2018-2019學(xué)年高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第四節(jié) 能量之源--光與光合作用 5.4.2.1課件 新人教版必修1.ppt

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二光合作用的原理和應(yīng)用第1課時(shí)光合作用的探究歷程和光合作用的過程,一、光合作用的探究歷程1.光合作用的概念:(1)場(chǎng)所:綠色植物的_______中。(2)能量轉(zhuǎn)化:_____→儲(chǔ)存在有機(jī)物中的_______。(3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化:___和___→有機(jī)物和__。,葉綠體,光能,化學(xué)能,CO2,H2O,O2,2.光合作用的探究歷程(連線):,,,,,,,二、光合作用的過程,1.寫出圖中標(biāo)號(hào)代表的含義:(1)生理過程:Ⅰ:_______。Ⅱ:_______。(2)物質(zhì):①_______________。②__。③__。④____。,光反應(yīng),暗反應(yīng),葉綠體中的色素,O2,C3,ATP,2.寫出Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng)場(chǎng)所:Ⅰ:_______________。Ⅱ:_________________。3.總反應(yīng)式:______________________。,類囊體的薄膜上,葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中,CO2+H2O(CH2O)+O2,【預(yù)習(xí)自測(cè)】1.真核細(xì)胞中光合作用發(fā)生的部位是()A.葉綠素B.葉綠體C.類囊體的薄膜D.葉綠體的基質(zhì)【解析】選B。光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng),真核細(xì)胞中光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜,暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),因此真核細(xì)胞中光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。,2.在植物光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程中,薩克斯的成就是()A.證明植物能夠吸收CO2,同時(shí)放出O2B.證明葉片在光下能夠產(chǎn)生淀粉C.證明光合作用釋放的氧氣由葉綠體產(chǎn)生D.追蹤到光合作用中碳元素的行蹤,【解析】選B。薩克斯采用碘液檢測(cè)淀粉的方法,證明葉片在光下能產(chǎn)生淀粉;恩格爾曼通過實(shí)驗(yàn)證明O2是由葉綠體釋放出來的;卡爾文用14C標(biāo)記的14CO2追蹤了碳元素的行蹤。,3.光合作用釋放出的O2來自參加反應(yīng)的()A.CO2B.H2OC.CO2和H2OD.C6H12O6【解析】選B。根據(jù)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn),證明光合作用釋放的O2來自反應(yīng)物中的水。,4.在暗反應(yīng)階段,生成C3的反應(yīng)物有()A.CO2和C5B.H2O和C5C.O2和C5D.CO2和H2O【解析】選A。暗反應(yīng)階段,外界的CO2和葉綠體內(nèi)的C5反應(yīng)生成兩分子的C3。,主題1光合作用的探究歷程【問題探究】1.薩克斯的實(shí)驗(yàn):根據(jù)薩克斯實(shí)驗(yàn)過程圖解,探討下列問題:,(1)兩個(gè)關(guān)鍵操作的目的:①將葉片在暗處放置幾個(gè)小時(shí)(即饑餓處理)的目的:_______________________。②遮光處理的目的:_____________。,消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),(2)碘蒸氣處理后遮光區(qū)和曝光區(qū)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。,黑暗中不產(chǎn)生淀粉,光照下可產(chǎn)生淀粉,2.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn):,(1)實(shí)驗(yàn)方法:_____________。(2)圖中的A、B物質(zhì)分別表示:A:__,B:____。(3)在魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中,用18O同時(shí)標(biāo)記的物質(zhì)是:________。不能同時(shí)標(biāo)記的原因:____________________________________________________________。(4)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:_____________________________________________。,同位素標(biāo)記法,O2,18O2,H2O或CO2,若同時(shí)標(biāo)記H2O和,CO2,則不能區(qū)分產(chǎn)物O2中的氧元素是來自H2O還是CO2,光合作用釋放的氧氣全,部來自水,而不是二氧化碳,【探究總結(jié)】光合作用探究歷程中的重要結(jié)論(1)植物可以更新空氣(普利斯特利)。(2)證明了光和綠葉在更新空氣中不可缺少(英格豪斯)。(3)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所(恩格爾曼)。(4)植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(梅耶)。(5)光合作用的產(chǎn)物有淀粉(薩克斯)。,(6)光合作用釋放的氧氣來自水(魯賓和卡門)。(7)CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳(卡爾文)。,【探究訓(xùn)練】1.下列是光合作用探究歷程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述,其中正確的是()A.恩格爾曼發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所是葉綠體的實(shí)驗(yàn)中只用了水綿一種生物材料B.普利斯特利發(fā)現(xiàn)了光在植物更新空氣中的作用,C.薩克斯直接把置于光下的綠葉進(jìn)行一半遮光和一半曝光處理,一段時(shí)間后用碘蒸氣處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以成功地證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉D.利用了極細(xì)的光是恩格爾曼成功的原因之一,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是掌握以下兩點(diǎn):(1)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處:選用了帶狀葉綠體的水綿和好氧細(xì)菌為生物材料;用極細(xì)的光束照射。(2)薩克斯首先將葉片進(jìn)行暗處理,消耗掉葉片里面的有機(jī)物,排除了綠葉中原有淀粉的影響。,【解析】選D。恩格爾曼實(shí)驗(yàn)中用了水綿和好氧細(xì)菌兩種生物材料,A錯(cuò)誤;普利斯特利發(fā)現(xiàn)了綠色植物可以更新空氣,但沒有發(fā)現(xiàn)光在這個(gè)過程中的作用,B錯(cuò)誤;薩克斯首先將葉片進(jìn)行暗處理,消耗掉葉片里面的有機(jī)物,然后進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn),C錯(cuò)誤;利用了極細(xì)的光可以將水綿的帶狀葉綠體分為曝光和黑暗兩個(gè)部分,從而形成對(duì)照,因此是恩格爾曼成功的原因之一。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】某植物葉片不同部位的顏色不同,將該植物在黑暗中放置48h后,用錫箔紙遮蔽葉片兩面,如下圖所示。在日光下照光一段時(shí)間,去除錫箔紙,用碘染色法處理葉片,觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色,有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。其中,沒有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是(),,,A.a、b和dB.a、c和eC.c、d和eD.b、c和e【解題指南】解答本題時(shí)需關(guān)注以下兩點(diǎn):(1)植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所只在葉綠體。(2)光合作用需要光照。,【解析】選B。本題考查光合作用的條件及場(chǎng)所。光合作用需要光照。部位c被錫箔紙遮蓋,不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉,而a、e部位為黃白色,沒有葉綠素,也不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉,所以碘處理后不會(huì)變藍(lán)。,2.(2017臨沂高一檢測(cè))在開展生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí),對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一變量的原則。為了研究光對(duì)大豆生長(zhǎng)的影響,某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):在兩只花盆里分別種相同數(shù)量的大豆苗,并進(jìn)行如下處理。在這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,有一處不正確,需要改正的為(),A.乙花盆放在光亮處B.甲花盆放在黑暗處C.甲花盆的溫度高于20℃D.乙花盆澆充足的水,【解析】選D。乙花盆放在黑暗處,甲花盆放在光亮處,相互對(duì)照,不需要改正,A、B不符合題意;溫度是無(wú)關(guān)變量,無(wú)關(guān)變量保持一致,都為20℃,不需要改正,C不符合題意;水是無(wú)關(guān)變量,無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持一致且適宜,因此乙花盆水分不充足,不對(duì),乙花盆應(yīng)澆充足的水,D符合題意。,主題2光合作用的過程【問題探究】1.光反應(yīng)階段:,(1)光反應(yīng)階段的條件:_____________________;場(chǎng)所:_____________。(2)光反應(yīng)階段的反應(yīng)物和產(chǎn)物:①反應(yīng)物:____________。②產(chǎn)物:____________。,光照、水、酶、色素等,類囊體薄膜上,H2O、ADP、Pi,O2、[H]和ATP,(3)光反應(yīng)階段中物質(zhì)和能量的變化:①物質(zhì)變化:__________________。②能量變化:____________________________。,水光解,產(chǎn)生O2和[H],光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能,2.暗反應(yīng)階段:,(1)暗反應(yīng)階段的條件:____________________________________________;場(chǎng)所:_____________。(2)暗反應(yīng)階段中的物質(zhì)和能量變化:,CO2、光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和,[H]、多種酶的催化,葉綠體基質(zhì)中,②能量變化:________________________________________________________。,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成糖類(CH2O)等,有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的相互關(guān)系:(1)光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的物質(zhì)供應(yīng)關(guān)系:①光反應(yīng):_____________________。②暗反應(yīng):____________________。(2)在無(wú)光條件下,暗反應(yīng)能否長(zhǎng)期進(jìn)行?若暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)能否持續(xù)進(jìn)行?,為暗反應(yīng)提供[H]和ATP,為光反應(yīng)提供ADP和Pi,提示:①不能。因?yàn)闊o(wú)光條件下,光反應(yīng)不能進(jìn)行,光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和[H]減少,不能滿足暗反應(yīng)的需求,暗反應(yīng)將停止進(jìn)行。②不能。暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]積累過多,抑制光反應(yīng)的進(jìn)行。,4.外界環(huán)境驟變對(duì)光合作用中物質(zhì)含量的影響:當(dāng)外界因素中光照強(qiáng)度、CO2濃度驟然變化時(shí),短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)的生成量,進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量,總結(jié)規(guī)律填寫下表:,增加,減少,減少或沒有,減少或沒有,減少,增加,增加,增加,減少,增加,增加,減少,增加,減少,減少,增加,【探究總結(jié)】1.光合作用的實(shí)質(zhì):(1)物質(zhì)變化:將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,并儲(chǔ)存能量。(2)能量變化:光能→ATP中活躍的化學(xué)能→葡萄糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。,2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系:,3.光合作用過程中的元素和物質(zhì)去向:(1)氧元素(2)碳元素:CO2→C3→(CH2O)(3)氫元素:H2O→[H]→(CH2O)+H2O,(4)葉綠體中[H]、ATP、ADP和Pi的運(yùn)動(dòng)方向。①[H]和ATP:類囊體薄膜→葉綠體基質(zhì)。②ADP和Pi:葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜。,【探究訓(xùn)練】1.(2017合肥高一檢測(cè))下圖為高等綠色植物光合作用圖解,以下說法正確的是(),A.①是光合色素,分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B.②是氧氣,可參與有氧呼吸的第二階段C.③是三碳化合物,能被還原為(CH2O)D.④是ATP,在葉綠體基質(zhì)中生成,【解析】選C。葉綠體中的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上,A錯(cuò)誤;分析題圖可知,光反應(yīng)階段,水分解形成了②和[H],因此②是氧氣,但氧氣參與有氧呼吸的第三階段,B錯(cuò)誤;三碳化合物被[H]還原為(CH2O),C正確;④是ATP,此處ATP形成于光反應(yīng)階段,場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上,D錯(cuò)誤。,2.(2017德州高一檢測(cè))對(duì)光合作用圖解分析不正確的是(),A.圖中為真核生物的光合作用過程B.若突然停止CO2供應(yīng),則短時(shí)間內(nèi)三碳化合物的含量將上升C.圖中①為O2,②為ATPD.用3H標(biāo)記的3H2O進(jìn)行示蹤,可發(fā)現(xiàn)3H的轉(zhuǎn)移途徑為3H2O→[3H]→糖類,【解析】選B。圖中有類囊體,故細(xì)胞中存在葉綠體,應(yīng)為真核生物,故A正確;若突然停止CO2供應(yīng),CO2的固定變慢,三碳化合物生成糖類的速度基本不變,則短時(shí)間內(nèi)三碳化合物的含量將下降,故B錯(cuò)誤;圖中的①為O2,②為ATP,故C正確;水中的3H的轉(zhuǎn)移途徑是3H2O→[3H]→糖類,故D正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2016徐州高一檢測(cè))如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段,下列各項(xiàng)敘述正確的是(),A.該反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體B.在無(wú)光條件下,有利于該反應(yīng)的進(jìn)行C.提高溫度一定能促進(jìn)(CH2O)的生成D.C3生成(CH2O)需要[H]、ATP和多種酶的參與,【解析】選D。由題圖中物質(zhì)變化可以確定,圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段,該反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì);在無(wú)光條件下,暗反應(yīng)會(huì)因[H]和ATP的缺乏受到限制;若高于最適溫度,提高溫度會(huì)降低酶活性,導(dǎo)致反應(yīng)減弱;C3生成(CH2O)需在多種酶的催化下,利用ATP提供的能量,通過[H]的還原進(jìn)行。,【課堂小結(jié)】,