光合作用一轮复习教学案(教师版)

光合作用

知识点1：光合作用探索历程

【典例1】1880年美国生物学家G.Engelmann设计了一个实验研究光合

作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的

悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)，他得出光合作用在

红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是(B)

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．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强

C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用的产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用

【典例2】德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(双选) (BC) A．本实验未设对照组B．有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因

C．实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 D．实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉

知识点2：与光合作用有关的色素

色素种类

叶绿素(3/4) 类胡萝卜素(1/4)

叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色

分布叶绿体的类囊体薄膜上

作用

吸收、传递光能（叶绿体中所有色素）、转化光能（只有少数叶绿素a）

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；大棚选用的薄膜——无色透明特性不溶于水，但能溶于有机溶剂如无水乙醇中。

【影响叶绿素合成的因素】

(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。

(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。

(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。

【色素与叶片的颜色】

正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色

叶色

变黄

寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄

叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色

知识点3：绿叶中色素的提取和分离

（一）原理：

1、色素的提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

2、色素的分离：不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度也不同。溶解度大的扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢。

（二）实验流程图示：

1、提取色素：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO2(作用：研磨充分)、CaCO3（作用：防止色素被破坏）和10mL无水乙醇（作用：溶解色素）；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。

2、制备滤纸条：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角(作用：使色素在滤纸条上扩散均匀）；

（2）在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。

3、画滤液细线：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线(滤液细线要细、直使各色素扩散的起点相同)（2）干燥后，再画一两次。(干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素)

4、色素分离：将滤液条插入有3mL层析液（作用：分离色素）的试管中，有滤液细线的一端朝下。(滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带)

5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图

6.结果分析：

①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为：

叶绿素a ＞叶绿素b ＞叶黄素＞胡萝卜素

②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是：

胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a ＞叶绿素b

③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b，距离最远的两条色素带是

胡萝卜素与叶黄素。

7．实验创新：在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。

【提取的色素成淡绿色的原因】

①称取绿叶过少或不新鲜②未加CaCO3或加的太少，色素分子已部分被破坏

③研麿不充分，色素未被充分提取出来④加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小

【典例3】下图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是（Ｃ）

A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上

B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中

C．四种色素在层析液中溶解度最大的是甲

D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙

【典例4】关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(Ｂ)

A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次

D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

知识点4：光合作用过程分析

【外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化】

条件光照由强到弱，CO2

供应不变

光照由弱到强，CO2

供应不变

CO2供应由充足到

不足，光照不变

CO2供应由不足到

充足，光照不变

C3含量增加减少减少增加

C5含量减少增加增加减少

[H]和ATP的含量减少或没有增加增加减少

(CH2O)的合成量减少增加减少增加

【干旱（或沙漠地区）植物光合作用分析】

【典例5】下图为光反应、暗反应联系示意图，请根据图回答下面的问题：

（1）填出图中字母所表示的物质；aＯ2、b ATP、c【H】、d CO2；

（2）光反应为暗反应提供了ATP和【H】；

（3）光合作用中的能量转变是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能；

（4）如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会降低【典例6】离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是(Ｂ)

【典例7】对光合作用过程中物质转变途径的叙述中，不正确的是（Ｃ）

A．碳原子：CO2→C3→（CH2O）B．氧原子：H2O→O2

C．氢原子：H2→ATP→（CH2O） D．氧原子：CO2→C3→（CH2O）

【典例8】在光合作用的暗反应中发生的反应过程有（Ｂ）

①CO2的固定②O2的释放③糖的生成④H2O的分解⑤C3化合物的还原

A．①②③ B．①③⑤ C．②③④ D．③④⑤