2027届高考生物人教版一轮复习课件 第12课时　捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索

该高中生物学高考复习课件聚焦“捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索”核心考点，依据高考评价体系梳理了色素提取分离实验、叶绿体结构功能、光合作用过程及经典探索实验等考查维度，明确实验分析和过程理解为高频考点，归纳了实验题、过程图解题等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“实验探究+过程建模+易错突破”策略，如通过恩格尔曼实验分析对照设计培养科学思维，卡尔文实验中C3/C5动态变化模型构建强化探究实践，针对色素带过浅等异常现象总结应试技巧。助力学生掌握实验答题规范，教师可据此系统梳理考点，提升复习效率。

捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索 第三单元　第12课时 内容索引 考点一　捕获光能的色素和结构 考点二　光合作用原理的探索 捕获光能的色素和结构 考点一 ONE 1.绿叶中色素的提取和分离 ● 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂（无水乙醇或丙酮）中，因此，可以用无水乙醇等有机溶剂来提取叶绿体中的色素 实验原理 有机溶剂如 能溶解色素。 各种色素在 中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。 分离原理： 提取原理： 层析液 无水乙醇 二氧化硅 碳酸钙 溶于层析液中 防止色素 实验步骤 提取绿叶中的色素 研磨过滤 收集滤液 剪碎绿叶 研磨充分 保护叶绿素 无水乙醇溶解色素 制备滤纸条 滤纸条一端减去两角：扩散均匀 待滤液干后重画1~2次 滤纸条插入层析液中，层析液不能触及滤液细线 画滤液细线 分离滤液中的色素 细、齐、直 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿素a 蓝绿色 黄绿色 实验结果异常现象分析 无水乙醇 层析液 2.色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体 上。 (2)作用：吸收、传递（四种色素）、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 3.叶绿体的结构和功能 椭球形 球形 ①双层膜 ②基质： 暗反应 类囊体 色素 光合作用 被光束照射 到的部位 所有受光部位 每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，扩大了内部膜的表面积，这些囊状结构称为类囊体 膜上 需氧细菌分布叶绿体 形态： 一般呈扁平的 或 结构： 外表： 内部： 含有与 有关的酶 ③基粒：由 堆叠而成。分布有 功能： 进行 场所 恩格尔曼实验的证据 水绵和需氧细菌 无空气 黑暗中用极细光束照射： 需氧细菌集中于叶绿体 完全曝光： 和光反应有关的酶 恩格尔曼的第一个实验 甲 乙 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ （1）氧气是叶绿体释放的 （2）叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 确定释放氧气多的部位。 排除氧气和光的干扰。 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。 水绵： 需氧细菌： 无空气黑暗环境： 极细光束： 乙组暴露于光下： 验证实验结果。 光 三棱镜 临时装片 好氧细菌 水绵 好氧细菌 恩格尔曼的第二个实验 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光产生氧气 恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 点拨 影响叶绿素合成的三大因素 返回 光合作用原理的探索 考点二 TWO 二、探 索 光 反 应 的 原 理 活动1：根据实验分析光合作用原理 实 验 1：希尔反应 实验由来：英国科学家罗伯特.希尔首次发现的。 材 料：离体叶绿体 处 理：给离体叶绿体悬浮液加入铁盐或其他氧化剂（有H2O,不通入CO2），给予光照 结 果：Fe3+还原成Fe2+并释放O2 推 测： 结合光合作用的概念，进行分析 H2O+CO2 (CH2O) + O2 光 能 叶绿体 叶绿体中H2O光解产生氧气 思考：该实验中加入的铁盐或其他氧化剂的作用？ 二、探 索 光 反 应 的 原 理 NADP＋ + H＋ +e- NADPH 酶 二、探 索 光 反 应 的 原 理 活动1：根据实验分析光合作用原理 实 验 1：希尔反应 实验由来：英国科学家罗伯特.希尔首次发现的。 材 料：离体叶绿体 处 理：给离体叶绿体悬浮液加入铁盐或其他氧化剂（有H2O,不通入CO2），给予光照 结 果：Fe3+还原成Fe2+并释放O2 结合光合作用的概念，进行分析 H2O+CO2 (CH2O) + O2 光 能 叶绿体 思考：1.此实验能否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 2.该实验能否说明植物光合作用产生的氧气中的氧全部来自水？ 能 不能，没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移 二、探 索 光 反 应 的 原 理 活动2：根据实验进一步分析光合作用原理 实 验 2：鲁宾和卡门实验 实验思路：用同位素示踪来研究物质的去路 材 料：小球藻 处 理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。 B A CO2 H218O C18O2 H2O 光照射下的小球藻悬浮液 18O2 O2 结论： 光合作用产生的氧气全部来自于H2O 对比实验 二、探 索 光 反 应 的 原 理 活动3：根据实验进一步分析光合作用原理 实验3：阿尔农实验1 材 料：离体叶绿体 处 理：加入ADP、 Pi,给予光照 结 果：叶绿体生成ATP,且同时水光解产生氧气； 根据下列学过的知识： ADP + Pi+ 能量 ATP 请判断能量的来源？ 酶 结论： 水光解的同时，ADP和Pi合成ATP 光能 二、探 索 光 反 应 的 原 理 光合作用的第一个阶段：光反应的基本过程 NADPH ATP ADP+Pi NADP+ 场所： 能量变化： 类囊体薄膜 光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 三、探 索 暗 反 应 的 原 理 实验4：阿尔农实验2 材 料：离体叶绿体 处 理：供给ATP、NADPH和CO2,黑暗条件 活动5：进一步分析叶绿体利用CO2合成有机物的过程 结果：离体叶绿体中有糖类生成 结论： H2O+CO2 (CH2O) + O2 光 能 叶绿体 结合光合作用的概念，进行分析 CO2合成糖类需要ATP和NADPH 三、探 索 暗 反 应 的 原 理 活动6：进一步分析叶绿体利用CO2合成有机物的过程 实 验：卡尔文实验 实验思路：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；不同时间杀死小球藻，再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。 （1）光照30秒后，检测产物检测到了多种带14C标记的化合物。有三碳化合物（C3）、五碳化合物（C5）和六碳糖(C6，即糖类) （2）光照时间为几分之一秒时，发现90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。 请同学们以小组为单位，尝试在纸上构建CO2、C3、C5、C6之间的关系 （3）5秒钟光照后，检测到含有放射性三碳化合物（C3）、五碳化合物(C5)和(CH2O)。 （4）如果光照下突然中断CO2供应，（C3)急剧减少而(C5）量增加；突然停止光照，（C3)浓度急速升高而(C5)的浓度急速降低。 三、探 索 暗 反 应 的 原 理 场所： 能量转化： ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 叶 绿 体 基 质 1. 叶绿体外运出的糖：磷酸丙糖（三碳糖），不是葡萄糖、淀粉； 2. 叶绿体内储存：淀粉（不出叶绿体）； 3. 细胞质合成运输型糖：蔗糖； 4. 跨叶绿体膜运输：磷酸转运器介导的反向协同主动运输。 ADP+Pi NADP+ C3 C5 ATP NADPH O2 能量变化: 光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 场 所： 叶绿体的类囊体薄膜 联 系： 叶 绿 体 基 质 光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供NADP+和ADP+Pi 四、光 合 作 用 的 原 理 小 结 (1)希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，原因是水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与。 (2)鲁宾和卡门的实验以及卡尔文的实验都用到了同位素标记法。 (3)同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就没有放射性；而14C有放射性，可被追踪检测。 点拨 $