备课素材：与光合作用有关的诺贝尔奖--高一上学期生物人教版必修1.docx

与光合作用有关的诺贝尔奖光合作用被诺贝尔奖基金委员会誉为“地球上最重要的化学反应”。它是地球上一切生命生存和发展的基础。到目前为止，共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的科学家所摘取。1.因研究叶绿素而获奖（3次）第一位是德国科学家威尔施泰特，通过指出叶绿素是一种由叶绿醇和含镁的叶绿酸所形成的酯，他荣获1915年诺贝尔化学奖。第二位是德国科学家费歇尔，他比较系统地研究了卟啉类化合物，其中包括叶绿素和铁血红素，经费歇尔修订的叶绿素分子结构一直沿用至今，他荣获1930年诺贝尔化学奖。第三位是美国科学家伍德沃德，他因合成叶绿素获得了1965年诺贝尔化学奖。2.因研究类胡萝卜素而获奖瑞士科学家卡勒因研究类胡萝卜素等物质的化学结构于1937年获得诺贝尔化学奖。他的研究对探索类胡萝卜素这一天线色素的光合特性具有重要作用。3.因发现卡尔文循环而获奖早在20世纪40年代后期，美国科学家卡尔文领导的研究小组通过同位素示踪法研究发现，在暗反应中，CO2首先与1分子五碳糖(1,5一二磷酸核酮糖)反应，五碳糖因此被称为C02的受体，生成2分子含有3个碳原子的三碳化合物。三碳化合物经一系列反应又可生成二磷酸核酮糖重新作为C02的受体。这条周而复始同化C02的途径后来被称为卡尔文循环。卡尔文1961年获诺贝尔化学奖。4.因研究ATP而获奖（2次）英国生物化学家米切尔提出了“化学渗透学说”，认为类囊体膜具有传递电子和质子的功能，从而造成膜两边的电位差和质子浓度差，使电子和质子可以渗透过膜，推动ATP的生成。他因此于1978年获得诺贝尔化学奖。美国科学家博耶、英国科学家沃克和丹麦生物物理学家斯科发现通过ATP的合成与分解，营养物质中的能量转移到各种需能反应中，满足生物体各种生理、生命活动的需要。三人因此于1997年获得诺贝尔奖。5.因研究光合作用反应中心而获奖德国科学家戴森霍弗、胡贝尔、米歇尔三位科学家测定出了光合作用反应中心的三维空间结构，揭示出电子和能量的传递作用，这一成就在光合作用的研究中迈出了关键一步。他们因此于1988年共同获得了诺贝尔化学奖。例、1915年、1930年、1965年三年度的诺贝尔奖都授予了有关叶绿素研究方面的科学家，下列有关叶绿素的说法正确的是A叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈黄绿色，叶绿素b呈蓝绿色B叶绿体的囊状结构薄膜和基质中均含有与光合作用有关的色素和酶C叶绿体色素提取和分离实验中，在滤纸条上叶绿素a比叶绿素b扩散得快D叶绿素是光合作用中最重要的物质，都能吸收和转化光能，并将水分解答案：C解析:叶绿素a呈现蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；在叶绿体的囊状结构薄膜含有与光合作用有关的色素和酶，而在叶绿体基质中只含有含有与光合作用有关的酶；各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，最快的是胡萝卜素，次之的是叶黄素，再次之的是叶绿素a，最慢的是叶绿素b；在叶绿素中，只有少部分叶绿素a才能吸收和转化光能，并将水分解。例、美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了1961年的诺贝尔化学奖。甲图为简化的卡尔文循环示意图，请回答下列问题：（1）卡尔文循环在细胞中进行的场所是_，过程叫做_，参与到过程中的X物质来自于光反应中的_（过程）。（2）在培养小球藻的试管内加入14C标记的CO2，先进行一定强度的光照后，再进行黑暗处理，分别检测小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度，得出的曲线如乙图所示。图中曲线表示的是_的变化趋势，判断依据是_。答案：（1）叶绿体基质 CO2的固定 水的光解（2）三碳化合物（C3） 黑暗条件下光反应不能进行，不能产生H、ATP将三碳化合物还原，所以三碳化合物会积累解析：（1）卡尔文循环指光合作用中C3和C5之间的循环，即暗反应过程，所以它在细胞中进行的场所是叶绿体基质。图中过程叫做CO2的固定；参与到过程中的X物质，即H和ATP，来自于光反应中的水的光解。（2）停止光照后，二氧化碳的固定正常进行，而不进行光反应，因此C3不能还原成C5，导致C3增多，C5减少。所以图中曲线表示的是C3的变化趋势，曲线表示的是C5的变化趋势。学科网（北京）股份有限公司