必修一分子與細胞

第9講光合作用與能量轉化考點一：葉綠體的結構與功能1、葉綠體的結構：外膜內膜類囊體基粒葉綠體基質（2）葉綠體有何功能呢？科學家是如何發現葉綠體功能的？思考：（1）圖中結構是葉綠體的顯微結構還是亞顯微結構？考點一：葉綠體的結構與功能1、葉綠體的結構2、葉綠體功能的驗證實驗：恩格爾曼實驗P100選材：水綿（葉綠體呈螺旋帶狀——自身對照）好氧細菌（指示O2光合作用的場所）處理：黑暗、無氧（排除環境中O2、光照的干擾）極細的光束（形成有光無光的對照）實驗結論：證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧（教材P101）考點二：葉綠體中色素類胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b(占1/4)(占3/4)（橙黃色）（黃色）（藍綠色）（黃綠色）1、種類：思考：正常情況下葉片呈現綠色、秋天變黃、變紅的原因是？到了秋天，葉片中的葉綠素被分解，其他色素（如葉黃素、花青素等）的相對含量上升，葉片轉變為相對含量更高的色素的顏色考點二：葉綠體中的色素吸收、傳遞、轉化光能1、種類：2、功能：吸收：葉綠素a、b主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。注意：光合作用所利用的是波長范圍在400～760nm的可見光。低于400nm的紫外光和高于760nm的紅外光則不能利用考點二：葉綠體中的色素1、種類：2、葉綠體中色素的提取和分離（1）實驗原理：提取原理、分離原理——教材P98（2）實驗方法：分離：紙層析法（3）實驗步驟：P98過程注意事項操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片剪去主葉脈使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發，充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發和色素氧化

分離色素(1)濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中(4)實驗步驟中的注意事項考點二：葉綠體中的色素1、種類：（1）實驗原理：提取原理、分離原理——教材P98（2）實驗方法：紙層析法（3）實驗步驟：P98（4）色素分離實驗結果分析：①看色素帶數量4條②看色素帶顏色4種顏色（注意準確表述）③看色素帶位置擴散速度——溶解度④看色素帶寬度含量越高，條帶越寬2、葉綠體中色素的提取和分離考點二：葉綠體中的色素1、種類：2、葉綠體中色素的提取和分離（1）實驗原理：提取原理、分離原理——教材P98（2）實驗方法：紙層析法（3）實驗步驟：見教材P98（4）色素分離實驗結果分析：（5）常見異常現象及原因分析（見狀元金榜）①色素帶顏色過淺②完全沒有色素帶③色素帶彎曲/重疊④葉綠素色素帶缺失考點二：葉綠體中的色素吸收、傳遞、轉化光能1、種類：3、功能：葉綠體中絕大多數色素都能吸收和傳遞光能轉化：少數特殊狀態的葉綠素a才有此功能液泡中的色素也有以上功能嗎？沒有，液泡中的色素主要與花的顏色有關2、葉綠體中色素的提取和分離考點三：光合作用原理的探索實驗考點：人物、方法、結論——經典實驗1、希爾反應希爾反應（Hillreaction）是指在光照條件下，綠色植物的葉綠體裂解水，釋放氧氣并還原電子受體的反應。該反應由英國科學家羅伯特?希爾發現，故稱“希爾反應”。4Fe3++2H2O→4Fe2++O2+4H+

或2NADP++2H2O→2NADPH+O2+2H+選材：含有類囊體的葉綠體處理：懸浮液中有H2O，沒有CO2（排除水的光解必需與糖的合成相關聯）鐵鹽或其他氧化劑（證明水的光解過程中產生了還原劑）結論：離體葉綠體能夠發生水的光解并產生氧氣結果：反應體系內產生了氧氣，鐵鹽（Fe3+）被還原成亞鐵（Fe2+）考點三：光合作用原理的探索實驗考點：人物、方法、結論——經典實驗1、希爾反應2、魯賓

與

卡門H2OCO2同位素示蹤法結論：光合作用釋放的氧氣中氧全部來自于水，并不來自二氧化碳考點三：光合作用原理的探索實驗考點：人物、方法、結論——經典實驗1、希爾反應2、魯賓.卡門3、卡爾文1946年開始，美國科學家卡爾文等用一種單細胞綠藻——小球藻研究CO2轉變為糖類的路線。他們向反應體系中充入一定量的14CO2供小球藻進行光合作用，在不同的光照時間下檢測放射性，追蹤14C的去向。反應時間帶14C標記的化合物小于1秒90%的14C35秒14C314C5（14CH2O）C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）30秒多種有機化合物同位素示蹤法14CO2→14C3→14C5+（14CH2O）結論：考點三：光合作用原理的探索實驗考點：人物、方法、結論——經典實驗1、希爾反應2、魯賓.卡門3、卡爾文4、阿爾農

1954年，阿爾農發現在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發現這一過程總是與水的光解相伴隨。

阿爾農等還用離體的葉綠體做實驗。在黑暗條件下，只要向反應體系中供給ATP和NADPH，葉綠體就能將CO2轉變為糖；若不供給ATP和NADPH，葉綠體就無法將CO2轉變為糖。考點四：光合作用的原理1、概念：①場所：葉綠體②能量：光能③反應物：CO2+H2O④產物：（CH2O）+O2CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體總反應式：光合作用是指綠色植物通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。2、光合作用的過程：考點四：光合作用的原理光反應和暗反應（1）光反應階段進行場所:所需條件:物質轉變:能量轉化:光、色素和酶類囊體薄膜水的光解：2H2O4H++O2光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶NADPH的合成：NADP+

＋H+

＋電子

NADPH酶光能轉化為ATP和NADPH中的活躍化學能考點四：光合作用的原理2、光合作用過程關于NADPH：還原型輔酶II前身：氧化型輔酶II關于ATP：用于暗反應和其他生命活動NADPH、ATP共同點產生：葉綠體類囊體薄膜去向：葉綠體基質用途：C3的還原（1）光反應階段考點四：光合作用的原理2、光合作用過程（1）光反應階段（2）暗反應階段進行場所:所需條件:物質轉變:能量轉化:酶、ATP、NADPH、葉綠體基質CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ADP+Pi2C3(CH2O)+C5＋H2O酶ATPNADP+ATP和NADPH中的活躍化學能轉化為有機物中穩定的化學能考點四：光合作用的原理2、光合作用過程（1）光反應階段（2）暗反應階段（3）光反應與暗反應的聯系物質聯系：光反應生成的ATP和NADPH供暗反應C3的還原，而暗反應為光反應提供了ADP、Pi和NADP+能量聯系：光反應為暗反應提供了活躍的化學能，暗反應將活躍的化學能轉化為有機物中穩定的化學能光反應與暗反應是一個整體，二者緊密聯系、缺一不可。2、光合作用過程思考：（1）光反應和暗反應誰更快？（2）色素吸收光能轉化光能需不需要酶？（3）光合作用穩定時，C3和C5誰多？光反應更快不需要C3約等于2倍C5（4）暗反應合成的什么糖類？葡萄糖和果糖；蔗糖；淀粉考點四：光合作用的原理2、光合作用過程（1）光反應階段（2）暗反應階段（3）光反應與暗反應的聯系（4）總反應式6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體考試時寫：考點四：光合作用的過程6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體關于元素走向：O原子的走向14CO2→14C3→(14CH2O)7、C3和C5動態平衡（條件不發生改變下）在條件適宜且不變的情況下，C3的量≈2倍C5的量氧氣中的氧全部來自水C原子的走向考點四：光合作用的原理2、光合作用過程1、光合作用概念3、光合作用的實質和意義實質：把簡單的無機物轉變為復雜的有機物把光能轉變成儲存在有機物中的化學能意義：光合作用產生的有機物養活了世間萬物光合作用產生的氧氣供給了絕大多數生物的呼吸作用光合作用將光能轉