高考生物一轮复习课件第15、16课时 光合作用与能量转化

第15、16课时光合作用与能量转化第三单元细胞的能量供应和利用考点一二三绿叶中色素的提取和分离实验叶绿体的结构及其中的色素光合作用的原理1.绿叶中色素的提取和分离有机层析液高

考点一

捕获光能的色素分离方法：纸层析法石油醚、丙酮、苯混合而成注意:体积分数为95%乙醇,可加入适量的无水碳酸钠。二氧化硅碳酸钙扩散均匀（单层尼龙布）积累更多色素1cm分离绿叶中的色素：层析液培养皿滤液线★要求：滤液线不能触及层析液防止色素溶解在层析液中，无法分离防止层析液挥发含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素橙黄色叶黄素黄色叶绿素a蓝绿色黄绿色思考：滤纸上色素带所提供的信息有哪些？●在滤纸划一圈色素提取液，再在中央滴一滴层析液？类胡萝卜素（含量约1/4）胡萝卜素胡萝卜素主要有α、β、γ三种形式，其中最为重要的为β-胡萝卜素。它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。它是一种最常见的维生素A补充剂。维生素A对于人体视觉发育至关重要。叶黄素叶黄素在蔬菜、水果、花卉等植物中广泛存在，也是存在于人眼视网膜黄斑区的主要色素。人类等哺乳动物不能自行合成叶黄素，外来食物是唯一的叶黄素摄入来源。组成元素为C、H、O组成元素为C、H光合色素类型【拓展延伸】叶绿素（含量约3/4）①组成元素：C、H、O、N、Mg②影响叶绿素合成的三大因素光照温度必需元素韭黄，同属于韭菜的一种，韭黄是韭菜通过培土，遮光等在黑暗环境中软化栽培后产生的黄化韭菜。秋天叶片变黄柑橘缺镁，叶面黄化

光敏色素：是一类蛋白质（色素-蛋白质复合体），存在于高等植物的所有部分，分生组织中含量比较丰富。受红光和远红光刺激后，结构会发生变化，产生化学信号，通过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达。（感受光信号）

光合色素是不是只有类胡萝卜素和叶绿素？光敏色素和光合色素区别选1---P.106

光合色素：存在于光合细胞中，是在光合作用中参与吸收、传递和转化的色素。（直接参与生理过程）总结实验异常现象分析大本P.602.色素的分布和作用(1)分布：叶绿体

上。(2)作用：吸收、传递、转化光能。(3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对______________的吸收量大，类胡萝卜素对_________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量_____。类囊体薄膜红光和蓝紫光蓝紫光较少如何证明？叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光色素提取液①叶绿素四种光合色素对光的吸收的差异色素提取液类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光结论：一般情况下，光合作用吸收的光是可见光。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。②类胡萝卜素

（1）一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色。出现这一现象的原因是什么？

春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，叶绿素对绿光吸收较少，绿光大部分被反射出来，所以叶片会呈现绿色。秋季，叶片中主要是类胡萝卜素，故而呈现黄色。

（2）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，应选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？

无色，日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。应选择补红光和蓝紫光的照明灯。【拓展延伸】（3)海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？

不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。课P.1013.叶绿体的结构和功能所有受光部位椭球形球形双层膜基质暗反应类囊体色素光合作用被光束照射到的部位光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。少量的DNA、RNA、核糖体如何证明叶绿体光合作用的场所？资料1：恩格尔曼实验水绵、好氧细菌恩格尔曼实验设计的巧妙之处：(1)实验材料：用

，水绵的叶绿体呈

分布，便于观察，用好氧细菌可确定

的部位。(2)排除了

的干扰：没有空气的黑暗环境(3)用极细的光束照射：叶绿体上可分为

和

的部位，相当于一组对比实验。(4)临时装片局部曝光与完全暴光下：再一次验证实验结果。水绵和需氧细菌螺旋带状释放氧气氧气和光有光照无光照结论1：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放O2

对比实验前后自身对照实验资料1：恩格尔曼实验结论3：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2资料2:在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。

结论4：叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。问：光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？结论2：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光透过三棱镜的光照射水绵临时装片(1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(

)(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(

)(3)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多(

)提示叶片黄化，叶绿素减少，叶绿体对红光的吸收减少。(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中(

)提示叶绿体基质中不含色素，只含有光合作用需要的酶。××√√(5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积(

)×提示叶绿体内膜光滑，和外膜面积相近。源于必修1P99旁栏思考：（1）从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a

(填“宽”或“窄”)。（2）研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。宽降低增强【教材隐性知识】图5－12大本P.63---五标注小本P.369---6年份科学家发现19世纪末—普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年—发现

对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过

转化成糖甲醛光合作用

考点二

光合作用原理的探索CO2O2释放C+H2O甲醛多个缩合糖(CH2O)推测课P.102年份科学家发现1937年英国植物学家希尔离体叶绿体在适当条件下发生

的化学反应称作希尔反应1941年美国科学家鲁宾和卡门用

的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O：H218O＋CO2→植物→

；H2O＋C18O2→植物→____1954年美国科学家______在光照下，叶绿体可合成

。1957年，他发现该过程总是与

相伴随水的光解、产生氧气同位素示踪18O2O2ATP水的光解阿尔农希尔反应说明了水的光解与糖的合成不是同一个化学反应光合作用产生的有机物又是怎样合成的？结论：光合产物中有机物的碳来自CO2。2C3C5（CH2O）多种酶参加催化CO2还原固定20世纪40年代美国卡尔文

用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C转化成有机物中的碳，称为卡尔文循环。

14CO2→14C3→(14CH2O)(1)希尔实验证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应(

)(2)希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水(

)提示希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，还可能来自其他物质。(3)卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪法(

)√×√【拓展】源于必修1P104正文：光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物，可能的实验思路是_____________________________________________________________________________________________________________________________。

不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物大本P.62---关键能力提升1.(必修1P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：

(含量约占3/4)和

(含量约占1/4)，其中前者包含

(蓝绿色)和

(黄绿色)，后者包含

(橙黄色)和

(黄色)。2.(必修1P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收

，胡萝卜素和叶黄素主要吸收

。叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝紫光和红光蓝紫光3.(必修1P99图5－12)从叶绿素吸收光谱图可知，叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a

(填“宽”或“窄”)。

研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下，叶片(如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。宽降低增强4.(必修1P101)叶绿体是

的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的

，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

。5.植物工厂里为什么不用发绿光的光源？提示这种波长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机物。进行光合作用色素分子酶6.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？提示这种现象与光能的捕获有关，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。7.温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源？提示最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各种颜色的光通过；补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。返回1.光合作用的概念：绿色植物通过

，利用

，将_________

转化成储存着能量的

，并且释放出

的过程。2.光合作用的反应式

叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气

考点三

光合作用的过程CO2+H2O（CH2O）+O2

光能叶绿体(CH2O)表示糖类等有机物实质：合成有机物，储存能量。实质：分解有机物，释放能量有氧呼吸：相关信息：光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植物各处。（P.104）光合作用的过程3.光合作用的过程项目光反应暗反应过程模型

实质光能转化为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物与光的关系必须在

下进行有光、没有光都能进行场所在叶绿体内的

上进行在叶绿体

中进行光类囊体薄膜基质课P.103项目光反应暗反应物质转化项目光反应暗反应能量转化光能→_____________________________ATP和NADPH中活跃的化学能→_____________________关系

ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能酶（类囊体薄膜）（叶绿体基质）光能1.NADPH和ATP的移动途径是什么？2.NADP+和ADP的移动途径呢？3.NADPH的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量默写：光合作用的过程4.化能合成作用与光合作用的对比项目光合作用化能合成作用条件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等无机物产物

等有机物能量来源________________________________生物种类绿色植物、蓝细菌等

、硫细菌等糖类光能某些无机物氧化时释放的能量硝化细菌课P.106注意:固氮菌是吸收N2供植物利用化能合成作用

能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量示例1：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化。1.过程法（“来源－去路”法）：环境改变时光合作用各物质含量的变化（常考点）示例2：光照正常，CO2供应停止时C3的含量变化。2.“模型法”表示C3和C5等的含量变化C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP相互讲一讲(1)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中(

)提示光反应将光能转化为储存在ATP和NADPH中活跃的化学能。(2)暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并被NADPH还原(

)提示CO2不能直接被NADPH还原，须经过CO2的固定形成C3，再在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，被NADPH还原。××(3)暗反应中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(

)提示在暗反应阶段中14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。×

考点四

光合作用与细胞呼吸的关系图解并标注相关过程和物质：a:色素，b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH，f：C5，g：CO2，h：C3。(1)物质方面NADPHC6H12O6H2O

[H]用18O标记的H218O浇灌植物，一段时间后那些物质含有18O?

H218O

周围空气中的H2O周围空气中的O2CO2葡萄糖18O来标记CO2呢？光合作用光反应蒸腾作用H218O有氧呼吸第二阶段CO2参与光合作用暗反应【考考你】C6H12O6H2O

空气中的O2空气中的H2O(2)能量方面NADPHATPNADPH、NADH、ATP的来源与去路【归纳】(1)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程(

)提示线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线