第15、16課時(shí)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用考點(diǎn)一二三綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)葉綠體的結(jié)構(gòu)及其中的色素光合作用的原理1.綠葉中色素的提取和分離有機(jī)層析液高

考點(diǎn)一

捕獲光能的色素分離方法：紙層析法石油醚、丙酮、苯混合而成注意:體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇,可加入適量的無水碳酸鈉。二氧化硅碳酸鈣擴(kuò)散均勻（單層尼龍布）積累更多色素1cm分離綠葉中的色素：層析液培養(yǎng)皿濾液線★要求：濾液線不能觸及層析液防止色素溶解在層析液中，無法分離防止層析液揮發(fā)含量：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素橙黃色葉黃素黃色葉綠素a藍(lán)綠色黃綠色思考：濾紙上色素帶所提供的信息有哪些？●在濾紙劃一圈色素提取液，再在中央滴一滴層析液？類胡蘿卜素（含量約1/4）胡蘿卜素胡蘿卜素主要有α、β、γ三種形式，其中最為重要的為β-胡蘿卜素。它是自然界中最普遍存在也是最穩(wěn)定的天然色素。它是一種最常見的維生素A補(bǔ)充劑。維生素A對于人體視覺發(fā)育至關(guān)重要。葉黃素葉黃素在蔬菜、水果、花卉等植物中廣泛存在，也是存在于人眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)的主要色素。人類等哺乳動(dòng)物不能自行合成葉黃素，外來食物是唯一的葉黃素?cái)z入來源。組成元素為C、H、O組成元素為C、H光合色素類型【拓展延伸】葉綠素（含量約3/4）①組成元素：C、H、O、N、Mg②影響葉綠素合成的三大因素光照溫度必需元素韭黃，同屬于韭菜的一種，韭黃是韭菜通過培土，遮光等在黑暗環(huán)境中軟化栽培后產(chǎn)生的黃化韭菜。秋天葉片變黃柑橘缺鎂，葉面黃化

光敏色素：是一類蛋白質(zhì)（色素-蛋白質(zhì)復(fù)合體），存在于高等植物的所有部分，分生組織中含量比較豐富。受紅光和遠(yuǎn)紅光刺激后，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生化學(xué)信號(hào)，通過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核，影響特定基因的表達(dá)。（感受光信號(hào)）

光合色素是不是只有類胡蘿卜素和葉綠素？光敏色素和光合色素區(qū)別選1---P.106

光合色素：存在于光合細(xì)胞中，是在光合作用中參與吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的色素。（直接參與生理過程）總結(jié)實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象分析大本P.602.色素的分布和作用(1)分布：葉綠體

上。(2)作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。(3)吸收光譜：一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。葉綠素對______________的吸收量大，類胡蘿卜素對_________的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量_____。類囊體薄膜紅光和藍(lán)紫光藍(lán)紫光較少如何證明？葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光色素提取液①葉綠素四種光合色素對光的吸收的差異色素提取液類胡蘿卜素類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光結(jié)論：一般情況下，光合作用吸收的光是可見光。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。②類胡蘿卜素

（1）一般植物的葉片在春夏季節(jié)為綠色，而在秋季呈現(xiàn)黃色。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？

春夏季節(jié)葉片中的葉綠素含量較多，葉綠素對綠光吸收較少，綠光大部分被反射出來，所以葉片會(huì)呈現(xiàn)綠色。秋季，葉片中主要是類胡蘿卜素，故而呈現(xiàn)黃色。

（2）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)選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？

無色，日光中各種顏色的光均能通過，作物光合效率高。應(yīng)選擇補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光的照明燈。【拓展延伸】（3)海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？

不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。課P.1013.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能所有受光部位橢球形球形雙層膜基質(zhì)暗反應(yīng)類囊體色素光合作用被光束照射到的部位光合作用的場所只能是葉綠體嗎？藍(lán)藻、光合細(xì)菌等沒有葉綠體也能進(jìn)行光合作用。少量的DNA、RNA、核糖體如何證明葉綠體光合作用的場所？資料1：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)水綿、好氧細(xì)菌恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處：(1)實(shí)驗(yàn)材料：用

，水綿的葉綠體呈

分布，便于觀察，用好氧細(xì)菌可確定

的部位。(2)排除了

的干擾：沒有空氣的黑暗環(huán)境(3)用極細(xì)的光束照射：葉綠體上可分為

和

的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)。(4)臨時(shí)裝片局部曝光與完全暴光下：再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。水綿和需氧細(xì)菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照結(jié)論1：葉綠體能吸收光能用于光合作用釋放O2

對比實(shí)驗(yàn)前后自身對照實(shí)驗(yàn)資料1：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)結(jié)論3：葉綠體主要吸收紅光與藍(lán)紫光用于光合作用放出O2資料2:在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。

結(jié)論4：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。問：光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O？結(jié)論2：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片(1)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素(

)(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(

)(3)葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多(

)提示葉片黃化，葉綠素減少，葉綠體對紅光的吸收減少。(4)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中(

)提示葉綠體基質(zhì)中不含色素，只含有光合作用需要的酶。××√√(5)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積(

)×提示葉綠體內(nèi)膜光滑，和外膜面積相近。源于必修1P99旁欄思考：（1）從葉綠素吸收光譜圖可知：葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”或“窄”)。（2）研究表明：在遮光條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占比增加。請預(yù)測：在適當(dāng)遮光的條件下葉片(比如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。寬降低增強(qiáng)【教材隱性知識(shí)】圖5－12大本P.63---五標(biāo)注小本P.369---6年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)末—普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖1928年—發(fā)現(xiàn)

對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過

轉(zhuǎn)化成糖甲醛光合作用

考點(diǎn)二

光合作用原理的探索CO2O2釋放C+H2O甲醛多個(gè)縮合糖(CH2O)推測課P.102年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1937年英國植物學(xué)家希爾離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生

的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)1941年美國科學(xué)家魯賓和卡門用

的方法，研究了光合作用中氧氣來源于H2O：H218O＋CO2→植物→

；H2O＋C18O2→植物→____1954年美國科學(xué)家______在光照下，葉綠體可合成

。1957年，他發(fā)現(xiàn)該過程總是與

相伴隨水的光解、產(chǎn)生氧氣同位素示蹤18O2O2ATP水的光解阿爾農(nóng)希爾反應(yīng)說明了水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2。2C3C5（CH2O）多種酶參加催化CO2還原固定20世紀(jì)40年代美國卡爾文

用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳，稱為卡爾文循環(huán)。

14CO2→14C3→(14CH2O)(1)希爾實(shí)驗(yàn)證明了水的光解和糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)(

)(2)希爾實(shí)驗(yàn)說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水(

)提示希爾的實(shí)驗(yàn)只能說明水的光解產(chǎn)生氧氣，不能說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水，還可能來自其他物質(zhì)。(3)卡爾文等探究CO2中碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑采用了同位素示蹤法(

)√×√【拓展】源于必修1P104正文：光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，一定時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30s的時(shí)間，放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種。縮短時(shí)間到7s，發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種，想要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物，可能的實(shí)驗(yàn)思路是_____________________________________________________________________________________________________________________________。

不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物，該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物大本P.62---關(guān)鍵能力提升1.(必修1P98)綠葉中的色素有4種，它們可以歸為兩大類：

(含量約占3/4)和

(含量約占1/4)，其中前者包含

(藍(lán)綠色)和

(黃綠色)，后者包含

(橙黃色)和

(黃色)。2.(必修1P99)葉綠素a和葉綠素b主要吸收

，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收

。葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)紫光和紅光藍(lán)紫光3.(必修1P99圖5－12)從葉綠素吸收光譜圖可知，葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”或“窄”)。

研究表明：在遮光條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占比增加。請預(yù)測：在適當(dāng)遮光的條件下，葉片(如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。寬降低增強(qiáng)4.(必修1P101)葉綠體是

的場所。在它內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的

，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的

。5.植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？提示這種波長的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有機(jī)物。進(jìn)行光合作用色素分子酶6.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？提示這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長的光，藻類本身的顏色是它們“反射”的光。7.溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充什么顏色的光源？提示最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜，因?yàn)樗梢允垢鞣N顏色的光通過；補(bǔ)充光源可選擇紅光或藍(lán)紫光，因?yàn)檫@種顏色的光植物光合作用吸收利用較多，更有利于植物進(jìn)行光合作用。返回1.光合作用的概念：綠色植物通過

，利用

，將_________

轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的

，并且釋放出

的過程。2.光合作用的反應(yīng)式

葉綠體光能二氧化碳和水有機(jī)物氧氣

考點(diǎn)三

光合作用的過程CO2+H2O（CH2O）+O2

光能葉綠體(CH2O)表示糖類等有機(jī)物實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量。實(shí)質(zhì)：分解有機(jī)物，釋放能量有氧呼吸：相關(guān)信息：光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進(jìn)入篩管，再通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街参锔魈帯＃≒.104）光合作用的過程3.光合作用的過程項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)過程模型

實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并放出O2同化CO2形成有機(jī)物與光的關(guān)系必須在

下進(jìn)行有光、沒有光都能進(jìn)行場所在葉綠體內(nèi)的

上進(jìn)行在葉綠體

中進(jìn)行光類囊體薄膜基質(zhì)課P.103項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化光能→_____________________________ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→_____________________關(guān)系

ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+等原料葉綠體中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原光反應(yīng)暗反應(yīng)NADP+NADPH光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶（類囊體薄膜）（葉綠體基質(zhì)）光能1.NADPH和ATP的移動(dòng)途徑是什么？2.NADP+和ADP的移動(dòng)途徑呢？3.NADPH的作用？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量默寫：光合作用的過程4.化能合成作用與光合作用的對比項(xiàng)目光合作用化能合成作用條件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等無機(jī)物產(chǎn)物

等有機(jī)物能量來源________________________________生物種類綠色植物、藍(lán)細(xì)菌等

、硫細(xì)菌等糖類光能某些無機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量硝化細(xì)菌課P.106注意:固氮菌是吸收N2供植物利用化能合成作用

能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量示例1：CO2供應(yīng)正常，光照停止時(shí)C3的含量變化。1.過程法（“來源－去路”法）：環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化（常考點(diǎn)）示例2：光照正常，CO2供應(yīng)停止時(shí)C3的含量變化。2.“模型法”表示C3和C5等的含量變化C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP相互講一講(1)光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中(

)提示光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能。(2)暗反應(yīng)中CO2可接受ATP和NADPH釋放的能量，并被NADPH還原(

)提示CO2不能直接被NADPH還原，須經(jīng)過CO2的固定形成C3，再在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，被NADPH還原。××(3)暗反應(yīng)中14C的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(

)提示在暗反應(yīng)階段中14C的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→(14CH2O)。×

考點(diǎn)四

光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系圖解并標(biāo)注相關(guān)過程和物質(zhì)：a:色素，b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH，f：C5，g：CO2，h：C3。(1)物質(zhì)方面NADPHC6H12O6H2O

[H]用18O標(biāo)記的H218O澆灌植物，一段時(shí)間后那些物質(zhì)含有18O?

H218O

周圍空氣中的H2O周圍空氣中的O2CO2葡萄糖18O來標(biāo)記CO2呢？光合作用光反應(yīng)蒸騰作用H218O有氧呼吸第二階段CO2參與光合作用暗反應(yīng)【考考你】C6H12O6H2O

空氣中的O2空氣中的H2O(2)能量方面NADPHATPNADPH、NADH、ATP的來源與去路【歸納】(1)提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，可以獨(dú)立完成有氧呼吸和光合作用過程(

)提示線粒體是有氧呼吸的主要場所，其中有氧呼吸的第一階段是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的，因此提取完整的線