高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第13講捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理SHENGWUXUE12光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.綠葉中色素的提取和分離可看作兩個(gè)實(shí)驗(yàn)！【實(shí)驗(yàn)原理】有機(jī)溶劑層析液快一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)色素被破壞研磨充分一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（1）綠葉中色素的提取1.制備濾紙條一端剪去兩角：保證色素?cái)U(kuò)散均勻，防止出現(xiàn)弧形色素帶。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（2）綠葉中色素的分離色素溶解在層析液中一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（2）綠葉中色素的分離胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）溶解度含量高低葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素【分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論】擴(kuò)散方向色素帶的條數(shù)和色素種類數(shù)相同色素帶的寬窄與色素含量有關(guān)色素帶的擴(kuò)散速度與其溶解度有關(guān)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)綠葉中光合色素的種類葉綠素（含量約占3/4）類胡蘿卜素（含量約占1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）（最多）（最少）一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

分離葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法，即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓，請寫出①～④依次對應(yīng)的色素及顏色。①_____________________，②_____________________，③_____________________，④_____________________。胡蘿卜素、橙黃色葉黃素、黃色葉綠素a、藍(lán)綠色葉綠素b、黃綠色一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光2.四種光合色素對光的吸收有什么差別呢？可見光的波長是400-760nm。小于400的是紫外光，大于760的為紅外光。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。（教材99）葉片中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以植物葉片呈現(xiàn)綠色。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)無色(透明)，因日光中各種顏色的光均能通過，作物光合效率高。補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光3.生產(chǎn)上，用何種顏色的玻璃、塑料薄膜做溫室大棚的頂棚產(chǎn)量高？陰天時(shí)，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)4.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用 (1)葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖(2)葉綠體的功能——進(jìn)行__________的場所葉綠體基質(zhì)暗類囊體色素光光合作用一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)5.在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面土，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。這是葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。（教材101）一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)資料11881年，德國科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料為什么選擇水綿和好氧細(xì)菌？水綿的葉綠體呈螺旋帶狀，便于觀察，用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)資料11881年，德國科學(xué)家恩格爾曼（T.Engelmann,1843—1909）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)2.為何要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行？沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。結(jié)論：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是水綿進(jìn)行光合作用的場所。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)恩格爾曼進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)光三棱鏡臨時(shí)裝片好氧細(xì)菌水綿好氧細(xì)菌6.在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：1937年希爾實(shí)驗(yàn)材料：處理：在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下進(jìn)行結(jié)果：葉綠體有O2釋放。（細(xì)胞器水平上）離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解產(chǎn)生氧氣。推測：離體葉綠體二光合作用的原理材料：實(shí)驗(yàn)2：1954年阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)處理：加入ADP、Pi，給予光照

葉綠體合成ATP總是與水的光解相伴隨。結(jié)論：離體葉綠體二光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3：魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路：用同位素標(biāo)記來研究物質(zhì)的去路材料：小球藻處理：用18O分別標(biāo)記CO2和H2O，給予光照。光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O，不來自CO2。結(jié)果：A為O2，B為18O2；結(jié)論：二光合作用的原理實(shí)驗(yàn)4：卡爾文實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路：放射性同位素標(biāo)記14CO2，研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程材料：小球藻處理：光照、提供14CO2結(jié)果：先出現(xiàn)14C3，最后出現(xiàn)14C5、（14CH2O）14CO214C3

結(jié)論：（14CH2O）1.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)二光合作用的原理3.總反應(yīng)式：2.光合作用的概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。光能CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體二光合作用的原理根據(jù)是否需要光能，光合作用可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）兩個(gè)階段。光反應(yīng)：光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行。（類囊體薄膜）暗反應(yīng)：光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都能進(jìn)行。（葉綠體基質(zhì)）二光合作用的原理4.光合作用的過程每個(gè)階段反應(yīng)的條件、場所、物質(zhì)變化、能量變化如何？二光合作用的原理光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系光、色素和酶不需光，多種酶、ATP、[H]①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP②暗反應(yīng)產(chǎn)生ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中CO2+C52C32C3(CH2O)+C5

酶ATP[H]酶2H2O

4H++O2+4e-光色素ADP+Pi+能量ATP色素、酶、光ATP中活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)成糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光能轉(zhuǎn)成ATP中活躍化學(xué)能和NADPH中的能量③沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成5.光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較NADP++H++2e-

NADPH酶連續(xù)光照和間隔光照下有機(jī)物合成量的分析二光合作用的原理給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機(jī)物中檢測到了18O，其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是_________________________________________。提示有氧呼吸第三階段18O2與[H]結(jié)合生成了H218O，有氧呼吸第二階段利用H218O生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應(yīng)生成含18O的有機(jī)物。6．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：二光合作用的原理6．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：二光合作用的原理6．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)“過程法”分析各物質(zhì)變化當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：二光合作用的原理(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化

起始值C3高于C5(約為其2倍)二光合作用的原