸收量大，类胡萝卜素对_______的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。可见光红光和蓝紫光蓝紫光2．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构外表：①________内部②基质：含有与_______有关的酶③_____：由类囊体堆叠而成，分布有_____和与光反应有关的酶决定(3)功能：进行_________的场所。双层膜暗反应基粒色素光合作用[教材边角知识]必修1P99“与社会的联系”温室或大棚种植蔬菜时，最好选择的玻璃或塑料薄膜，理由是_____________________________________________________________________。【提示】无色透明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，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行[思维辨析]1．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。()2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()【提示】叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。3．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。()【提示】叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。4．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()【提示】基质中有酶分布，但没有色素。5．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。()6．没有叶绿体，细胞不能进行光合作用。()【提示】蓝藻细胞没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素能进行光合作用。√×××√×[理解—深化探究]1．为什么高等植物的叶片一般呈现绿色？说出你的理由。【提示】因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片一般呈现绿色。2．入秋后，叶片逐渐变黄，试解释其原因。【提示】入秋后，气温逐渐降低，低温可导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量增加，导致叶片变黄。[运用—考向对练]考向1考查色素的种类和作用1．(2018·山西名校联考)植物光合作用离不开色素，下列关于高等植物细胞内色素的叙述，正确的是()A．植物细胞内的光合色素有2种B．植物细胞内的色素都可以参与光合作用C．植物细胞内的色素都含有镁元素D．植物细胞内的色素与植物的颜色也有关系D[植物细胞叶绿体内有4种光合色素，A错误；植物细胞叶绿体内的色素都可以参与光合作用，而液泡中的色素不可以，B错误；叶绿素a、b分子含有镁元素，胡萝卜素和叶黄素分子不含镁元素，C错误；植物细胞叶绿体内的色素与叶片的颜色有关，液泡中的色素与花、果实的颜色有关，D正确。]2．下列有关色素的叙述，正确的是()A．叶绿素a和叶绿素b分布于叶绿体基质中B．叶绿素比叶黄素更易溶于层析液C．叶绿体色素主要吸收绿光和蓝紫光D．叶绿体色素与[H]和O2的形成有关D[光合色素分布于类囊体的薄膜上，A项错误；叶黄素比叶绿素的扩散速度快，说明叶黄素更易溶于层析液，B项错误；叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，C项错误；水光解产生[H]和O2与色素吸收光能有关，D项正确。][规律总结]影响叶绿素合成的因素分析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N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。另外，Fe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。[备选习题](2018·吉林延边质检)下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．菠菜叶肉细胞内光合色素中含量最多的是叶绿素aB．叶绿体中色素分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中C．光合作用过程中叶绿素吸收光能不需要酶的参与D．叶绿体中色素的提取实验中加入少许CaCO3可避免叶绿素的破坏B[叶绿体中色素只分布在类囊体的薄膜上。]考向2考查叶绿体的结构和功能3．(2018·重庆南开中学月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是()【导学号：67110033】A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPHC．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原C[叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体薄膜，A项错误；NADP＋形成NADPH的场所是基粒，B项错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C项正确；催化CO2的固定和还原的酶存在叶绿体的基质中，D项错误。]4．(2018·廊坊质检)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构和功能的叙述，正确的是()A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的D[本题考查叶绿体结构与功能的相关知识，意在考查考生的理解分析能力，难度较小。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，A项错误；H2O的光解发生在类囊体薄膜上，而不是基质中，B项错误；CO2的固定发生在叶绿体基质中，C项错误；光合作用的产物——淀粉是在暗反应阶段产生的，场所是叶绿体基质，D项正确。][规律总结]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吸收光能的色素。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|叶绿体中色素的提取和分离(实验)(对应学生用书第54页)[原理流程]1．实验原理(1)色素的提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂________，不能溶于水。(2)色素的分离：各种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上扩散得___，反之则___。无水乙醇快慢2．实验步骤提取色素称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中→加入少许_________________再加入10mL无水乙醇→_____→过滤___________→将滤液收集到试管内，并用棉塞塞严试管口制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去_____→在距离剪角一端1cm处用_____画一条细的横线画滤液细线用_________吸取少量的滤液→沿铅笔线均匀地画出一条细线→待_____干后，再画一两次二氧化硅和碳酸钙研磨单层尼龙布两角铅笔毛细吸管滤液分离色素将适量的______倒入试管中，将滤纸条轻轻插入______中→用棉塞塞紧试管口，装置如图观察结果滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带，如图层析液层析液[实验关键]1．选取新鲜绿色的叶片，色素含量高，不能选用发黄的叶片。2．迅速研磨是为了防止乙醇挥发过多，充分研磨是为了充分破坏叶绿体，使色素完全释放出来。3．二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。4．制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散得均匀、整齐，以便观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。5．如果滤液细线画得不直或过粗，色素带可能出现重叠。6．如果忘记画滤液细线、滤液细线触及(或没入)层析液会使色素溶解，无法分离出色素带。[对点练习]1．(2018·河北三市联考)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，正确的是()A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同B[提取叶绿素使用无水乙醇，层析液用于分离色素；过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止挥发性强的无水乙醇挥发；分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中；不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同。]2．(2018·山西名校联考)下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述，不正确的是()A．用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同B．色素在层析液中的溶解度不同，导致色素带的位置不同C．研磨绿叶时不加CaCO3，则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同D．只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄C[无水乙醇可以溶解色素，可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素，A正确；绿叶中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的，扩散速度快；溶解度小的，扩散速度慢，B正确；提取色素时加入CaCO3是为了防止色素被破坏，特别是防止叶绿素被破坏，因此滤纸条上四条色素带变窄的比例不相同，C错误；只画一次滤液细线，滤纸上含有的色素含量减少，会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄，D正确。]3．下图为两种光照下同一植物叶片色素提取和分离的结果。据图回答：(1)强光导致了该植物______________(填色素)含量降低，____________(填色素)含量增加有利于该植物抵御强光照。(2)色素Ⅰ、Ⅱ的颜色分别为________________，色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收________________，正常光照下，含量最高的色素为________。(3)画滤液线时，滤液在点样线上要画________次。[答案](1)叶绿素类胡萝卜素(2)橙黄色和黄色红光和蓝紫光叶绿素a(3)2～3考点三|光合作用的过程(对应学生用书第55页)[识记—基础梳理]1．光合作用的探究历程(连线)【提示】①—A—b②—C—a③—E—f④—D—c⑤—F—e⑥—B—d⑦—G—g2．光合作用的过程(1)根据上图分析光反应与暗反应的区别：过程Ⅰ.______Ⅱ.______场所____________________________条件___、色素和酶多种酶原料水、NADP＋、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2产物[H](NADPH)、ATP、________、ADP、Pi光反应暗反应叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质光O2(CH2O)物质变化①水的光解：H2O――→光能[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋Pi――→光能酶_____①CO2的固定：_____＋C5――→酶____②C3的还原：_____――→ATP、[H]酶_______＋C5能量变化光能→ATP中____________ATP中_____________→有机物中稳定的化学能ATP活跃的化学能活跃的化学能CO22C32C3(CH2O)(2)根据下图分析光反应与暗反应的联系：①光反应为暗反应提供_________。②暗反应为光反应提供_________________。(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：________________________。ATP和[H]ADP、Pi、NADP＋[教材边角知识]必修1P103“相关信息”光合作用过程中[H]与细胞呼吸过程中[H]有什么不同？【提示】光合作用过程中[H]是还原型辅酶ⅡNADPH；细胞呼吸过程中[H]是还原型辅酶ⅠNADH。[辨析与识图]1．判断正误(1)光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原