光合作用的原理和應用高一上學期生物人教版必修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散過快，使色素帶分布均勻）畫濾液細線的要求？為什么濾液細線不能觸及層析液？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散得快，反之則慢課前背誦：8.恩格爾曼實驗的巧妙之處水綿：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；好氧細菌：用好氧細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；極細的光束照射：葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗：再一次驗證實驗結果。5.4

光合作用和能量轉化二

光合作用的原理1.運用物質和能量觀，說出光合作用過程中物質和能量的轉化過程。2.采用分析與綜合的方法，說出光合作用光反應和暗反應的區(qū)別和聯系。3.分析光合作用發(fā)現歷程，認同科學探究的基本思路和方法。學習目標光合作用的概念綠色植物通過

，利用

，將

轉化成

，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物氧氣CO2+H2O（CH2O)+O2

光能葉綠體2.反應式：光合作用釋放的氧氣，是來自水還是二氧化碳呢？光合作用的實質：合成有機物，儲存能量19世紀末科學界普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，_____被釋放，C與H2O結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖1928年科學家發(fā)現甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化成糖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論：水的光解產生氧氣。希爾反應：離體的葉綠體在適當的條件下發(fā)生水的光解、產生氧氣的化學反應。不能；沒有排除葉綠體中其他物質的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉移。1.希爾實驗能說明植物光合作用產生的氧氣中氧元素全部都來自水？2、希爾的實驗能說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應嗎？

能；懸浮液有H2O，沒有合成糖的原料——CO2

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

，因變量是

。C18O2、H218O釋放出的O2是否含有18O③實驗結論：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對比實驗（5）1954年，阿爾農在光照時，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的合成與希爾反應的關系。H2OO2+2H++能量光照葉綠體ADP+PiATP

葉綠體可以吸收光能，進行水的光解釋放氧氣，產生的能量可用于合成ATP光反應階段光、色素、酶類囊體薄膜上

1.場所：2.條件：3.物質變化：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中活躍的化學能酶NADPH的合成：NADP++H++2e-

NADPH4.能量變化：易錯：產生的ATP只在葉綠體用，不能說用于各項生命活動

卡爾文實驗（P104）第二段用14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，追蹤檢測其放射性。14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5

反應時間30秒5秒＜1秒帶14C標記的化合物很多種14C3、14C5、14C690%

14C3放射性同位素示蹤法②實驗變量：自變量是

，因變量是

。時間14C標記的化合物①實驗方法

：

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

筆記104CO2的固定：酶CO2＋C52C3C3的還原：葉綠體的基質中有光無光都可，多種酶1.場所：2.條件：3.物質變化：4.能量變化：ATP、NADPH中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能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。從葉綠體基質到類囊體薄膜。在C3的還原中作還原劑；為C3的還原提供能量P104光反應與暗反應緊密聯系，能量轉化與物質變化密不可分暗反應有光無光都能進行，暗反應能長時間在黑暗條件下進行嗎？不能，在黑暗條件下不能進行光反應，暗反應缺少光反應提供的NADPH、ATP1．判斷正誤(1)植物在無光的夜晚不能進行光反應，只能進行暗反應。()(2)光反應產生的ATP、NADPH參與暗反應C3的合成過程。()(3)葉綠體產生O2和線粒體消耗O2均在生物膜上進行。()2．1941年，美國科學家魯賓和卡門利用某種植物，采用同位素示蹤法進行了如下兩組實驗：第一組：H2O＋C18O2→某種植物→O2；第二組：H2(18)O＋CO2→某種植物→18O2。下列有關敘述正確的是()A．實驗結果說明植物光合作用釋放的氧氣全部來自水B．兩組實驗中只需要一組就可以證明預期的結論C．設計該實驗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，該實驗要在黑暗條件下進行3．下列關于綠色植物光合作用中光反應的敘述，錯誤的是()A．光反應在葉綠體類囊體薄膜上進行B．光反應的產物之一氧以氧分子的形式釋放C．光反應產生的H＋和NADP＋結合形成NADPHD．NADPH作為還原劑參與暗反應，本身不具有能量XX√AD探究2：光反應和暗反應區(qū)別和聯系

光反應階段暗反應階段（碳反應）場所條件物質變化能量變化聯系項目葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質光、色素、酶有光無光都可以，多種酶光能→ATP、NADPH中活躍的化學能ATP、NADPH中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能光反應為暗反應提供ATP和NADPH暗反應為光反應提供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的轉移：CO2→C3→（CH2O）②O的轉移：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的有機物。思考：若給植物提供H218O,一段時間后能否在植物體內的有機物中

發(fā)現18O?試說明原因。光合作用的公式C5條件C3C5NADPH和ATP有機物光照由弱到強，CO2供應不變光照由強到弱，CO2供應不變光照不變，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菌能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用例：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數種類的細菌2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細菌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？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、大多數細菌相同：都能將無機物合成有機物，儲存能量

不同:能量來源有機物無機物綠色植物、藍細菌等硝化細菌等現成有機物判斷：1.有氧呼吸及光合作用產生ATP均在膜上進行（）2.光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質中。（）3.沒有光反應，暗反應不能進行。()4.沒有暗反應，光反應仍能正常進行。()5.衣藻、