高中生物蘇教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第二節(jié) 光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換獲獎(jiǎng)?wù)n件ppt

這是一份高中生物蘇教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第二節(jié) 光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換獲獎(jiǎng)?wù)n件ppt，共41頁。PPT課件主要包含了課標(biāo)內(nèi)容，光反應(yīng)階段等內(nèi)容，歡迎下載使用。
說明植物細(xì)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(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。
葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所
捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體
主要在葉肉細(xì)胞，少數(shù)分布在幼嫩的莖、果實(shí)中。
可根據(jù)光照強(qiáng)弱來改變自己的狀態(tài)及在細(xì)胞中的位置
外界光照較強(qiáng)，葉綠體以側(cè)面接收光照，移動(dòng)到細(xì)胞側(cè)面
外界光照較弱，葉綠體以正面接收光照，聚集在細(xì)胞頂面
保證接收到充分的光照，又可避免被強(qiáng)光灼傷。
擴(kuò)展了膜的受光的面積，擴(kuò)大色素和酶的附著位點(diǎn)，是光反應(yīng)的場所。
葉綠體含有色素和光合作用必需的酶，是光合作用的基礎(chǔ)。
綠色植物光合作用的過程
材料一19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C和H2O結(jié)合甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。
探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)
光合作用在葉綠體中進(jìn)行
離體綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。
材料三1954年 ，美國科學(xué)家阿爾農(nóng)（D.Arnn）發(fā)現(xiàn)，在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。
光能→電能→ATP和NADPH中的活躍的化學(xué)能
NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
ATP和NADPH中的化學(xué)能→有機(jī)物中的化學(xué)能
NADPH 、ATP、多種酶
光反應(yīng)（葉綠體類囊體薄膜）
CO2 + H2 O
綠色植物細(xì)胞中的葉綠體從太陽光中捕獲能量，并將這些能量在CO2和H2O轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥cO2的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中化學(xué)能的過程。
場所： 動(dòng)力：原料： 產(chǎn)物：
光合作用概念（場所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物）
1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系圖解
(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi。(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法長時(shí)間進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成。
2.光合作用過程中元素的去向分析
3.環(huán)境改變時(shí)短時(shí)間內(nèi)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析
1.如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)和光合作用的過程示意圖。據(jù)圖回答下列問題：
(1)葉綠體和線粒體都是具有雙層生物膜的細(xì)胞器，它們分別是如何增大生物膜面積的？提示：線粒體是通過內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴來擴(kuò)大生物膜面積的，葉綠體是通過類囊體疊合成基粒來擴(kuò)大生物膜面積的。
(2)據(jù)圖可知，水的裂解發(fā)生于____________，該過程為葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)提供________和____________。(3)如果光照強(qiáng)度減弱，則光反應(yīng)的速率會(huì)______，進(jìn)而影響暗反應(yīng)過程中____________。
2.在卡爾文循環(huán)中，CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岜?G3P)的過程分為CO2的固定、氧化還原反應(yīng)和C5，[即二磷酸核酮糖(RuBP)]的再生三個(gè)階段(下圖)。據(jù)圖回答下列問題：
(1)如果CO2濃度降低，會(huì)導(dǎo)致卡爾文循環(huán)中的CO2固定過程減弱，CO2的固定速率______，但短時(shí)間內(nèi)不會(huì)直接影響氧化還原反應(yīng)和RuBP的再生速率，所以3－PGA含量會(huì)______，二磷酸核酮糖(RuBP)的含量會(huì)______。
(2)如果光照強(qiáng)度減弱，來自光反應(yīng)的______和_________減少，短時(shí)間內(nèi)氧化還原反應(yīng)速率降低，但CO2的固定速率和RuBP的再生速率不變，導(dǎo)致3－PGA含量會(huì)______，二磷酸核酮糖(RuBP)的含量會(huì)______。
閱讀下列材料，請(qǐng)完成以下探究過程：材料1　1937年，英國劍橋大學(xué)的希爾用離體的葉綠體做實(shí)驗(yàn)。他將離體的葉綠體加到具有氫受體的水溶液中，在無CO2的條件下給予光照，發(fā)現(xiàn)葉綠體中有O2放出。
(1)材料1希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的裂解產(chǎn)生氧氣，能否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？能否說明水的裂解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？不能；因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。能；因?yàn)閼腋∫褐袥]有合成糖的另一種必需原料——CO2，說明水的裂解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)。
閱讀下列材料，請(qǐng)完成以下探究過程：材料2　如圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖(魯賓、卡門實(shí)驗(yàn))。
(2)材料2魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思路：利用同位素18O （填“同時(shí)”或“分別”標(biāo)記二氧化碳和水，再分別提供給兩組小球藻進(jìn)行光合作用，檢測兩組實(shí)驗(yàn)釋放的氧氣是否為18O。此方法為：____________法。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自于 。A組與B組釋放氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量比為_________
材料3　1946年后，美國的卡爾文用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將其裝在一個(gè)透明的密閉容器中，他向密閉容器中通入14CO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一種六碳糖(C6)中，將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中。經(jīng)10年左右的時(shí)間，他終于弄清了光合作用中暗反應(yīng)的循環(huán)途徑。
(3)材料3卡爾文的實(shí)驗(yàn)，14C標(biāo)記的CO2進(jìn)入葉綠體后，最先出現(xiàn)放射性的物質(zhì)是________________，卡爾文循環(huán)的過程需要光反應(yīng)為其提供_______________。上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過控制__________來探究CO2中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的。
光合作用是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包括一系列的化學(xué)反應(yīng)。右圖是光合作用的圖解，結(jié)合該圖和教材內(nèi)容分析：
(1)暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行，那么暗反應(yīng)能較長時(shí)間在黑暗條件下進(jìn)行嗎？提示：不能。因?yàn)樵诤诎禇l件下不能進(jìn)行光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺少光反應(yīng)提供的NADPH和ATP。
(2)光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生的物質(zhì)變化和能量變化有哪些？
(3)光合作用的暗反應(yīng)階段發(fā)生的物質(zhì)變化和能量變化有哪些？
提示：①物質(zhì)變化a.CO2的固定：1分子CO2＋1分子五碳化合物→2分子三碳化合物。b.三碳化合物的還原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、NADPH釋放的能量并被NADPH還原形成五碳化合物和糖類等。②能量變化：ATP和NADPH中的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存于糖分子中的化學(xué)能。
(4)若標(biāo)記CO2中的14C，請(qǐng)寫出光合作用過程中14C的轉(zhuǎn)化途徑。 提示：14CO2―→14C3―→(14CH2O)。(5)夏季中午，氣孔關(guān)閉后，會(huì)導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5會(huì)發(fā)生怎樣的變化？提示：C3含量下降，C5含量上升。
——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量（化學(xué)能）來制造有機(jī)物的合成作用
例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌
1.希爾反應(yīng)是離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解產(chǎn)生O2的化學(xué)反應(yīng)。( )2.光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段在葉綠體的不同部位進(jìn)行。 ( )3.光合作用中光反應(yīng)必須有光才可進(jìn)行，暗反應(yīng)沒有光也可長時(shí)間進(jìn)行。 ( )4.光合作用制造的有機(jī)物中的氧來自水。( )5.光合作用的光反應(yīng)階段完成了光能到活躍化學(xué)能的轉(zhuǎn)換。 ( )
例1 下列幾位科學(xué)家的相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)中，所用技術(shù)方法不同于其他三位的是(　　)A.卡爾文探究碳元素在光合作用中轉(zhuǎn)移途徑B.魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自水D.科學(xué)家探究分泌蛋白的合成和分泌途徑
C.恩格爾曼證明葉綠體是光合作用的場所
例2 如圖為綠色植物光合作用圖解，下列敘述正確的是(　　)
B.②是氧氣，在類囊體膜上產(chǎn)生
A.①是光合色素，分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中C.③是五碳化合物，能被還原為(CH2O)D.④是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成
例3 正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　)A.O2的產(chǎn)生停止C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP＋比值下降
1.下列有關(guān)光合作用的敘述，正確的是(　　)A.光反應(yīng)不需要酶，暗反應(yīng)需要酶B.光反應(yīng)在光下進(jìn)行，暗反應(yīng)在黑暗中進(jìn)行C.光反應(yīng)固定CO2，暗反應(yīng)還原C3
D.光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)消耗ATP
2.光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列為暗反應(yīng)中必需的物質(zhì)是 (　　)A.H2O、CO2、ADPB.H2O、CO2、NADP＋D.NADPH、H2O、ADP
C.CO2、NADPH、ATP
3.若外界環(huán)境中的光照突然減弱，則葉綠體內(nèi)C3和C5含量的變化是(　　)A.均不變B.C3減少，C5增多D.均增多
C.C3增多，C5減少
4.下列對(duì)光合作用圖解的分析，錯(cuò)誤的是(　　)
C.若突然停止CO2供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)三碳化合物的含量將上升
A.光合色素分布在類囊體膜上B.圖中①②為O2和ATPD.若提供3H2O，則3H的轉(zhuǎn)移途徑為H2O→[H]→糖類