高三生物一轮复习课件：光合作用VIP

光合作用(Ⅰ)光合色素均可溶于乙醇、乙醚和丙酮等溶剂（溶解度不同），不溶于水，因此，可以用这些溶剂提取叶绿素。01叶绿体色素的提取与分离提示：纸层析时层析液应与水互不相容，因此酒精不适合用作层析液。绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中色素提取色素分离不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之扩散得慢取材：称取5g新鲜绿叶（烘干）；研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入

10mL

95%乙醇，迅速、充分研磨；过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤；收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严。使研磨更充分防止叶绿素被破坏1溶解色素（提取色素）色素的提取防止乙醇挥发、防止色素分解滤纸会吸附色素减少乙醇挥发，防止色素氧化实验过程01叶绿体色素的提取与分离色素的分离制备滤纸条画滤液细线分离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条轻轻插入层析液中，随后

用棉塞塞紧试管口

(不能让滤液细线触及层析液)观察结果：滤纸条上色素带有4条细、直、齐；干燥后重复剪去两角,防止色素带不整齐实验过程防止层析液中的成分挥发(因为丙酮、苯等有毒)01叶绿体色素的提取与分离实验结果提示：绿叶中色素含量--叶绿素（3/4）；类胡萝卜素（1/4）（色素带宽度与色素含量的关系，还需要进一步讨论）黄绿色（叶绿素b）蓝绿色（叶绿素a）黄色（叶黄素）橙黄色（胡萝卜素）记忆：从上到下胡黄AB橙黄蓝黄提示：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b在纸层析上的排序反映了光合色素非极性的强弱（在层析液中溶解度的大小）。01叶绿体色素的提取与分离分析讨论色带常出现的错误与分析滤纸条上未得到色带①滤液细线浸没到层析液中②用无清水代替乙醇进行提取①研磨不充分(未加入SiO2)②提取时加入的乙醇过多④未加CaCO3，色素分子被破坏⑤所取的绿叶不新鲜③滤液细线画的次数不够①滤液细线画得过粗或不整齐②滤纸条没经干燥处理滤纸条上的色带颜色较浅滤纸条上的色带重叠01叶绿体色素的提取与分离色素的吸收光谱植物表现绿色是反射了绿光01叶绿体色素的提取与分离色素的吸收光谱叶绿素--吸收：蓝紫光和红光反射：绿光类胡萝卜素吸收：蓝紫光反射：黄光、橙光和红光01叶绿体色素的提取与分离拓展藻类（绿藻、褐藻和红藻）的色素藻类色素种类含量最多的色素水层及主要存在的光绿藻叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光浅水层存在红光和蓝紫光褐藻叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光中水层存在绿光和蓝紫光红藻叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素藻红素主要吸收蓝紫光，反射红光深水层存在蓝紫光提示：色素的种类与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。01叶绿体色素的提取与分离光合色素与花青素红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。比较项目光合色素细胞液色素(花青素)存在部位叶绿体液泡溶解性脂溶性水溶性代表种类类胡萝卜素和叶绿素花青素颜色橙黄、黄、绿红、蓝、紫颜色变化不随pH改变变化颜色随pH改变变化颜色01叶绿体色素的提取与分离①光照：光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象。②温度：最适温度是20~30℃，最低温度约为2~4℃，最高温度为40℃左右

温度过高或过低均降低合成速率，加速叶绿素降解。

秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白等现象，都与低温抑制叶绿素形成有关。③矿质元素：氮、镁：叶绿素的组分；

铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子。④水（了解）植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关。严重缺水时，叶绿素合成减慢，降解加速，所以干旱时叶片呈黄褐色影响色素生成的因素01叶绿体色素的提取与分离叶绿体的结构DNA、RNA核糖体基粒双层膜功能：进行光合作用结构：双层膜结构的细胞器①吸收光能的色素分布在类囊体薄膜（光合膜）上。叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积②在类囊体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01叶绿体色素的提取与分离水绵具有细长的带状叶绿体叶绿体的功能水绵01叶绿体色素的提取与分离好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。实验1-极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。恩格尔曼的巧妙实验-1密闭容器中整体曝光密闭容器中极细光束01叶绿体色素的提取与分离实验结论：氧气是叶绿体在光下放出来的。用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光区和蓝紫光区。分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体中的色素主要吸收红光与蓝紫光，几乎不吸收绿光恩格尔曼的巧妙实验-201叶绿体色素的提取与分离01叶绿体色素的提取与分离例1.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（

）A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢例2.叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的有（

）①借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布；②光学显微镜下，所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形；③叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层；④叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积；⑤叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，因此可用纸层析法提取A．一项

B．二项

C．三项

D．四项DA例3.下列有关色素提取和分离实验的说法，正确的是（）A.根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离B.分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢C例4.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是()A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄D01叶绿体色素的提取与分离探究历程叶绿体中的色素主要吸收红光与蓝紫光，几乎不吸收绿光恩格尔曼的第二个实验的结果02光合作用原理的探究历程02光合作用原理的探究历程探究历程伯莱克曼在

1905年提出光合作用分为依赖光的阶段和不依赖光的阶段。瓦尔堡设计了下图类似的实验检验布伯莱曼的假说。光照7.5s，黑暗7.5s，光暗交替共135s连续光照135s→光合产物量：a→光合产物量：0.7aA组B组20世纪初

英国的

F.F.Blackman、德国的

O.Warburg等

思考：

B组的实验结果说明了什么？提示：

请绘制林下植被随光斑移动引起的O2、CO2的变化曲线图02光合作用原理的探究历程探究历程希尔反应:1937年

美国希尔含

DCPIP的等渗溶液（氧化剂，氧化态蓝色，还原态无色）叶绿体缺乏CO2DCPIP被还原，检测到氧气生成H2O

2H++O2离体叶绿体、光照铁盐或其他氧化剂讨论1：希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体讨论2：希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。1941年美国鲁宾和卡门02光合作用原理的探究历程探究历程光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。（P103）C18O2CO2H2OH218O小球藻悬液O218O2释放的氧气都是16O2

释放的都是18O2思考：

如何测18O？质谱仪02光合作用原理的探究历程藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（

）例5.1939年，英国科学家希尔将植物细胞破碎，获得离体叶绿体。他发现即使不提供CO2，只要在光照条件下给离体叶绿体提供足量铁盐溶液（作氧化剂），离体叶绿体虽然不能合成有机物，但能够放出O2。1941年，几名美国科学家制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐。在适宜光照条件下，他们将3组小球A．希尔的实验中，将叶绿体离体可排除呼吸作用对实验的干扰B．美国科学家的实验中碳酸氢盐的作用是为小球藻提供二氧化碳C．两个实验的结果都能确定光合作用释放的氧气中的氧原子仅来自水D．美国科学家的实验中，O2中18O的比例不受光合作用反应时间影响C02光合作用原理的探究历程题后思考：1941年，几名美国科学家制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐。在适宜光照条件下，他们将3组小球藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例，实验结果如图所示。①碳酸氢盐的作用是什么？为小球藻提供二氧化碳②鲁宾和卡门对小球藻进行的实验处理是什么？给3组小球藻提供含有不同比例的18O的水和碳酸氢盐③该实验结果证明光合作用释放的氧气来自水，而不是二氧化碳的依据是什么？三组释放的O2中18O所占比例均与本组供给的水中18O所占比例相同，而与本组供给的碳酸氢盐中18O所占比例不同02光合作用原理的探究历程ADP＋Pi→ATP光1954年ADP＋Pi→ATPNADP++H++2e→NADPH1957年光反应发生在基粒1958年光H2O→1/2O2+2H++2eNADP+：氧化性辅酶IINADPH：还原型辅酶II美国

阿尔农探究历程

1954年，美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验，在有光照和无CO2的条件下，当向反应体系中供给ADP、Pi和NADP+时，会有ATP、NADPH和O2产生。同时他还发现即使在黑暗条件下，只要供给ATP和[H]，叶绿体也能将CO2转化成糖类光反应阶段暗反应阶段03光合作用的过程光反应阶段①场所：类囊体膜(提供色素、酶、原料等)ADP＋Pi→ATPNADP＋＋H+＋2e-

→NADPH

光酶酶③能量变化：②物质变化：光子光能电能NADPH和ATP中的化学能H+电势能→叶绿体中的色素→高能电子e-03光合作用的过程ADP＋PiATP叶绿体中的色素高能电子水ee光能NADPH和ATP电子传递→类囊体腔Hill实验中DCPIP代替NADP+接受电子提示：有人会认为水的光解不需要酶。光反应阶段03光合作用的过程03光合作用的过程叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：①将水分解为____和___，____直接释放出去，__与_____________(NADP+)结合，形成____________(NADPH)。NADPH作为活泼的__________，参与暗反应阶段的化学反应，同时也_______________供暗反应阶段利用；氧气H+氧气H+氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ还原剂储存部分能量②在酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物合成。H2OO2++NADP+NADPH作为还原剂储存能量ADP+PiATP储存能量第二阶段：暗反应光合色素吸收光能03光合作用的过程例5.如图所示，细胞呼吸过程产生的NADH，通过线粒体内膜上的呼吸链将电子传递给氧生成H2O，伴有H+经蛋白复合体I、Ⅱ、Ⅲ从内膜基质侧跨膜泵至内外膜之间的膜间隙，以维持基质和膜间隙一个极大的H+浓度梯度，H+经F1-F0偶联因子复合体合成ATP。A．F1-F0偶联因子是H⁺的通道蛋白，可能还具有催化ATP合成的作用B．在不发生质子漏的情况下NADH中的能量都转移到ATP中C．熊在冬眠时肝脏细胞线粒体内质子漏的速率可能会增大D．水分子的生成是增大基质和膜间隙H+浓度梯度的原因之一同时也可能发生H⁺不经过F1-F0偶联因子复合体而进入基质，这种现象叫做质子漏，质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。质子漏的生理功能有产热、清除有害自由基等。下列相关分析不合理的是（）B类囊体膜内外存在H+浓度差是类囊体合成ATP的直接动力。pH=4pH=4pH=4pH=4pH=8pH=4pH=4pH=8pH=4pH=4pH=8充分平衡转移类囊体加入ADP和Pi无光条件放置类囊体膜内外的pH都为4A组A组B组B组缓冲液pH=4检测到ATP未检测到ATPZzz叶绿体中分离出的类囊体1963年贾格道夫实验探究历程03光合作用的过程1963年贾格道夫实验探究历程03光合作用的过程1963年贾格道夫实验探究历程03光合作用的过程光合作用与呼吸作用ATP的合成pH=8pH=4H+ADP+PiATP暗反应阶段3-磷酸甘油酸核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）①场所：叶绿体基质（提供酶、原料等）③能量变化：ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能CO2的固定：C3的还原：CO2＋C5→2C3

酶RuBP的再生：5C3→3C5

酶2C3C5+(CH2O)ATP、NADPH酶②物质变化：CO2的固定C3的还原03光合作用的过程暗反应阶段03光合作用的过程①CO2的固定：绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5(一种五碳化合物)结合，这个过程称作CO2的固定。②C3的还原：一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受___________________释放的能量，并且被___________还原。一些_______________________，在酶的作用下经过一系列的反应转化为_____。另一些_________________________，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。ATP和NADPHNADPH接受能量并被还原的C3接受能量并被还原的C3糖类20世纪40年代，美国科学家卡尔文探究历程①向藻类细胞光合作用的原料中加入14CO2②连续60s取样，将藻类细胞置于热酒精中③分离溶解物中的分子（双向纸层析法）④进行放射性显影，以确定放射性的部位实验过程实验结果3-磷酸甘油酸(C3)14CO2小球藻有机物的14C60s5s思考:如果确定14C首先出现在哪种化合物中？03光合作用的过程20世纪40年代，美国科学家卡尔文探究历程03光合作用的过程20世纪40年代，美国科学家卡尔文探究历程思考：

为探究哪一种物质与CO2结合生成C3，如何设计实验？相对含量时间/s1%

CO20.003%

CO23-磷酸甘油酸（C3）苹果酸（C4）乙醇酸（C2）RuBP（C5）X＋CO2→C303光合作用的过程三磷酸甘油醛淀粉叶绿体内蔗糖植株各处葡萄糖叶绿体外葡萄糖并不是光合作用的直接产物，但可以将光合产物换算成相当于多少葡萄糖。03光合作用的过程H2OADP＋Pi酶ATP色素光能2C3多种酶参加催化还原（CH2O）CO2C5固定条件：场所：物质变化：光、色素、酶类囊体薄膜2H2O光4NADPH+O2ADP+PiATP光酶能量转变：光能→ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能O2NADPH光解供氢供能条件：场所：物质变化：CO2、多种酶、ATP、NADPH叶绿体基质CO2+C5酶C32C3C5+(CH2O)ATP、[H]酶03光合作用的过程光反应阶段暗反应阶段进行部位类囊体薄膜

叶绿体基质中条件光、色素和酶CO2、ATP、[H]、多种酶物质变化能量变化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系1.光反应为暗反应提供[H]和ATP2.暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料光反应和暗反应的区别与联系CO2的固定CO2+C5→

2C3三碳的还原2C3+ATP+NADPHC5+(CH2O)酶酶水的光解2H2O→4NADPH+O2合成ATPADP+P