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1、 光合作用与能量转化第三单元 细胞的能量供应和利用必修一绿叶中色素的提取和分离1光合作用的过程2影响光合作用的因素及应用3考点光合作用与细胞呼吸的综合4实验模型拓展 5绿叶中色素的提取与分离1一、捕获光能的色素 1、绿叶中色素的提取和分离 （1）实验原理 用无水乙醇提取色素，用层析液分离色素。不溶于水，能溶于有机溶剂无水乙醇色素都能溶解在层析液中，但溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。（2）实验过程有助于研磨得充分防止研磨中色素被破坏溶解色素分离色素不能用滤纸待滤液干后，再重复画一到两次3.观察与记录0.5 秒延迟符，无意义，可删除.叶绿素类胡萝卜素（含量约（含量约3/4
2、）（含量约（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）色素含量(色素带宽度):叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b叶黄素胡萝卜素叶黄素胡萝卜素溶解度(扩散速度):胡萝卜素叶黄素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡胡黄黄ab向向前前走走绿叶中色素的提取与分离1四、实验分析（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析收集到的滤液绿色过浅的原因分析a.未加石英砂未加石英砂(二氧化硅二氧化硅)，研磨不充分。，研磨不充分。b.使用放置数天的菠菜叶，滤液色素使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素叶绿素)太少。太少。c.一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低一次加入大量的无水乙醇
3、提取浓度太低 (正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。d.未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。1.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 四、实验分析(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：没没经经干干燥燥处处理理，滤滤液液线线不不能能达达到到细细、齐齐的的要要求求，使色素扩散不一致造成的。使色素扩散不一致造成的。a.忘记画滤液细线。忘记画滤液细线。b.滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部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。溶解到层析液中。忘记加碳
4、酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶黄叶”。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条色素带重叠：(3)滤纸条看不到色素带滤纸条看不到色素带(1)2020山东济南高一期末下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（）A.用层析液提取叶绿体中的色素D滤纸条上扩散速度最快的色素是叶黄素C.如果研磨中未加入二氧化硅，在滤纸条上4条色素带颜色可能会变浅D.为了提高色素的含量，需要在滤纸条上连续画线C习题巩固(2)2020海南中学高一期末下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述王确的是()A.提取剂无水乙醇可以多加一些以保证色素被充分溶解B.利用层析液提取叶
5、绿素时要注意不能在通风条件下进行C.画滤液细线时应连续多次画线，可以使色素分离得更明显D.距离剪角一端最近的是呈黄绿色的叶绿素b，其含量一般比叶绿素a少D习题巩固习题巩固(3)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是()A.色素乙在滤纸上的扩散速度最快B.提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解C.水稻在开花时节,叶片中色素量是(甲+乙)(丙+丁)D.四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大D 2、色素捕获光能的情况一、捕获光能的色素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光（400760nm）光谱吸收光谱叶片为什么呈绿色？植物工厂里
6、为什么不用发绿光的光源？对绿光吸收量最少类胡萝卜素不吸收波长大于约520nm的光绿叶中色素的提取与分离1六、光合色素的功能吸收、传递（四种色素）、吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能光能叶绿素叶绿素a:C55H72O5N4Mg叶绿素叶绿素b:C55H70O6N4Mg胡萝卜素：胡萝卜素：C40H56叶黄素：叶黄素：C40H56O2小结1:光合色素影响叶绿素合成的三大因素影响叶绿素合成的三大因素(1)光照光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄，待体内储存的养分耗尽就会死亡。(2)温度温度可影响与叶绿素合成
7、有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成；另外，低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。(3)矿质元素叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。能力训练 1、根据上述不同色素对不同波长的光的吸收特点，想一想，温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？应选择无色的玻璃或塑料薄膜；应补充红光光源或蓝紫光光源；习题巩固1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是()A.应向培养皿中倒入层析液B.应将滤液滴在b处，而不能滴在
8、a处C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆D.实验得到的若干个同心圆中，最大的一个圆呈橙黄色B2.(2019海南卷，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 B光合作用的过程2二、捕获光能的结构叶绿体 1、叶绿体的结构电镜照片模式图叶绿体适于进行光合作用的结构特点？由许多囊状结构(类囊体)堆叠而成。吸收光能的色素和催化光反应的酶就分布在类囊体的薄膜上。催化暗反应的酶分布在基质中在类囊体膜上分布着许多
9、吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和基质中含有进行光合作用所必需的酶。叶绿体内含有大量的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；光合作用的过程2二、探索光合作用原理的部分实验19世纪末19世纪60年代，科学家总结出光合作用的反应式。CO2 +H2O （CH2O）+O2光能叶绿体恩格尔曼实验.实验过程及现象 极 细 光 束 均匀光照水绵水绵好氧细菌好氧细菌极细光束照射极细光束照射完全曝光完全曝光黑暗 无空气好氧细菌集中好氧细菌集中于叶绿体被光于叶绿体被光束照射的部位束照射的部位好氧细菌分布好氧细菌分布于叶绿体所有于叶绿体所有受光部位受光部位结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所。选用
10、黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。、光合作用过程的部分实验探究三棱镜三棱镜结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光恩格尔曼实验二综合上述两个实验可以得出：照射水绵照射水绵好氧细菌聚集在红光好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域和蓝紫光的区域叶绿体主要吸收叶绿体主要吸收红光红光与与蓝紫光蓝紫光用于光合作用放出用于光合作用放出O2。2、光合作用过程的部分实验探究 （2）鲁宾和卡门实验 实验方法：同位素示踪 实验变量：自变量是 ，因变量是 。C18O2、H218O释放出的O2是否含有18O 实验结论：光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水释放出的O2的质量因变量检测指标？2、光合作用过程的部分实验探究
11、 （3）阿尔农实验结论叶绿体中水的光解过程伴随ATP合成 （4）卡尔文实验用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。14CO214C3(14CH2O)和和14C5 反应时间30秒5秒1秒带14C标记的化合物很多种14C3、14C5、14C690%14C3实验结论：探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径。实验方法：放射性同位素示踪法实验变量：自变量是 ，因变量是 。时间14C标记的化合物 2、光合作用过程的部分实验探究1.在光合作用的探究历程中，恩格尔曼利用水绵和需氧细菌进行的实验，设计巧妙。以下有关分析错误的是()A.该实验的目的是探究光合作用的场所B.水绵的叶绿体呈
12、螺旋式带状，便于观察实验结果C.需氧细菌进行有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体D.可以利用该实验进一步探究光质对光合作用的影响C07080910010203040506目录6.课后 分层训练/基础对点基础对点2.下列关于科学家对光合作用的探索历程的叙述错误的是()A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用发生在叶绿体的受光部位B.希尔以离体叶绿体为实验材料，发现其在适当条件下可以发生水的光解并产生氧气C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自二氧化碳D.阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随C光合作用的过程2一、光合作用 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧
13、化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。CO2 +H2O （CH2O）+O2光能叶绿体2.过程1.概念(CH2O)表示糖类表示糖类3.实质合成有机物，储存能量合成有机物，储存能量。将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能。4.基本过程类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型辅酶还原型辅酶A.条件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+B.场所：类囊体薄膜上C.主要产物：O2、ATP、NADPH（1）光反应：光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶
14、段叫作光反应阶段。D.物质转化水的光解：ATP的合成：2H2O O2+4H+光NADPH的合成：ADP+Pi+能量 ATP 酶NADP+H+能量 NADPH酶光能E.能量转变：ATP、NADPH中活跃的化学能（2）暗反应：ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量 光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。A.条件：B.场所：C.主要产物：D.物质转化E.能量转变：多种酶、CO2、ATP、NADPH叶绿体基质（CH2O）、ADP、Pi、NADP+CO2的固定：C3的还原：2C3 (CH2O)+C5酶ATP、NAD
15、PHCO2C5 2C3酶ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能教材隐性知识：水分解为氧和H的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP与H结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？活泼的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。NADPH的作用：叶绿体叶绿体中的色素中的色素可见光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光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP、ADP和Pi。（3）光反应与暗反应的联系：暗反应有光无
16、光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，不进行光合作用。a.H：3H2O 。b.C：14CO2 。c.O：H218O ；C18O2 。(CH218O)（4）元素的转移途径NADPH(C3H2O)光反应暗反应CO2的固定14C3C3的还原(14CH2O)光反应18O2CO2的固定C3 C3的还原光能叶绿体(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应()(2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程()(4)光合作用只能发生在叶绿体中()(5)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类()(6)叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP()习题巩固1.(2021广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（）A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合DA.自然界中能发生
