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-1-第10讲光与光合作用最新考纲高频考点核心素养1.光合作用的基本过程(Ⅱ)2．实验：叶绿体色素的提取和分离3．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)光合色素的吸收光谱、光反应、暗反应的过程及其联系1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构与功能适应；物质与能量观：通过光合作用过程合成有机物，储存能量2．科学思维——分类与比较：比较光反应与暗反应，掌握光合作用过程，分析色素的提取与分离结果实验7绿叶中色素的提取和分离1．实验原理(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2．实验步骤-2-宽度不同的色素带3.结果分析(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。(3)色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越大。-3-(4)相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。1．色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些？提示：(1)叶片颜色太浅。(2)绿叶不新鲜。(3)研磨不充分。(4)未加碳酸钙或加入量太少。(5)加入无水乙醇量太多。(6)研磨时间过长，部分叶绿素被破坏。2．为什么在制作滤纸条时，需将一端的两个角剪掉？提示：由于液面的不同位置表面张力不同，纸条接近液面时，其边缘表面的张力较大，层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而导致出现色素带分离不整齐的现象。故需将插入层析液的滤纸条一端剪去两个角。3．为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？提示：重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为了防止分离时色素带之间出现重叠。●考向突破绿叶中色素的提取和分离1．(2020·江苏启东一中月考)某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。下列说法错误的是(D)A．通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高B．色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同C．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光D．若提取液取自缺镁叶片，最外侧两圈色素环颜色较淡解析：提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的含量高，A正确；色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是色素在层析液中的溶解度不同，B正确；最外侧两圈色素环的色素为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，C正确；如果叶片取自缺镁的培养液培养的植物，最内侧两圈色素环颜色较淡，D错误。2．(2020·河北冀州中学段考)如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是(B)-4-A．提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析：提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。3．(2020·辽宁沈阳铁路中学高三模拟)下列关于色素的叙述中，正确的是(D)A．植物体内所有的色素都位于叶绿体中B．叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离C．叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光D．叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上解析：植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A错误；由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；绿光吸收的最少，而不是不吸收，C错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D正确。4．(2020·辽宁沈阳一中月考)如图是对菠菜叶片叶绿体色素分离的结果示意图。下列相关分析正确的是(D)A．a的操作目的是方便层析液的吸附B．b选用铅笔细线能够促进色素的层析C．如果c、d带宽减小一定是忘记添加碳酸钙-5-D．色素f在层析液中的溶解度最大解析：图中a的操作即剪去滤纸条的两角，其目的是防止层析液在滤纸条两边扩散过快，导致得到的色素带不整齐，A错误；b选用铅笔细线能够使得滤液细线画得细而直，得到的色素带比较整齐，便于观察，B错误；c、d带对应的色素分别为叶绿素b、叶绿素a，二者带宽减小说明滤液中叶绿素含量减少，原因可能是忘记添加碳酸钙，也可能是材料不新鲜，叶绿素含量少，C错误；色素f是胡萝卜素，在层析液中的溶解度最大，扩散最快，位于滤纸条的最上方，D正确。5．(2020·淮安模拟)甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是(C)A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C．丙可能是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3解析：叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸馏水作提取液和层析液，A项正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B项正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C项错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3，破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D项正确。归纳提升收集到的滤液绿色过浅的原因(1)未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。(2)使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。(3)一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。-6-(4)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。考点1捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程1．叶绿体的结构和功能(1)结构示意图(3)功能：进行光合作用的场所。(4)功能验证：恩格尔曼的实验，好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位周围。巧学助记叶绿体：叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。2．光合作用的探究历程-7-对应关系：①—b__②—a__③—e__④—c__⑤—d__⑥—f判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(√)2．植物细胞中都含有叶绿体。(×)3．光合作用需要的酶和色素分布在叶绿体的基粒中。(×)4．叶绿体内膜向内折叠形成类囊体，所以内膜面积远大于外膜面积。(×)5．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。(×)下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：-8-(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？(2)两实验均需要进行“黑暗”处理吗？(3)两实验如何设计对照实验？提示：(1)选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。(3)恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。●考向突破1捕获光能的色素分析1．(2020·山西太原模拟)下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是(B)A．叶绿体色素与ATP的合成有关B．叶绿体色素参与ATP的分解C．叶绿体色素与O2和[H]的形成有关D．叶绿体色素能吸收和传递光能解析：少数特殊状态的叶绿素a能够将吸收的光能转化成电能，将水光解，释放O2，同时生成ATP和[H]，A、C正确；叶绿体中ATP的分解发生于暗反应过程，与色素无关，B错误；叶绿体中色素能够吸收、传递光能，D正确。2．(2020·黑龙江哈尔滨六中高三开学段考)下列对叶绿体和光合作用的分析，正确的是(D)A．没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B．用8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取C．将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照，光合作用仍能正常进行D．叶绿体能产生和消耗ATP，两个过程完全在叶绿体内完成解析：蓝藻没有叶绿体，但细胞内含藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用，A错误。叶绿体色素是脂溶性色素，可以通过加入无水乙醇溶解色素，便于提取；色素不溶于盐酸，不能用盐酸提取色素，B错误。将叶绿体粉碎加工成匀浆后，其中色素分子可能被破坏，光合作用相关酶的活性可能丧失，所以即便给予一定的光照，光合作用也不一定能正常进行，C错误。叶绿体中光反应产生的ATP，完全被叶绿体内暗反应所利用，D正确。3．(2020·河北衡水中学调研)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，下-9-列说法不正确的是(C)A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B．用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500nm，A项正确；叶绿体中的色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，B项正确；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和[H]增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中C3的量减少，C项错误；叶绿素吸收420～470nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420～470nm波长的光变少，D项正确。4．(2020·山东青岛二中适应性考试)捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法中不正确的是(D)A．色素种类有4种，分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素B．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光C．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同D．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶子一般呈现绿色解析：叶绿体中色素有两大类，分别是叶绿素和类胡萝卜素，前者又分为叶绿素a、叶绿素b，后者又分为叶黄素、胡萝卜素，A正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B正确；绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素含量约占1/4，C正确；叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶子一般呈现绿色，D错误。归纳提升影响叶绿素合成的三大因素-10-●考向突破2探究光合作用的相关实验分析5．(2020·湖南长郡中学模拟)科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是(B)A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B．萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C．普利斯特利的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2-11-D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O解析：恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成的氧气量，A错误；萨克斯的实验成功证明了光合作用产生了淀粉，B正确；普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2，D错误。6．(2020·辽宁八校高三联考)以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是(A)A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶片，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D．将经饥饿处