2019精选教育光合作用的探究历程和过程.ppt

【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O2时,利于收集气体,B 正确;卡尔文利用小球藻,探明了CO2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.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。
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 条件
能量 来源
主要是_叶__绿__体__ 光照、多种酶
_光__能__
反应物 产物
实质
_二__氧__化__碳__、水 有机物、_氧__气__ 合成_有__机__物__、
储存能量
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: ①实验过程及现象:
窒息死亡 不易窒息死亡
②实验结论:_植__物__能__更__新__空__气__。
(2)萨克斯实验: ①实验过程:
变深蓝色
②实验结论:光合作用的产物是_淀__粉__。
(3)鲁宾和卡门实验: ①探究方法:_同__位__素__标__记__法__。 ②实验过程及结论:
答案:(1)无水乙醇 叶绿素a 胡萝卜素 (2)O2 三 (3)C3 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C3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CO2浓度的情况下,试分析 短时间内③和④含量如何变化。
【解析】(1)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)②为O2,可参与有氧呼吸的第三阶段。
(3)③为C3,光照停止,导致光反应产生的ATP和[H]减少, 暗反应中C3还原减弱,则细胞中C3含量增加。 (4)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。
提示:CO2浓度增加,固定时消耗的C5增多,产生的C3增 多,C3还原时消耗的ATP增多,故细胞中③(C3)含量增多、 ④(ATP)含量减少。
【方法规律】光照、CO2浓度变化时,细胞中C3、C5的变 化规律
(1)理论依据:细胞中C3的含量取决于C3的生成速率和C3 的消耗速率。C3的生成通过CO2的固定实现,C3的消耗通 过C3的还原实现,如下图所示:
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._O_2 b._C_3 Ⅰ._光__反__应__
c._C_O_2 d. _[_H_]_ Ⅱ._暗__反__应__
2.光反应: (1)场所:叶绿体的_类__囊__体__薄__膜__上。 (2)外界条件:_光__照__。 (3)物质变化:
C3含量减少, C5含量增多
外界条件变化
分析
CO2 浓度
高→低 CO2固定减弱,C3产生 减少,C5消耗减少
低→高 CO2固定增强,C3产生 增多,C5消耗增多
结果
C3含量减少, C5含量增多 C3含量增多, C5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CO2的供应,则短时间内叶绿体中C3和C5相对含量 的变化是 ( )
①CO2的固定: CO2+C5 2C3
关酶的作用下,ADP ②C3的还原:2C3
和Pi形成ATP
(CH2O)+C5
项目
光反应
暗反应
活跃的化学能→ 能量变化 光能→活跃的化学能 有机物中稳定的
化学能
相应产物
O2、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:
【拓展深化】对照实验与对比实验 (1)对照实验。 ①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。
②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。 ③实例:萨克斯的遮光实验。
水
(4)卡尔文循环。
①探究方法:_同__位__素__标__记__法__。
用14C标记CO2,追踪检测放射性,探明了CO2中的碳在光 合作用中转化成有机物中碳的途径。
②实验结论。 碳的转化途径:14CO2+C5
_1_4C_3_
(14CH2O)
【点拨】 (1)普利斯特利实验: ①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; ②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;
(3)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④ 的场所有____________________________________。
【解题探究】 (1)图示信息:①为_叶__绿__体__中__的__色__素__,②为_O_2,③为_C_3 , ④为_A_T_P_。 (2)关键知识:突然停止光照时,光反应速率_降__低__,C3的 还原速率_降__低__,则细胞中C3含量_增__加__。
(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
本质 来源 去向
由C5+CO2→2C3可知,细胞中C3、C5的含量变化相反。
(2)实例分析:
外界条件变化 光照 强→弱
光照 弱→强
分析
结果
光反应减弱,[H]和ATP 减少,C3还原减弱,C3消 耗减少,C5产生减少
光反应增强,[H]和ATP 增多,C3还原增强,C3消 耗增多,C5产生增多
C3含量增多, C5含量减少
光合作用过程中[H] 还原型辅酶Ⅱ (NADPH)
_光__反__应__阶段
_三__碳__化__合__物_的__还__原__
Байду номын сангаас
细胞呼吸过程中[H]
还原型辅酶Ⅰ (NADH)
无氧呼吸第一阶段、有 氧呼吸第一、二阶段
有氧呼吸第三阶段
【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 世纪金榜导学号 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
［H］+O2
(4)能量变化:光能
_A_T_P_中__活__跃__的__化__学__能__。
3.暗反应: (1)场所:_叶__绿__体__内__的__基__质__。 (2)物质变化:
C5
2C3
(CH2O)+C5
(3)能量变化:活跃的化学能→_有__机__物__中__稳__定__的__化__ _学__能__。
③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: ①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; ②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: ①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); ②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H218O,另一组为C18O2)。
【核心突破】 1.光反应和暗反应的比较: (1)区别:
项目 实质 需要条件
光反应
暗反应
光能转化为化学能, 并释放出O2
外界条件:光照; 内部条件:色素、酶
同化CO2,合成有机 物
不需要光照; 内部条件:酶
项目 反应场所
物质变化
光反应
暗反应
叶绿体类囊体 的薄膜上
叶绿体基质内
①水的光解:水分解
成[H]和O2 ②ATP的合成:在相
(2)对比实验。 ①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。 ②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。 ③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 世纪金榜导学号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CO2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CO2中的碳在光合 作用中转化成有机物中碳的途径。