高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第9講-光合作用和能量轉(zhuǎn)化

第9講光合作用和能量轉(zhuǎn)化主講人：彭榜元考點(diǎn)2光合作用的過程對(duì)應(yīng)教材第五章第1節(jié)光合作用的化學(xué)反應(yīng)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(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。一、光合作用探究過程1864年，德國(guó)植物生理學(xué)家薩克斯（J.Sachs）做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把天竺葵放在暗處幾小時(shí)，然后選擇一片長(zhǎng)勢(shì)旺盛的葉片，一半葉片曝光，另一半遮光。一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)只有曝光的一半呈深藍(lán)色。由此證明，植物的光合作用產(chǎn)生了淀粉。1880年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼（C.Engelmann）把載有水綿和需氧菌的臨時(shí)裝片放在無(wú)氧的黑暗環(huán)境里，然后用極細(xì)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(shí)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(guó)植物學(xué)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(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。1941年，美國(guó)科學(xué)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(lái)源。他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2。然后，進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：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(jì)50年代中期，科學(xué)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(guó)科學(xué)家阿爾農(nóng)（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(yīng)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(xué)家用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)對(duì)光合作用中糖類的合成過程進(jìn)行研究?？栁慕o小球藻提供14CO2,然后在不同的時(shí)間提取小球藻代謝產(chǎn)物，利用紙層析技術(shù)將代謝產(chǎn)物分離，并對(duì)有放射性的化合物進(jìn)行鑒定。卡爾文發(fā)現(xiàn):當(dāng)把反應(yīng)時(shí)間縮短為幾分之一秒時(shí)，小球藻中只生成一種有放射性的物質(zhì)——一種三碳酸(C3)，而隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，生成的放射性物質(zhì)種類不斷增加：如果在光照下突然中斷CO2的供應(yīng)，C3的量急劇減少，而一種五碳化合物(C5)的量增加；如果反應(yīng)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(xué)家發(fā)現(xiàn)光反應(yīng)生成的ATP和NADPH會(huì)在碳反應(yīng)中被消耗。我國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)嘗試在光照不變的條件下用藥物提高光反應(yīng)中ATP的生成效率，發(fā)現(xiàn)碳反應(yīng)中有機(jī)物的生成速率也隨之大幅提高。暗（碳）反應(yīng)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(jī)物去哪里了？光合作用合成的有機(jī)物去哪里了？補(bǔ)充在自然界中，除了光合作用，還有另外一種制造有機(jī)物的方式。O2NH3NO2-NO3-O2能量能量CO2H2O（CH2O）考向一、二、三考點(diǎn)1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)教材第五章第1節(jié)玉米白化苗最終會(huì)死亡的原因？可見，光能的捕獲與什么有關(guān)？白化苗不含光合色素，無(wú)法通過光合作用合成有機(jī)物，待種子中的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡去。植物細(xì)胞中含有色素的結(jié)構(gòu)有哪些？液泡葉綠體一、綠葉中色素的提取和分離（1）實(shí)驗(yàn)原理①提取

色素能夠溶解再有機(jī)溶劑（無(wú)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(kuò)散得快。（2）色素的提取（3）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(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）1/43/4銀杏葉春天新長(zhǎng)出來(lái)的葉片是綠色的，但是當(dāng)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(qiáng)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(duì)光的吸收有什么差別呢？這些色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光考向一、二、三考點(diǎn)3影響光合作用的因素及引用教材105頁(yè)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）①M(fèi)g、N等礦質(zhì)元素；②酶的活性受溫度等影響。光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間；①作為反應(yīng)物和反應(yīng)的媒介；②水分→氣孔關(guān)閉→CO2供應(yīng)如何通過種草莓“發(fā)家致富”？二、探究光照