高三生物一輪復習課件第9講-光合作用和能量轉化

第9講光合作用和能量轉化主講人：彭榜元考點2光合作用的過程對應教材第五章第1節(jié)光合作用的化學反應式什么是光合作用？指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。一、光合作用探究過程1864年，德國植物生理學家薩克斯（J.Sachs）做了一個實驗：把天竺葵放在暗處幾小時，然后選擇一片長勢旺盛的葉片，一半葉片曝光，另一半遮光。一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)只有曝光的一半呈深藍色。由此證明，植物的光合作用產生了淀粉。1880年，德國科學家恩格爾曼（C.Engelmann）把載有水綿和需氧菌的臨時裝片放在無氧的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束照射水綿。通過顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)需氧菌只集中在葉綠體受光照部位附近。如果把上述臨時裝片完全暴露在光下，需氧菌則集中在葉綠體所有受光照部位周圍。1937年，英國植物學家希爾（R.Hill）發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。像這樣，離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產生氧氣的化學反應稱作希爾反應。1941年，美國科學家魯賓（S.Ruben）和卡門（M.Kamen）用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源。他們用16O的同位素18O分別標記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2。然后，進行了兩組實驗：第一組給植物提供H2O和C18O2，第二組給同種植物提供H218O和CO2。在其他條件都相同的情況下，第一組釋放的氧氣都是O2，第二組釋放的都是18O2。20世紀50年代中期，科學家發(fā)現(xiàn)葉綠體中具有天然的電子受體NADP+,在光照下NADP+得到電子和H+，生成NADPH。1954年，美國科學家阿爾農（D.Arnon）發(fā)現(xiàn)，在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。光反應①水的光解②NADPH的生成③ATP的生成從1946年開始，卡爾文(MelvinCalvin,1911-1997)等科學家用放射性同位素標記技術對光合作用中糖類的合成過程進行研究?？栁慕o小球藻提供14CO2,然后在不同的時間提取小球藻代謝產物，利用紙層析技術將代謝產物分離，并對有放射性的化合物進行鑒定?？栁陌l(fā)現(xiàn):當把反應時間縮短為幾分之一秒時，小球藻中只生成一種有放射性的物質——一種三碳酸(C3)，而隨著反應時間延長，生成的放射性物質種類不斷增加：如果在光照下突然中斷CO2的供應，C3的量急劇減少，而一種五碳化合物(C5)的量增加；如果反應過程中突然停止光照，則C3的濃度急速升高，而C5的濃度急速降低。2C3C5CO2ATP、NADPH科學家發(fā)現(xiàn)光反應生成的ATP和NADPH會在碳反應中被消耗。我國科學家曾經嘗試在光照不變的條件下用藥物提高光反應中ATP的生成效率，發(fā)現(xiàn)碳反應中有機物的生成速率也隨之大幅提高。暗（碳）反應①CO2的固定②C3的還原2C3C5CO2ATP、NADPH二、光合作用的過程O2

C3

NADPH

ATP

NADP+

ADP+Pi

C5光合作用合成的有機物去哪里了？光合作用合成的有機物去哪里了？補充在自然界中，除了光合作用，還有另外一種制造有機物的方式。O2NH3NO2-NO3-O2能量能量CO2H2O（CH2O）考向一、二、三考點1捕獲光能的色素和結構對應教材第五章第1節(jié)玉米白化苗最終會死亡的原因？可見，光能的捕獲與什么有關？白化苗不含光合色素，無法通過光合作用合成有機物，待種子中的養(yǎng)分耗盡就會死亡去。植物細胞中含有色素的結構有哪些？液泡葉綠體一、綠葉中色素的提取和分離（1）實驗原理①提取

色素能夠溶解再有機溶劑（無水乙醇）中。②分離

不同色素再層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快。（2）色素的提?。?）色素的分離（3）色素的分離胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）1/43/4銀杏葉春天新長出來的葉片是綠色的，但是當葉片衰老或到了秋天，卻變?yōu)辄S色，這是什么原因？葉綠素的合成需要一定的光照和適宜的溫度，秋天溫度降低，光照強度減弱，葉綠素合成減慢，且不斷降解，含量降低，所以顯現(xiàn)出胡蘿卜素的顏色。這些色素對光的吸收有什么差別呢？這些色素對光的吸收有什么差別呢？葉綠素主要吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素主要吸收藍紫光考向一、二、三考點3影響光合作用的因素及引用教材105頁如何通過種草莓“發(fā)家致富”？一、影響光合作用的因素(色素、酶）①Mg、N等礦質元素；②酶的活性受溫度等影響。光照強度、光質、光照時間；①作為反應物和反應的媒介；②水分→氣孔關閉→CO2供應如何通過種草莓“發(fā)家致富”？二、探究光照