高中生物第五章细胞的能量供应和利用光合作用的探究历程和过程课件新人教版必修.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,二光合作用的原理和应用,第,1,课时光合作用的探究历程和过程,知识点一光合作用的概念及探究历程,【,自主预习,】,1.,光合作用的概念,:,场所,主要是,_,反应物,_,、水,条件,光照、多种酶,产物,有机物、,_,能量,来源,_,实质,合成,_,、,储存能量,叶绿体,二氧化碳,氧气,光能,有机物,2.,光合作用的探究历程,:,(1),普利斯特利的植物更新空气实验,:,实验过程及现象,:,窒息死亡,不易窒息死亡,实验结论,:_,。,植物能更新空气,(2),萨克斯实验,:,实验过程,:,实验结论,:,光合作用,的产物是,_,。,变深蓝色,淀粉,(3),鲁宾和卡门实验,:,探究方法,:_,。,实验过程及结论,:,同位素标记法,水,(4),卡尔文循环。,探究,方法,:_,。,用,14,C,标记,CO,2,追踪检测放射性,探明了,CO,2,中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。,实验结论。,碳的转化途径,:,14,CO,2,+C,5,_ (,14,CH,2,O),同位素标记法,14,C,3,【,点拨,】,(1),普利斯特利实验,:,缺少空白对照,实验结果说服力不强,应将点燃的蜡烛和小鼠分别置于玻璃罩内,作为空白对照,;,没有认识到光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长,;,由于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分。,(2),萨克斯实验,:,实验的关键是饥饿处理,使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力,;,实验除证明光合作用的产物有淀粉外,还证明了光是光合作用的必要条件。,(3),对照实验设计,:,萨克斯实验,:,自身对照,(,同一实验对象的不同部位进行不同的处理,:,一半曝光,另一半遮光,);,鲁宾和卡门实验,:,相互对照,(,条件相同的两组材料,分别标记不同的物质,:,一组为,H,2,18,O,另一组为,C,18,O,2,),。,【,拓展深化,】,对照实验与对比实验,(1),对照实验。,概念,:,除了一个因素不同之外,其他因素都保持不变的实验叫对照实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组也称为控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。,类型,:,按照对照内容和形式的不同,通常分为,4,种类型,:,空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。,实例,:,萨克斯的遮光实验。,(2),对比实验。,概念,:,设置两个或两个以上的实验组,通过对比来分析探索某种因素和实验对象的关系,这样的实验叫对比实验。,特点,:,对比实验范畴比对照实验小,因为其中任何两组之间实际上是一个对照实验。,实例,:,一般适用于探究性实验,如探究酵母菌细胞呼吸方式的实验。,【,典题通关,】,1.(2018,吉安高一检测,),下列实验中,科学家使用的方法不同于其他的是导学号,78404094,(,),A.,恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所,B.,科学家对分泌蛋白的合成和分泌过程的研究,C.,鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水,D.,卡尔文探明,CO,2,中的碳在光合作用中的转移途径,【,解析,】,选,A,。恩格尔曼用极细的光束和好氧细菌做实验,证明叶绿体是光合作用的场所,;,科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌过程进行了研究,;,鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水,;,卡尔文利用同位素标记法探明,CO,2,中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。,2.(2018,宿迁高一检测,),德国植物学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。这个实验的自变量是,(,),A.,有无光照,B.,光照时间,C.,光照强度,D.,是否产生淀粉,【,解析,】,选,A,。叶片被遮光的一半不能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液不变蓝色,;,叶片曝光的一半能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液变蓝色,由此可推知该实验的自变量是有无光照。,【,补偿训练,】,1.,下列有关科学家探索光合作用的实验中,叙述错误的是,(,),A.,与黑藻相比,水绵更适宜用作探究光合作用场所的材料,B.,金鱼藻是水生生物,用于探究光合作用产物,O,2,时,利于收集气体,C.,卡尔文利用小球藻,探明了,CO,2,中的碳在光合作用中转化的途径,D.,用银边天竺葵探究光合作用产物淀粉时,不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝,【,解析,】,选,D,。与黑藻相比,水绵具有带状的叶绿体,更适宜用作探究光合作用场所的材料,A,正确,;,金鱼藻是水生生物,用于探究光合作用产物,O,2,时,利于收集气体,B,正确,;,卡尔文利用小球藻,探明了,CO,2,中的碳在光合作用中先形成三碳化合物,再形成葡萄糖,C,正确,;,用银边天竺葵探究光合作用的产物,淀粉时,必须脱色后加碘液,且叶片边缘不变蓝,D,错误。,2.,某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置,48 h,后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。,在日光下照射一段时间,去除锡箔纸,用碘液染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝,色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位,是,(,),A.a,、,b,和,d,B.a,、,c,和,e,C.c,、,d,和,e,D.b,、,c,和,e,【,解析,】,选,B,。淀粉遇碘液会出现蓝色,出现蓝色说明叶片能进行光合作用产生淀粉,无蓝色说明叶片不能进行光合作用。能进行光合作用的部位需要含有叶绿素等光合色素,并接受光照。由图可知,c,和,e,遮光,不能进行光合作用,a,虽然在光照条件下,但其本身是黄白色,没有叶绿素,不能进行光合作用,所以,a,、,c,和,e,都不会出现蓝色,故,B,正确。,知识点二光合作用的过程,【,自主预习,】,1.,写出图中字母及序号所表示的物质或过程,:,a._,b._,c.,_,d._,._,._,O,2,C,3,CO,2,H,光反应,暗反应,2.,光反应,:,(1),场所,:,叶绿体的,_,上。,(2),外界条件,:_,。,(3),物质变化,:,类囊体薄膜,光照,H,+O,2,(4),能量,变化,:,光能,_,。,ATP,中活跃的化学能,3.,暗反应,:,(,1),场所,:_,。,(2),物质变化,:,叶绿体内的基质,C,5,2C,3,(CH,2,O)+C,5,(3),能量,变化,:,活跃的化学能,_,_,。,有机物中稳定的化,学能,【,核心突破,】,1.,光反应和暗反应的比较,:,(1),区别,:,项目,光反应,暗反应,实质,光能转化为化学能,并释放出,O,2,同化,CO,2,合成有机物,需要条件,外界条件,:,光照,;,内部条件,:,色素、酶,不需要光照,;,内部条件,:,酶,项目,光反应,暗反应,反应场所,叶绿体类囊体,的薄膜上,叶绿体基质内,物质变化,水的光解,:,水分解成,H,和,O,2,ATP,的合成,:,在相关酶的作用下,ADP,和,Pi,形成,ATP,CO,2,的固定,:,CO,2,+C,5,2C,3,C,3,的还原,:2C,3,(CH,2,O)+C,5,项目,光反应,暗反应,能量变化,光能活跃的化学能,活跃的化学能有机物中稳定的化学能,相应产物,O,2,、,ATP,和,H,糖类等有机物,(2),联系,:,光反应为暗反应提供,H,、,ATP,暗反应为光反应提供,ADP,和,Pi,如图所示,:,2.,光合作用过程中的物质变化,:,(1),光合作用过程中,C,、,H,、,O,元素转移途径,:,(2),光合作用总反应式与,C,、,H,、,O,元素的去向,:,【,易错提醒,】,光合作用过程的四点提醒,(1),叶绿体的内膜既不参与光反应,也不参与暗反应。,(2),光反应阶段为暗反应提供,ATP,、,H,ATP,从类囊体薄膜移向叶绿体基质。而暗反应则为光反应提供,ADP,和,Pi,ADP,从叶绿体基质移向类囊体薄膜。,(3),光反应阶段必须是在有光条件下进行,而暗反应阶段有光无光都能进行,但需光反应提供的,H,和,ATP,故暗反应不能长期在无光环境中进行。,(4),在自然条件下,光反应阶段和暗反应阶段同时进行,不分先后。,【,易漏教材知识,】,P103“,相关信息”,光合作用过程中,H,与细胞呼吸过程中,H,的区别,光合作用过程中,H,细胞呼吸过程中,H,本质,还原型辅酶,(NADPH),还原型辅酶,(NADH),来源,_,阶段,无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段,去向,_,有氧呼吸第三阶段,光反应,三碳化合物的还原,【,典题通关,】,1.(2018,沈阳高一检测,),光合作用的产物葡萄糖分子中的碳、氢、氧分别来自导学号,78404095(,),A.,二氧化碳、反应水、产物水,B.,二氧化碳、二氧化碳、反应水,C.,二氧化碳、反应水、反应水,D.,二氧化碳、反应水、二氧化碳,【,解析,】,选,D,。光合作用的原料为二氧化碳和水,则产物葡萄糖分子中的碳来源于二氧化碳、氢来源于水,;,水在光反应中生成,H,和氧气,即水中的氧全部生成氧气,故葡萄糖中的氧来源于二氧化碳。,2.(2017,山西学考真题,),如图为高等植物光合作用图解。请据图作答,:,导学号,78404096,(1),在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,提取常用的提取液是,_,。分离的色素中呈蓝绿色的色素是,_,。在滤纸上扩散速度最快的色素是,_,。,(2),是,_,可参与有氧呼吸的第,_,阶段。,(3),是,_,突然停止光照时,该化合物含量会,_(,填“增加”或“减少”,),。,(4),在光照充足的条件下,该植物叶肉细胞内能产生的场所有,_,。,【,解题探究,】,(1,),图示信息,:,为,_,为,_,为,_,为,_,。,(2),关键知识,:,突然停止光照时,光反应速率,_,C,3,的,还原速率,_,则细胞中,C,3,含量,_,。,叶绿体中的色素,O,2,C,3,ATP,降低,降低,增加,【,解析,】,(1),为叶绿体中的色素,提取时常用无水乙醇,;,叶绿素,a,为蓝绿色,胡萝卜素在层析液中溶解度最大,则其在滤纸上扩散速度最快。,(2),为,O,2,可参与有氧呼吸的第三阶段。,(3),为,C,3,光照停止,导致光反应产生的,ATP,和,H,减少,暗反应中,C,3,还原减弱,则细胞中,C,3,含量增加。,(4),为,ATP,光照充足时,叶肉细胞中能产生,ATP,的过程为光合作用和细胞呼吸,其场所为叶绿体、线粒体和细胞质基质。,答案,:,(1),无水乙醇叶绿素,a,胡萝卜素,(2)O,2,三,(3)C,3,增加,(4),叶绿体、细胞质基质、线粒体,【,互动探究,】,(1),光照条件的改变如何影响暗反应的进行,?,提示,:,暗反应中,C,3,的还原需要消耗光反应产生的,H,、,ATP,光照条件的改变通过影响,H,和,ATP,的含量影响暗反应。,(2),在不改变光照条件,增加,CO,2,浓度的情况下,试分析短时间内和含量如何变化。,提示,:,CO,2,浓度增加,固定时消耗的,C,5,增多,产生的,C,3,增多,C,3,还原时消耗的,ATP,增多,故细胞中,(C,3,),含量增多、,(ATP),含量减少。,【,方法规律,】,光照、,CO,2,浓度变化时,细胞中,C,3,、,C,5,的变化规律,(1),理论依据,:,细胞中,C,3,的含量取决于,C,3,的生成速率和,C,3,的消耗速率。,C,3,的生成通过,CO,2,的固定实现,C,3,的消耗通过,C,3,的还原实现,如下图所示,:,由,C,5,+CO,2,2C,3,可知,细胞中,C,3,、,C,5,的含量变化相反。,外界条件变化,分析,结果,光照,强弱,光反应减弱,H,和,ATP,减少,C,3,还原减弱,C,3,消耗减少,C,5,产生减少,C,3,含量增多,C,5,含量减少,光照,弱强,光反应增强,H,和,ATP,增多,C,3,还原增强,C,3,消耗增多,C,5,产生增多,C,3,含量减少,C,5,含量增多,(2),实例分析,:,外界条件变化,分析,结果,CO,2,浓度,高低,CO,2,固定减弱,C,3,产生减少,C,5,消耗减少,C,3,含量减少,C,5,含量增多,低高,CO,2,固定增强,C,3,产生增多,C,5,消耗增多,C,3,含量增多,C,5,含量减少,【,补偿训练,】,1.,离体的叶绿体在光照下稳定进行光合作用时,如果突然中断,CO,2,的供应,则短时间内叶绿体中,C,3,和,C,5,相对含量的变化是,(,),A.C,3,增多、,C,5,减少,B.C,3,增多、,C,5,增多,C.C,3,减少、,C,5,增多,D.C,3,减少、,C,5,减少,【,解析,】,选,C,。,CO,2,含量的改变直接影响暗反应中二氧化碳的固定。,CO,2,含量减少时,CO,2,的固定减弱,生成的,C,3,减少,而,C,3,的还原反应继续进行,所以,C,3,的相对含量减少,;CO,2,的固定减弱,则,C,5,消耗减少,剩余的,C,5,相对增多,C,3,的还原反应继续生成,C,5,所以,C,5,的相对含量增多。,2.(2018,辽源高一检测,),光合作用过程包括光反应和暗反应,如图表示光反应与暗反应的关系,下列叙述不正确的是,(,),A.,光反应为暗反应提供,ATP,和,NADPH,B.,停止光照,叶绿体中,ATP,和,NADPH,含量下降,C.ATP,的移动方向是由类囊体到基质,D.,植物在暗处可大量合成,(CH,2,O),【,解析,】,选,D,。由图可知,:,光反应为暗反应提供,ATP,和,NADPH,A,项正确,;,停止光照,光反应停止,导致叶绿体中,ATP,和,NADPH,含量下降,B,项正确,;,光反应产生,ATP,暗反应消耗,ATP,则,ATP,的移动方向是由类囊体到基质,C,项正确,;,植物在暗处不能进行光反应,因而不可能大量合成,(CH,2,O),D,项错误。,