《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用PPT課件
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
一、光合作用概念和反應(yīng)式
1.概念:綠色植物通過_______,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出_____的過程。
2.反應(yīng)式:_______________________。
二、光合作用探究歷程
1.19世紀(jì)末,科學(xué)界普遍觀點(diǎn):C與H2O結(jié)合成_____。
2.1928年:甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成___。
3.1937年,英國希爾:離體葉綠體在適當(dāng)條件下可產(chǎn)生_____。
4.1941年,魯賓和卡門:研究了光合作用中_____的來源(氧氣來源于H2O)。
5.1954年,美國阿爾農(nóng):光照下,葉綠體可合成____;
1957年:這一過程總是與水的光解相伴隨。
三、光合作用的過程
1.寫出圖中序號(hào)代表的物質(zhì)或過程:
2.光反應(yīng)階段:
(1)場(chǎng)所:葉綠體的___________。
(2)條件:___、_____和有關(guān)的___。
(3)物質(zhì)變化:
①水的光解:H2O ____+_______
②ATP的合成:ADP+Pi+能量 ____。
(4)能量變化:將_____轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的_______。
3.暗反應(yīng)階段:
(1)場(chǎng)所:葉綠體內(nèi)的___________中。
(2)條件:___的催化。
(3)物質(zhì)變化:
①CO2的固定:CO2+C5_____2C3
②C3的還原:C3 __________ (CH2O)
C3 __________ C5
(4)能量變化:____中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中_____________。
【激疑】
(1)在無光條件下,暗反應(yīng)能否長期進(jìn)行?
提示:在無光條件下,光反應(yīng)不能進(jìn)行,光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和NADPH減少,不能滿足暗反應(yīng)的需求,暗反應(yīng)將停止進(jìn)行。
(2)若暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)能否持續(xù)進(jìn)行?
提示:暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH積累過多,抑制光反應(yīng)的進(jìn)行。
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光合作用與能量轉(zhuǎn)化PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
知識(shí)點(diǎn)一 光合作用的探究歷程
1.希爾實(shí)驗(yàn):
(1)實(shí)驗(yàn)過程:離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在適當(dāng)條件下葉綠體產(chǎn)生氧氣。
2.魯賓和卡門實(shí)驗(yàn):
相互對(duì)照(條件相同的兩組材料,分別標(biāo)記不同的物質(zhì):
一組為 ,另一組為C18O2)。
3.阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn):
光照下葉綠體合成ATP,這一過程與水的光解相伴隨。
【思考·討論】
希爾實(shí)驗(yàn)說明水光解可以產(chǎn)生氧氣,是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧全部來自水?為什么?(科學(xué)思維)
提示:不能。葉綠體內(nèi)還有其他含有氧元素的物質(zhì),不能確定氧元素全部來自水。
【素養(yǎng)案例】
美國科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.kamen)用18O分別標(biāo)記H2O和CO2中的氧,進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)證明了( )
A.光合作用制造了有機(jī)物
B.光合作用需要利用根系吸收的水分
C.光合作用生成的氧來自水
D.光合作用吸收的二氧化碳來自大氣
【解析】選C。美國科學(xué)家魯賓和卡門用18O分別標(biāo)記H2O和CO2中的氧,進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)如果用18O標(biāo)記H2O,光合作用釋放的氧氣中含有18O;用18O標(biāo)記CO2,光合作用釋放的氧氣中沒有18O。科學(xué)家通過相互對(duì)照實(shí)驗(yàn),證明了光合作用生成的O2中的氧來自H2O。
【素養(yǎng)·遷移】
下面表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下,小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后,以下相關(guān)實(shí)驗(yàn)比較不正確的是( )
A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量
B.④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量
C.②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量
D.試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量
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知識(shí)點(diǎn)二 光合作用的過程
1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較:
(1)區(qū)別:
(2)聯(lián)系:
①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì):NADPH和ATP,
NADPH既可作還原劑,又可提供能量;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供三種物質(zhì):ADP、Pi以及NADP+。
②暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止,暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間,但時(shí)間不長,故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用,不進(jìn)行光合作用。
2.光合作用過程中的物質(zhì)變化:
(1)光合作用過程中C、O元素轉(zhuǎn)移途徑:
(2)光合作用總反應(yīng)式與C、H、O元素的去向:
3.光照和CO2濃度變化對(duì)細(xì)胞中C3、C5含量的影響:
(1)理論依據(jù):細(xì)胞中C3的含量取決于C3的生成速率和C3的消耗速率。C3的生成通過CO2的固定實(shí)現(xiàn),C3的消耗通過C3的還原實(shí)現(xiàn),如圖所示:由C5+CO2→2C3可知,細(xì)胞中C3、C5的含量變化相反。
(2)實(shí)例分析:
【思考·討論】
1.若給植物提供____,一段時(shí)間后能否在植物體內(nèi)的有機(jī)物中發(fā)現(xiàn)18O?試說明原因。(生命觀念)
提示:____ 參與有氧呼吸第二階段,可形成C18O2,C18O2參與光合作用,可形成含有18O的有機(jī)物。
2.光合作用中的還原劑和細(xì)胞呼吸中的還原劑是否相同,完成下表:(科學(xué)思維)
【素養(yǎng)案例】
陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”,如圖表示一株生長旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化,據(jù)此正確的分析是( )
A.光斑照射前,光合作用無法進(jìn)行
B.光斑照射后,光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步增加
C.光斑照射后,暗反應(yīng)對(duì)光反應(yīng)有限制作用
D.光斑移開后,光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步減弱
【解題導(dǎo)引】
(1)圖示信息:
①光斑照射前有氧氣的釋放和二氧化碳的吸收。
②光斑照射后氧氣的釋放速率和二氧化碳吸收速率增加不同步。
③光斑移開后,氧氣的釋放速率和二氧化碳吸收速率減弱不同步。
(2)關(guān)鍵知識(shí):光合作用總反應(yīng)式中,氧氣的釋放量和二氧化碳吸收量相等。
【解析】選C。光斑照射前,有氧氣釋放,說明植物細(xì)胞在進(jìn)行光合作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;光斑照射后,光反應(yīng)迅速增加,而暗反應(yīng)沒有相應(yīng)增加,二者不同步,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光斑照射后,一開始光反應(yīng)遠(yuǎn)高于暗反應(yīng),然后光反應(yīng)逐漸減弱,與暗反應(yīng)保持一致,因此可以看出,暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)的進(jìn)行,C項(xiàng)正確;光斑移開后,光反應(yīng)迅速減弱,而暗反應(yīng)過一段時(shí)間后才減弱,二者不同步,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
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