《光合作用與能量轉化》細胞的能量供應和利用PPT課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、光合作用概念和反應式
1.概念:綠色植物通過_______,利用光能,將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出_____的過程。
2.反應式:_______________________。
二、光合作用探究歷程
1.19世紀末,科學界普遍觀點:C與H2O結合成_____。
2.1928年:甲醛不能通過光合作用轉化成___。
3.1937年,英國希爾:離體葉綠體在適當條件下可產生_____。
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: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.寫出圖中序號代表的物質或過程:
2.光反應階段:
(1)場所:葉綠體的___________。
(2)條件:___、_____和有關的___。
(3)物質變化:
①水的光解:H2O ____+_______
②ATP的合成:ADP+Pi+能量 ____。
(4)能量變化:將_____轉變為活躍的_______。
3.暗反應階段:
(1)場所:葉綠體內的___________中。
(2)條件:___的催化。
(3)物質變化:
①CO2的固定:CO2+C5_____2C3
②C3的還原:C3 __________ (CH2O)
C3 __________ C5
(4)能量變化:____中活躍的化學能轉變為有機物中_____________。
【激疑】
(1)在無光條件下,暗反應能否長期進行?
提示:在無光條件下,光反應不能進行,光反應的產物ATP和NADPH減少,不能滿足暗反應的需求,暗反應將停止進行。
(2)若暗反應停止,光反應能否持續進行?
提示:暗反應停止,光反應產生的ATP和NADPH積累過多,抑制光反應的進行。
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光合作用與能量轉化PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點一 光合作用的探究歷程
1.希爾實驗:
(1)實驗過程: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)實驗結論:在適當條件下葉綠體產生氧氣。
2.魯賓和卡門實驗:
相互對照(條件相同的兩組材料,分別標記不同的物質:
一組為 ,另一組為C18O2)。
3.阿爾農實驗:
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】
希爾實驗說明水光解可以產生氧氣,是否說明植物光合作用產生的氧氣中的氧全部來自水?為什么?(科學思維)
提示:不能。葉綠體內還有其他含有氧元素的物質,不能確定氧元素全部來自水。
【素養案例】
美國科學家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.kamen)用18O分別標記H2O和CO2中的氧,進行光合作用實驗。該實驗證明了( )
A.光合作用制造了有機物
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。美國科學家魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2中的氧,進行光合作用實驗。實驗過程中,發現如果用18O標記H2O,光合作用釋放的氧氣中含有18O;用18O標記CO2,光合作用釋放的氧氣中沒有18O?？茖W家通過相互對照實驗,證明了光合作用生成的O2中的氧來自H2O。
【素養·遷移】
下面表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻的質量相等的條件下,小球藻進行光合作用的實驗示意圖。一段時間后,以下相關實驗比較不正確的是( )
A.Y2的質量大于Y3的質量
B.④中小球藻的質量大于①中小球藻的質量
C.②中水的質量大于④中水的質量
D.試管①的質量大于試管②的質量
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知識點二 光合作用的過程
1.光反應與暗反應的比較:
(1)區別:
(2)聯系:
①光反應為暗反應提供兩種重要物質:NADPH和ATP,
NADPH既可作還原劑,又可提供能量;暗反應為光反應提供三種物質:ADP、Pi以及NADP+。
②暗反應有光無光都能進行。若光反應停止,暗反應可持續進行一段時間,但時間不長,故晚上一般認為只進行呼吸作用,不進行光合作用。
2.光合作用過程中的物質變化:
(1)光合作用過程中C、O元素轉移途徑:
(2)光合作用總反應式與C、H、O元素的去向:
3.光照和CO2濃度變化對細胞中C3、C5含量的影響:
(1)理論依據:細胞中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的固定實現,C3的消耗通過C3的還原實現,如圖所示:由C5+CO2→2C3可知,細胞中C3、C5的含量變化相反。
(2)實例分析:
【思考·討論】
1.若給植物提供____,一段時間后能否在植物體內的有機物中發現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的有機物。
2.光合作用中的還原劑和細胞呼吸中的還原劑是否相同,完成下表:(科學思維)
【素養案例】
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,據此正確的分析是( )
A.光斑照射前,光合作用無法進行
B.光斑照射后,光反應和暗反應迅速同步增加
C.光斑照射后,暗反應對光反應有限制作用
D.光斑移開后,光反應和暗反應迅速同步減弱
【解題導引】
(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)關鍵知識:光合作用總反應式中,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,說明植物細胞在進行光合作用,A項錯誤;光斑照射后,光反應迅速增加,而暗反應沒有相應增加,二者不同步,B項錯誤;光斑照射后,一開始光反應遠高于暗反應,然后光反應逐漸減弱,與暗反應保持一致,因此可以看出,暗反應限制了光反應的進行,C項正確;光斑移開后,光反應迅速減弱,而暗反應過一段時間后才減弱,二者不同步,D項錯誤。
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