光合作用的原理和應(yīng)用高一上學(xué)期生物人教版必修1

課前背誦：3.研磨時需要加入哪些試劑？作用？4.分離色素的方法名稱？濾紙條剪去兩角目的？（防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過快，使色素帶分布均勻）畫濾液細(xì)線的要求？為什么濾液細(xì)線不能觸及層析液？5、濾紙條上有幾條色素帶？自上而下位置？顏色？含量（最多、最少）？6、觀察色素的吸收光譜，有兩個吸收高峰的色素是？有一個吸收高峰的是？主要吸收什么顏色的光？7.葉綠體增加膜面積的方式？光合作用的色素位于？光合作用的酶位于？

葉綠素吸收光能不需要酶的參與1.色素提取原理：2.色素分離原理：（防止色素溶解在層析液中）綠葉中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢課前背誦：8.恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處水綿：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；好氧細(xì)菌：用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾；極細(xì)的光束照射：葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)；臨時裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)：再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。5.4

光合作用和能量轉(zhuǎn)化二

光合作用的原理1.運(yùn)用物質(zhì)和能量觀，說出光合作用過程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程。2.采用分析與綜合的方法，說出光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系。3.分析光合作用發(fā)現(xiàn)歷程，認(rèn)同科學(xué)探究的基本思路和方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)光合作用的概念綠色植物通過

，利用

，將

轉(zhuǎn)化成

，并且釋放出

的過程。1.概念：葉綠體光能二氧化碳和水儲存著能量的有機(jī)物氧氣CO2+H2O（CH2O)+O2

光能葉綠體2.反應(yīng)式：光合作用釋放的氧氣，是來自水還是二氧化碳呢？光合作用的實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲存能量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，_____被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖1928年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖1937年希爾在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______O2氧氣光合作用的探索歷程結(jié)論：水的光解產(chǎn)生氧氣。希爾反應(yīng)：離體的葉綠體在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)。不能；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。1.希爾實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中氧元素全部都來自水？2、希爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)嗎？

能；懸浮液有H2O，沒有合成糖的原料——CO2

魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法(不是放射性同位素示蹤，15N、18O沒有放射性)②實(shí)驗(yàn)變量：自變量是

，因變量是

。C18O2、H218O釋放出的O2是否含有18O③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放的O2中的氧元素全部來自水CO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2O18O2O2對比實(shí)驗(yàn)（5）1954年，阿爾農(nóng)在光照時，葉綠體中生成了ATP。這一過程總是與水的光解相伴隨。討論4：請嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。H2OO2+2H++能量光照葉綠體ADP+PiATP

葉綠體可以吸收光能，進(jìn)行水的光解釋放氧氣，產(chǎn)生的能量可用于合成ATP光反應(yīng)階段光、色素、酶類囊體薄膜上

1.場所：2.條件：3.物質(zhì)變化：色素、酶水的光解：2H2O

O2+4H++4e-光ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能)

ATP酶光能

ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能酶NADPH的合成：NADP++H++2e-

NADPH4.能量變化：易錯：產(chǎn)生的ATP只在葉綠體用，不能說用于各項(xiàng)生命活動

卡爾文實(shí)驗(yàn)（P104）第二段用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤檢測其放射性。14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5

反應(yīng)時間30秒5秒＜1秒帶14C標(biāo)記的化合物很多種14C3、14C5、14C690%

14C3放射性同位素示蹤法②實(shí)驗(yàn)變量：自變量是

，因變量是

。時間14C標(biāo)記的化合物①實(shí)驗(yàn)方法

：

暗反應(yīng)階段：CO2如何轉(zhuǎn)化為糖類？探明了CO2中的碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的途徑。不斷縮短光照時間后殺死小球藻,同時提取產(chǎn)物并分析,直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物,該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物。暗反應(yīng)階段

筆記104CO2的固定：酶CO2＋C52C3C3的還原：葉綠體的基質(zhì)中有光無光都可，多種酶1.場所：2.條件：3.物質(zhì)變化：4.能量變化：ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHADP+PiATPNADP+C52C3多種酶CO2固定還原酶NADPH酶(CH2O)

糖類ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2課文106頁

光合作用過程1.NADPH和ATP的移動途徑是什么？2.NADP+和ADP、Pi的移動途徑呢？3.NADPH的作用？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。在C3的還原中作還原劑；為C3的還原提供能量P104光反應(yīng)與暗反應(yīng)緊密聯(lián)系，能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)變化密不可分暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行，暗反應(yīng)能長時間在黑暗條件下進(jìn)行嗎？不能，在黑暗條件下不能進(jìn)行光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺少光反應(yīng)提供的NADPH、ATP1．判斷正誤(1)植物在無光的夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng)，只能進(jìn)行暗反應(yīng)。()(2)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH參與暗反應(yīng)C3的合成過程。()(3)葉綠體產(chǎn)生O2和線粒體消耗O2均在生物膜上進(jìn)行。()2．1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡門利用某種植物，采用同位素示蹤法進(jìn)行了如下兩組實(shí)驗(yàn)：第一組：H2O＋C18O2→某種植物→O2；第二組：H2(18)O＋CO2→某種植物→18O2。下列有關(guān)敘述正確的是()A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明植物光合作用釋放的氧氣全部來自水B．兩組實(shí)驗(yàn)中只需要一組就可以證明預(yù)期的結(jié)論C．設(shè)計該實(shí)驗(yàn)的目的在于證明植物光合作用會釋放氧氣D．為了排除光照的影響，該實(shí)驗(yàn)要在黑暗條件下進(jìn)行3．下列關(guān)于綠色植物光合作用中光反應(yīng)的敘述，錯誤的是()A．光反應(yīng)在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行B．光反應(yīng)的產(chǎn)物之一氧以氧分子的形式釋放C．光反應(yīng)產(chǎn)生的H＋和NADP＋結(jié)合形成NADPHD．NADPH作為還原劑參與暗反應(yīng)，本身不具有能量XX√AD探究2：光反應(yīng)和暗反應(yīng)區(qū)別和聯(lián)系

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段（碳反應(yīng)）場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系項(xiàng)目葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光、色素、酶有光無光都可以，多種酶光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+等原料過程

色素、酶2H2O

O2+4H++4e-光ADP+Pi+能量ATP酶酶NADP++H++2e-

NADPH酶CO2＋C52C32C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH①C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）②O的轉(zhuǎn)移：H2O→O2

CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2能。

H218O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。思考：若給植物提供H218O,一段時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。光合作用的公式C5條件C3C5NADPH和ATP有機(jī)物光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變光照不變，CO2由充足到不足光照不變，CO2由不足到充足

增加減少增加減少減少增加光能H2OCO2還原（CH2O）葉綠體

色素供氫酶供能多種酶參加催化2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+C5、NADPH、ATP變化一致，C3、C5相反。探究2：外界條件突然改變，NADPH、C5、ATP等物質(zhì)的變化規(guī)律

減少增加增加增加減少減少增加減少減少增加某些細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用例：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細(xì)菌CO2+H2O

（CH2O）+O2

能量探究3

化能合成作用1.化能合成作用與光合作用有哪些異同點(diǎn)？2.列表比較自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物類型概念代表生物自養(yǎng)生物能將

合成為

的生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中來維持自身生命活動的生物人、動物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌相同：都能將無機(jī)物合成有機(jī)物，儲存能量

不同:能量來源有機(jī)物無機(jī)物綠色植物、藍(lán)細(xì)菌等硝化細(xì)菌等現(xiàn)成有機(jī)物判斷：1.有氧呼吸及光合作用產(chǎn)生ATP均在膜上進(jìn)行（）2.光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中。（）3.沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)不能進(jìn)行。()4.沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)仍能正常進(jìn)行。()5.衣藻、