捕獲光能的色素和結構及光合作用的原理2026屆生物一輪復習課

標

要

求1.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。2.活動：提取和分離綠葉中的色素?？键c一

捕獲光能的色素考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離1、實驗原理：

試劑原理提取________綠葉中的色素溶于

，而不溶于水分離_______各種色素在

中的

不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得

，反之則慢無水乙醇層析液有機溶劑層析液溶解度快也可以用丙酮紙層析法（由石油醚、丙酮、苯混合而成）考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離2、實驗步驟：①提取色素：鮮嫩、顏色深綠的葉片；稱取、剪碎；加入SiO2和CaCO3、10ml無水乙醇，迅速研磨并用單層尼龍布過濾，過濾后及時用棉塞將試管塞嚴色素含量高幫助研磨充分保護色素溶解色素防止濾紙吸附色素考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離2、實驗步驟：②制備濾紙條：鉛筆線在濾紙條的一端剪去兩角，使擴散均勻考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離2、實驗步驟：③畫濾液細線：用毛細吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線畫一細線，待干后再畫一兩次。線要細、齊、直。濾液細線（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細線）考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離2、實驗步驟：④分離綠葉中的色素：將適量層析液倒入試管，插入濾紙，棉塞塞緊試管口。注意，細線不能觸及層析液防止色素溶于層析液而無法在濾紙上擴散插濾紙條層析液培養(yǎng)皿防止層析液揮發(fā)考點一

捕獲光能的色素一、實驗：綠葉中色素的提取和分離3、實驗結果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素胡蘿卜素（橙黃色）葉綠素ａ（藍綠色）葉綠素ｂ（黃綠色）葉黃素（黃色）①色素帶越高→溶解度越大②色素帶越寬→含量越多（胡＞黃＞a＞b）（a＞b＞黃＞胡）→擴散速度越快③相鄰兩條色素帶之間距離最遠的是胡蘿卜素和葉黃素，最近的是葉綠素a和葉綠素b考點一

捕獲光能的色素例1：在圓形濾紙的中央，點上葉綠體的色素濾液，用紙層析法進行色素分離，會得到近似同心環(huán)形的四個色素帶，標號2的色素是（）A．胡蘿卜素B．葉黃素C．葉綠素aD．葉綠素b√考點一

捕獲光能的色素小結：色素種類顏色吸收光譜________類胡蘿卜素(含量約占1/4)橙黃色主要吸收________葉黃素_____________葉綠素(含量約占3/4)藍綠色主要吸收______________葉綠素b______胡蘿卜素藍紫光葉綠素a藍紫光和紅光黃色黃綠色考點一

捕獲光能的色素二、葉綠體中的色素及色素的吸收光譜葉綠素b葉綠素a(1)葉綠體中的色素只吸收_____________，而對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對_______________的吸收量大，類胡蘿卜素對___________的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少?？梢姽饧t光和藍紫光藍紫光葉綠素主要吸收紅光和藍紫光類胡蘿卜素主要吸收藍紫光四種色素對光的吸收考點一

捕獲光能的色素(3)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？教材隱性知識提示

這種波長的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有機物。拓展1：一般植物的葉片在春夏季節(jié)為綠色，而在秋季呈現(xiàn)黃色。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？提示

春夏季節(jié)葉片中的葉綠素含量較多，葉綠素對綠光吸收較少，綠光大部分被反射出來，所以葉片會呈現(xiàn)綠色。而到了秋季，葉片中主要是類胡蘿卜素，故而呈現(xiàn)黃色。影響葉綠素合成的因素：溫度、光照、必需元素（如Mg）等考點一

捕獲光能的色素拓展2：溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充什么顏色的光源？提示

最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜，因為它可以使各種顏色的光通過；補充光源可選擇紅光或藍紫光考點二

葉綠體的結構和功能考點二

葉綠體的結構和功能一、葉綠體的結構和功能基粒外膜內(nèi)膜基質1、葉綠體結構類囊體（1）光合色素分布于

上。光合作用的酶分布于______________________________。(2)葉綠體中色素的功能：

、

、

光能。(3)葉綠體的功能：（類囊體堆疊而成，增大葉綠體膜面積）類囊體薄膜葉綠體基質、基粒(或類囊體薄膜）（暗反應）（光反應）吸收傳遞轉化進行光合作用的場所色素和酶是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結構基礎。思考：光合作用一定發(fā)生在葉綠體內(nèi)嗎？考點二

葉綠體的結構和功能一、葉綠體的結構和功能2、葉綠體功能的驗證（教材P100-101資料）資料1：恩格爾曼實驗暗處、極細光束照射光下照射水綿、好氧細菌恩格爾曼實驗設計的巧妙之處(1)實驗材料用

，水綿的葉綠體呈

分布，便于觀察，用需氧細菌可確定

的部位。(2)沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了

的干擾。(3)用極細的光束照射，葉綠體上可分為

和

的部位，相當于一組對比實驗。(4)臨時裝片局部曝光與完全暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。水綿和需氧細菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照實驗結論1：葉綠體能吸收光能

用于光合作用釋放O2

考點二

葉綠體的結構和功能一、葉綠體的結構和功能2、葉綠體功能的驗證（教材P100-101資料）資料1：恩格爾曼實驗將光透過三棱鏡光照射水綿臨時裝片，好氧菌聚集在紅光和藍光區(qū)域中實驗結論2：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光

考點三

光合作用的原理考點三

光合作用的原理一、光合作用的概念及反應式

綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉化成儲存能量的有機物，并釋放出O2的過程。CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體考點三

光合作用的原理二、探索光合作用原理的部分實驗年份科學家發(fā)現(xiàn)19世紀末—普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖1928—發(fā)現(xiàn)

對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過_________轉化成糖甲醛光合作用考點三

光合作用的原理二、探索光合作用原理的部分實驗1937英國植物學家希爾發(fā)現(xiàn)希爾反應，即離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應①水的光解和糖的合成不是同一個化學反應，而是分階段進行的②不能確定O2中的O全部來自H2O考點三

光合作用的原理二、探索光合作用原理的部分實驗1941美國科學家魯賓和卡門用同位素標記的方法，研究了光合作用中氧氣全部來源于H2O：H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2對比實驗，即相互對照，自變量為標記物質，因變量為氧氣是否含18O無放射性的同位素：15N、18O考點三

光合作用的原理二、探索光合作用原理的部分實驗1954美國科學家______發(fā)現(xiàn)在光照下，葉綠體可合成

。1957年，他發(fā)現(xiàn)該過程總是與

相伴隨阿爾農(nóng)ATP水的光解19世紀末甲醛→糖

1928年甲醛對植物有毒，不能通過光合作用轉化成糖1937年希爾反應水的光解產(chǎn)生氧氣1941年魯賓和卡門:同位素標記法光合作用氧氣來自于水1954年阿爾農(nóng):光照下葉綠體合成ATP該過程總是與水的光解相伴。探究光合作用原理的部分實驗思考.討論光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學反應，而是分階段進行的。2光合作用的原理光合作用的過程反應過程是否需要光能有光才能反應有光、無光都能反應光反應（光合作用第一階段）暗反應（光合作用第二階段）又稱碳反應2光合作用的原理光合作用的過程光反應階段類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ（1）條件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+（2）場所：葉綠體類囊體薄膜上（3）主要產(chǎn)物：O2、ATP、NADPH（4）過程：①水的光解：②ATP的形成：H2OO2+H+

光色素NADP＋＋H+→NADPHADP+Pi

ATP

光、酶色素（5）能量轉化：光能轉變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學能2光合作用的原理光合作用的過程暗反應階段光合作用的第二個階段的化學反應，有無光都可進行，叫做暗反應階段，在葉綠體基質中進行，在這一階段，CO2被利用，經(jīng)過一系列的反應后生成糖類。CO2是如何轉變成糖類的呢？（3）30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種帶14C標記的化合物。

弄清了CO2轉化成有機物過程：CO2C3(CH2O)C5卡爾文循環(huán)1946年開始，美國的卡爾文等用14CO2研究了CO2轉化為糖的途徑：向反應體系中充入一定量的14CO2,給予光照（1）光照時間為幾分之一秒時發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。（2）在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6).稱為卡爾文循環(huán)2光合作用的原理光合作用的過程暗反應階段暗反應階段也稱為卡爾文循環(huán)2光合作用的原理光合作用的過程暗反應階段ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量（1）條件：（2）場所：（3）主要產(chǎn)物：有沒有光都可以需多種酶、CO2、ATP、NADPH葉綠體基質中（CH2O）ADP、Pi、NADP+（4）過程：①CO2的固定：②C3的還原：CO2＋C5

2C3酶2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH（5）能量轉化：ATP、NADPH中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能說明：C3是三碳化合物，即3-磷酸甘油酸；

C5是五碳化合物，即核酮糖-1,5-二磷酸；2光合作用的原理光合作用的總過程葉綠體中的色素可見光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原光反應暗反應NADP+NADPH光能→ATP和NADPH中活躍的化學能ATP和NADPH中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能酶CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2（1）H的轉移：（2）C的轉移：（3）O的轉移：H2O→NADPH→(CH2O)CO2→C3→（CH2O）CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

2光合作用的原理光合作用的過程元素的轉移：正常進行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5、[H]、ATP含量如何變化？若突然停止CO2的供應呢？

條件停止光照CO2供應不變

突然光照CO2供應不變光照不變停止CO2供應

光照不變增加CO2供應C3C5ATPNADPH增加減少減少增加減少增加增加減少減少增加增加減少減少增加增加減少2光合作用的原理補充：考點三

光合作用的原理(2)源于必修1P104“相關信息”：光合作用的產(chǎn)物有一部分是_____，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入

，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈?。淀粉篩管教材隱性知識淀粉——葉綠體基質合成蔗糖——細胞質基質合成

能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。(P106)例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量化能合成作用：2光合作用的原理1.大棚種植陰雨天應補充藍紫光2.大田生產(chǎn)“正其行，通其風”3.多施有機肥或農(nóng)家肥”5.農(nóng)田灌溉系統(tǒng)灌溉農(nóng)作物4.大棚內(nèi)燃放煤爐光照強度光的種類

CO2濃度CO2濃度無機鹽溫度CO2濃度水這些提高糧食產(chǎn)量的方法涉及哪些因素？它們與光合作用強度有關嗎？3光合作用原理的應用情景資料：3光合作用原理的應用1.概念（一）光合作用強度通常用光合速率表示，指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的量。光合作用強度的表示方法：固定或者利用CO2的量制造或產(chǎn)生有機物（糖類）量產(chǎn)生或消耗O2的量（單位時間內(nèi)）光合作用強度：光合速率細胞呼吸強度：呼吸速率思考：能否測量出光合作用強度？總光合速率=凈光合速率+呼吸速率探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響3光合作用原理的應用1.實驗原理：

(1)葉片含有空氣，上浮葉片下沉O2充滿細胞間隙，葉片上浮抽氣光合作用產(chǎn)生O2(2)根據(jù)單位時間小圓形葉片浮起的數(shù)量的多少，探究光照強度

與光合作用強度的關系。思考以下問題：1.本實驗的自變量是什么？如何設置自變量？因變量是什么？2.經(jīng)注射器抽氣處理后的葉片為什么會沉入水底？探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響3光合作用原理的應用自變量：光照強度如何處理？不同瓦數(shù)的燈或相同瓦數(shù)臺燈離實驗裝置的距離因變量：光合速率（光合作用強度）檢測指標？O2的釋放量：小葉片浮起數(shù)量法無關變量：植物葉片、光質、溫度、CO2濃度等2.實驗變量及方法：探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響3光合作用原理的應用01打孔取生長旺盛的綠葉，用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片。避開大葉脈02排氣將圓形小葉片置于吸入清水的注射器內(nèi)，用手指堵住注射器前端小孔拉動活塞，使葉片內(nèi)氣體逸出。03沉水將處理過的圓形小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。04實驗分別將10片葉圓片投入3只20mlNaHCO3的小燒杯中并調(diào)整40W臺燈距離（10、20、30CM）3.實驗步驟：避免光合作用產(chǎn)生O2，使葉片上浮保證CO2飽和探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響3光合作用原理的應用甲乙丙葉片浮起數(shù)量多葉片浮起數(shù)量中葉片浮起數(shù)量少強中弱4.實驗現(xiàn)象：

項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量110片20mL強210片20mL中310片20mL弱

在一定范圍內(nèi),光合作用強度隨光照強度的增大而加快，超過一定值后光合作用強度趨于穩(wěn)定。5.觀察并記錄結果：6.實驗結論：多中少探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響3光合作用原理的應用根據(jù)光合作用的反應式可以知道，光合作用的原料——水、CO2和光能，都是影響光合作用強度的因素。因此，只要影響到原料、能量的供應，都可能是影響光合作用強度的因素。影響因素：3光合作用原理的應用4影響光合作用強度的因素及應用A點：只進行細胞呼吸，CO2釋放量表示呼吸速率。B點：光合作用強度=細胞呼吸強度，即光補償點。C點：光合作用強度最大。增加光照強度光合作用強度不再增加。即光飽和點。AB段：光合<呼吸BC段：光合>呼吸限制C點之后的內(nèi)部因素有色素含量、酶的數(shù)量及酶的活性；外部因素有CO2、溫度、水、礦質元素等光補償點光飽和點D總光合速率凈光合速率應用：1.間作套種（可合理利用光能，提高光能利用率）2.延長光合作用的時間3.合理密植，增加光合作用面積1.光照強度：應用：（1）陰生植物的光飽和點和光補償點

陽生植物，間作套種農(nóng)作物時，要注意種類搭配。（2）合理密植，提高光能的利用率。陽生植物呼吸速率光照強度0CO2吸收速率CO2釋放速率ABC光補償點光飽和點D陰生植物低于4影響光合作用強度的因素及應用1.光照強度：2.CO2濃度：4影響光合作用強度的因素及應用CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DA點：對應的CO2濃度為能進行光合作用的最低CO2濃度。CO2補償點:光合作用速率＝呼吸作用速率對應的D點為CO2飽和點B點：C點：外因主要為光照強度和溫度內(nèi)因為酶的數(shù)量和活性。C點之后光合速率的限制因素是什么？4影響光合作用強度的因素及應用①多施有機肥或農(nóng)家肥；（微生物呼吸）②大田生產(chǎn)“正其行（合理安排植株的間距），通其風（補充新鮮的CO2）”，即為提高CO2濃度、增加產(chǎn)量；多通風透氣。2.CO2濃度：應用：4影響光合作用強度的因素及應用溫度通過影響酶的活性來影響光合作用的強度B點時，植物光合作用最大溫度過低時，酶活性降低，光合速率會減弱；溫度過高時，植物氣孔關閉或酶活性降低，光合速率會減弱。應用：1.適時播種；2.溫室栽培時白天適當提高溫度，夜間適當降低溫度。3.溫度：光合作用強度O光照強度121410一天的時間光合作用強度夏季晴天的中午氣溫高，植物為防止蒸騰失水而關閉氣孔，CO2吸收減少，進而降低光合速率?！拔缧荨爆F(xiàn)象：拓展：光照強度與光合作用強度（一天）為什么在中午光合作用強度反而會下降？4影響光合作用強度的因素及應用4影響光合作用強度的因素及應用N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素的重要組分4.礦質元素：應用：合理施肥

5.水：①水是光合作用的原料②水是體內(nèi)各種化學反應的介質③水直接影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入應用：預防干旱合理灌溉植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶