2025届高三一轮复习生物：光合作用的原理 教学课件

第14课时 光合作用的原理 核心问题：细胞是怎样将光能转化为有机物中稳定的化学能的？ 细胞呼吸 有机物中的稳定的化学能 ATP中活跃的化学能+热能 光合作用 光能 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 光合作用的反应简式： 绿色植物通过叶绿体，利用光能，将CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程 光合作用的概念： 1.细胞中捕获光能的物质是什么？ 1.1光合色素存在于什么地方？ 光合色素 类囊体膜 叶绿体能高效光捕获光能与什么结构有关？ 类囊体堆叠形成的基粒，其极大扩展了受光面积 1.2光合色素有哪些种类？ 光合色素的种类 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 如何证明有4种光合色素？ 提取、分离 (1)提取光合色素的原理是什么？ (2)提取光合色素用到的药剂有哪些？其作用是什么？ (3)为什么研磨要快且充分？ (4)过滤时，为什么不能用滤纸或纱布代替尼龙布？ (5)用棉塞将装有色素滤液的试管的口塞严的目的是什么？ 色素不溶于水，但能溶解在无水乙醇中 无水乙醇 溶解色素 (95%乙醇+无水Na2CO3)： CaCO3： 防止研磨中色素被破坏 SiO2： 使研磨充分 快是为了避免色素被氧化而破坏；充分是使细胞研碎以保证色素溶出 防止色素被破坏、以及乙醇挥发 滤纸、纱布会吸附色素 (6)分离光合色素的方法及原理是什么？ 纸层析法 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而将色素分离 (7)剪掉滤纸条两角的目的是什么？ (8)画滤纸细线时需要注意的操作事项有哪些？ 防止两边滤液扩散速度过快从而导致色素带不整齐 滤纸细线要细、直、齐： 重复2~3次： 每次画线后要等滤液干燥后再重复画 防止色素带重叠而影响分离效果 为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显 (10)为什么层析液不能没及滤液细线？ 层析液没及滤液细线会造成色素溶解在层析液中，导致分离失败 (11)盛有层析液的烧杯要加盖的目的是什么？ 防止有毒的层析液挥发 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 (11)下列4条色素带分别是什么颜色？其对应的是什么色素？ 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 叶绿素 类胡萝卜素 1/4 3/4 含量占比： 含量占比： 溶解度最大、含量最少 溶解度最小 含量最多 1.3光合色素主要吸收什么光？ 1.3.1如何证明光合色素的吸光类型？ 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 对比两组的光谱，可得到色素溶液的吸收光谱 阳光 三棱镜 光谱(即不同颜色的光带) 阳光 三棱镜 光谱 色素溶液 对照组： 实验组： 方法1： 方法2： 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，观察需氧型细菌的分布情况。 恩格尔曼的实验 1.3.2不同光合色素对应的吸光光谱曲线分别是什么？ 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 1.3.3植物工厂应补光什么光？ 蓝紫光和红光 实验出现异常现象的原因分析 归纳总结 异常现象 原因分析 收集到的滤液绿色过浅 ①未加二氧化硅，研磨不充分； ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少； ③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)； ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 实验出现异常现象的原因分析 归纳总结 滤纸条色素带重叠 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 滤纸条无色素带 ①忘记画滤液细线； ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 2.细胞捕获的光能是如何转化到有机物中的？ 通过 反应和 反应 2.1光反应和暗反应的场所分别在哪里？ 光 暗 类囊体膜、叶绿体基质 2.2光反应和暗反应所需的条件分别有哪些？ 光、 H2O 有无光均可、 CO2 2.3光反应和暗反应分别发生哪些物质和能量变化？ 光反应 H2O 酶 NADPH ADP 酶 Pi ATP + 暗反应 CO2 + C5 C3 酶 CO2的固定： C3的还原： C3 ( CH2O ) + C5 酶 NADPH 酶 H+ + e-+ NADP+ ADP 酶 Pi+能量 ATP + 色素吸收的光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 糖类中稳定的化学能 还原型辅酶Ⅱ 3-磷酸甘油酸 RuBP:核酮糖-1,5-二磷酸 淀粉+蔗糖 光反应 暗反应 能量变化 物质变化 H+ + e-+NADP+ O2 酶 (还原剂) 2.4光反应和暗反应有哪些联系？ 光反应为暗反应提供ATP、NADPH及能量 暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+ 物质变化与能量转化有什么关系？ 能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解。能量转化与物质变化密不可分，物质是能量的载体，而能量是物质变化的动力。 去掉果实： 2.5科学家是如何得出光合作用的场所是叶绿体的？ 恩格尔曼的实验 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。 2.6科学家是如何得出叶绿体中H2O光解会产生O2和ATP的？ 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H20，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。 希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 希尔的实验 在光照下，叶绿体可合成ATP，且总是与水的光解相伴随。 阿尔农的实验 2.7科学家是如何得出光合释放的O2来自H2O的？ 鲁宾和卡门的实验 2.8科学家是如何得出CO2的C的转移路途的？ 卡尔文的实验 14CO2 14C3 （14CH2O） 14C5 C5到C3再到C5的循环持续进行，不断将CO2转化为（CH2O） 卡尔文循环(暗反应) 自变量？ 2.9为什么说光合作用是地球上最重要的化学反应？ 光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利用，还养活了包括你我在内的所有异养生物。光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。 2.10除光合作用外，还有什么方式也能制造有机物？ 化能合成作用：某些细菌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。 硝化细菌 知识拓展：光合作用电子传递 $$