高三生物一轮复习课件第13讲捕获光能的色素和结构及光合作用的原理

捕获光能的色素和结构及光合作用的原理SHENGWUXUE12光合作用的原理捕获光能的色素和结构1.绿叶中色素的提取和分离可看作两个实验！【实验原理】有机溶剂层析液快一捕获光能的色素和结构色素被破坏研磨充分一捕获光能的色素和结构（1）绿叶中色素的提取1.制备滤纸条一端剪去两角：保证色素扩散均匀，防止出现弧形色素带。一捕获光能的色素和结构（2）绿叶中色素的分离色素溶解在层析液中一捕获光能的色素和结构（2）绿叶中色素的分离胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）溶解度含量高低叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素【分析实验结果和结论】扩散方向色素带的条数和色素种类数相同色素带的宽窄与色素含量有关色素带的扩散速度与其溶解度有关一捕获光能的色素和结构绿叶中光合色素的种类叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）（最多）（最少）一捕获光能的色素和结构

分离叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法，即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，请写出①～④依次对应的色素及颜色。①_____________________，②_____________________，③_____________________，④_____________________。胡萝卜素、橙黄色叶黄素、黄色叶绿素a、蓝绿色叶绿素b、黄绿色一捕获光能的色素和结构叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光2.四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？可见光的波长是400-760nm。小于400的是紫外光，大于760的为红外光。一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。（教材99）叶片中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，所以植物叶片呈现绿色。一捕获光能的色素和结构无色(透明)，因日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。补红光和蓝紫光3.生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？一捕获光能的色素和结构4.叶绿体的结构适于进行光合作用 (1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能——进行__________的场所叶绿体基质暗类囊体色素光光合作用一捕获光能的色素和结构5.在叶绿体内部巨大的膜表面土，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。（教材101）一捕获光能的色素和结构资料11881年，德国科学家恩格尔曼（T.Engelmann,1843—1909）做了这样的实验：把载有水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位恩格尔曼的第一个实验1.实验材料为什么选择水绵和好氧细菌？水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。一捕获光能的色素和结构资料11881年，德国科学家恩格尔曼（T.Engelmann,1843—1909）做了这样的实验：把载有水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位恩格尔曼的第一个实验2.为何要在没有空气的黑暗环境中进行？没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是水绵进行光合作用的场所。一捕获光能的色素和结构恩格尔曼进一步实验光三棱镜临时装片好氧细菌水绵好氧细菌6.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。一捕获光能的色素和结构1.探索光合作用原理的部分实验实验1：1937年希尔实验材料：处理：在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下进行结果：叶绿体有O2释放。（细胞器水平上）离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生氧气。推测：离体叶绿体二光合作用的原理材料：实验2：1954年阿尔农实验处理：加入ADP、Pi，给予光照

叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随。结论：离体叶绿体二光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分实验1.探索光合作用原理的部分实验实验3：鲁宾和卡门实验实验思路：用同位素标记来研究物质的去路材料：小球藻处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。结果：A为O2，B为18O2；结论：二光合作用的原理实验4：卡尔文实验实验思路：放射性同位素标记14CO2，研究物质转化过程材料：小球藻处理：光照、提供14CO2结果：先出现14C3，最后出现14C5、（14CH2O）14CO214C3

结论：（14CH2O）1.探索光合作用原理的部分实验二光合作用的原理3.总反应式：2.光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光能CO2+H2O（CH2O）+O2叶绿体二光合作用的原理根据是否需要光能，光合作用可以概括地分为光反应和暗反应（卡尔文循环）两个阶段。光反应：光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行。（类囊体薄膜）暗反应：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行。（叶绿体基质）二光合作用的原理4.光合作用的过程每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？二光合作用的原理光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系光、色素和酶不需光，多种酶、ATP、[H]①光反应为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP②暗反应产生ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中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中活跃化学能转成糖类等有机物中稳定的化学能光能转成ATP中活跃化学能和NADPH中的能量③没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成5.光反应阶段和暗反应阶段的比较NADP++H++2e-

NADPH酶连续光照和间隔光照下有机物合成量的分析二光合作用的原理给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是_________________________________________。提示有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物。6．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：二光合作用的原理6．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：二光合作用的原理6．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：二光合作用的原理(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化

起始值C3高于C5(约为其2倍)二光合作用的原