高三一輪復習生物：光合作用 第1-2課時課件

第三單元

細胞的能量供應和利用

第10講光合作用及綜合應用第1課時

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

高中生物學2025屆一輪復習課例1.說明植物細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)換并儲存為糖分子中的化學能。2.活動：提取和分離綠葉中的色素。3.探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系。課標要求考情分析新舊教材對比增：①差速離心法的原理和過程；②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)種類；③同位素標記法的定義和應用。改：①水分解為氧和H＋，H＋與NADP＋結(jié)合形成NADPH；②C3還原過程中NADPH既提供能量又作還原劑。刪：①葉片呈現(xiàn)綠色的原因；②普利斯特利實驗；③英格豪斯實驗；④梅耶實驗；⑤薩克斯實驗?？键c由高考知核心知識點預測捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理考點一：捕獲光能的色素（3年10考，全國卷3年2考）（2023·江蘇）色素的提取和分離實驗（2023·海南）色素的種類（2023·全國）色素的種類及分布（2022·遼寧）色素的提取和分離實驗題型：選擇題、解答題內(nèi)容：本專題為高頻考點，考查的知識點非常多，包括色素的種類與作用、葉綠體色素的提取與分離、光合作用的過程。本專題高考試題多為非選擇題，多結(jié)合曲線分析進行考查?？键c二：葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能（3年6考，全國卷3年2考）（2023·廣東、2023·湖北、2023·全國）葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能適應觀（2022·廣東、2022·山東）葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能適應觀考點三：光合作用的原理（3年12考，全國卷3年4考）（2023·天津）光合作用的過程（2023·山西）光合作用的過程（2022·福建）光合作用的過程（2022·全國）光合作用的過程目錄考點二了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用考點三掌握捕獲光能的色素及作用考點一探究綠葉中色素的種類導入“綠色革命”2050年全球人口將增至97億！糧食短缺問：有機物的產(chǎn)生過程？如何提高產(chǎn)量？探究綠葉中色素的種類考點一活動1：閱讀資料，完成實驗設計資料

研究表明，光照會影響韭菜葉綠素的合成，但不會影響類胡蘿卜素的合成。請利用色素的提取和分離技術，以暗處生長的韭菜幼苗為實驗材料，設計實驗驗證這一結(jié)論。要求寫出實驗思路和預期結(jié)果。黑暗光照實驗思路預期結(jié)果將生理狀態(tài)相同的韭菜幼苗均分為甲乙兩組，分別置于光照和黑暗下培養(yǎng)一段時間后，提取色素并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素比較色素帶。若甲組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶與乙組基本一致；且甲組濾紙條上有藍綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒有?；顒?：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關內(nèi)容2.實驗步驟二氧化硅碳酸鈣擴散均勻防止乙醇揮發(fā)和色素被破壞。新鮮綠葉中色素含量高、易研磨。

防止乙醇揮發(fā)；充分破壞葉綠體，使得色素能充分被釋放出來。1.為什么選擇新鮮幼嫩的綠葉？2.研磨過程碳酸鈣的作用？3.提取過程為什么要迅速充分？4.用單層尼龍布獲得濾液的原因？

過濾葉脈及二氧化硅等且不吸附色素。制備濾

紙條制備濾紙條活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關內(nèi)容5.濾紙條為什么要減去兩角？

避免層析液在邊緣擴散過快。6.畫濾液細線為什么要重復2-3次？

為了積累更多的色素使分離色素帶更明顯。7.實驗結(jié)果？

濾紙條上呈現(xiàn)4條顏色、寬度不同的色素帶。2.實驗步驟二氧化硅碳酸鈣擴散均勻制備濾

紙條制備濾紙條活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關內(nèi)容

色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素橙黃色_______________葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍綠色_____較低較慢葉綠素b黃綠色較多___________3.結(jié)果分析最少最高最快最多最低最慢1.色素帶的條數(shù)與什么有關？2.色素帶的寬窄與什么有關？3.色素帶擴散速度與什么有關？4.哪兩條色素帶之間距離最遠？色素種類。色素含量。色素溶解度。胡蘿卜素和葉黃素。

形象記憶：胡黃ab向前走活動2歸納提升實驗出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因分析1.收集到的濾液綠色過淺。2.濾紙條色素帶重疊。3.濾紙條無色素帶。4.濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶。①未加SiO2或研磨不充分，色素未充分提??；②使用放置數(shù)天的綠葉或綠葉用量少，濾液中的色素(葉綠素)含量太少；③一次加入大量的無水乙醇，導致提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)；④未加碳酸鈣或加入過少，色素(葉綠素)分子被破壞。①濾紙條未經(jīng)干燥處理；②濾液細線不能達到細、齊、直的要求，使色素擴散不一致；③濾紙條一端兩角剪得不對稱。①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。①忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞；②所用葉片為“黃葉”。例.采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗，下列敘述錯誤的是（

）A.提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑B.研磨時加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C.研磨時添加石英砂有助于色素提取D.畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散無水乙醇常作為提取葉綠體色素的溶劑可防止葉綠素被破壞研磨時添加石英砂，有助于使研磨得充分，有助于色素的提取畫濾液細線時要做到細、直、齊，減少樣液擴散，以保證濾紙條上形成的色素帶清晰、整齊B

掌握綠葉中色素的作用考點二活動1：分析綠葉中色素的作用光照黑暗正常光照下1.通過對比黑暗下生長的韭菜和光照下生長韭菜吸收光譜可以得出什么結(jié)論？2.韭菜濾液的吸收光譜與正常關照下進行比較可以得出什么結(jié)論？

黑暗條件下的韭菜吸收的光少，說明色素含量少。色素可以吸收光；主要吸收藍紫光和紅光?；顒?：分析綠葉中色素的作用——

、

、

光能。吸收傳遞轉(zhuǎn)化葉綠素a:C55H72O5N4Mg葉綠素b:C55H70O6N4Mg胡蘿卜素：C40H56葉黃素：C40H56O2少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a問題2:

除了用濾紙條分離色素外，還可以有其他的方法嗎？色素分離的其他方法:●在濾紙的中央滴一滴色素提取液●再滴一滴層析液●由外向內(nèi)依次是什么顏色？分別是什么色素？色素隨層析液擴散，會得到近似同心環(huán)的4個色素圈。胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b3.光合色素與細胞液色素：比較項目光合色素細胞液色素存在部位葉綠體液泡溶解性脂溶性水溶性代表種類類胡蘿卜素和葉綠素花青素顏色橙黃、黃、綠紅、藍、紫顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色紅莧菜：炒菜菜湯出色，因為是水溶性的花青素。胡蘿卜：炒菜菜湯不出色，因為是脂溶性的胡蘿卜素。教材拾遺(1)從葉綠素吸收光譜圖可知：葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光條件下，以藍紫光為主的散光占比增加。請預測：在適當遮光的條件下葉片(比如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環(huán)境的一種適應。寬降低增強(3)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？提示這種波長的光被光合色素吸收的最少，因此不用于光合作用中合成有機物。P99“圖5－12”“旁欄思考”一般植物的葉片在春夏季節(jié)為綠色，而在秋季呈現(xiàn)黃色。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？提示春夏季節(jié)葉片中的葉綠素含量較多，葉綠素對綠光吸收較少，綠光大部分被反射出來，所以葉片會呈現(xiàn)綠色。而到了秋季，葉片中主要是類胡蘿卜素，故而呈現(xiàn)黃色。教材拾遺P98“旁欄思考”了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用考點三活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。1.利用文字和箭頭表示出該實驗過程？2.分析實驗的自變量、因變量和無關變量？3.分析該實驗的巧妙之處？4.該實驗的結(jié)論有哪些？活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。1.利用文字和箭頭表示出該實驗過程？水綿好氧細菌極細光束照射均勻光照黑暗無空氣好氧細菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。2.分析實驗的自變量、因變量和無關變量？自變量：極細光束照射和均勻關照，極細光束照射的部位，葉綠體是否被光照射因變量：需氧菌的分布（是否進行光合作用產(chǎn)生氧氣）無關變量：溫度，PH，光照強度等活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。3.分析該實驗的巧妙之處？①用水綿為實驗材料（水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察）。②用好氧細菌為實驗材料（可以確定釋放氧氣多的部位）。③在沒有空氣的環(huán)境中進行實驗可以排除了氧氣的干擾。④在黑暗環(huán)境中進行實驗排除了光的干擾。⑤用的是極細的光束照射，使葉綠體上可分為有光和無光部位形成對照實驗；還可使葉綠體上分為光多和光少的部位形成對比實驗。⑥臨時裝片要重新暴露在光下從而反過來再一次驗證實驗結(jié)論。活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。4.該實驗的結(jié)論有哪些？

葉綠體是進行光合作用的場所，葉綠體吸收光能，釋放氧氣。活動1：分析恩格爾曼的實驗（二）1.好氧菌的分布有什么特點？

葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出O2。2.分析實驗結(jié)果？

主要分布在紅光與藍紫光區(qū)域。恩格爾曼的實驗結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出O2?；顒?：了解葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能(1)形態(tài)(光鏡下)：一般呈

。(2)結(jié)構(gòu)(電鏡下)：

層膜，光合色素分布于

上。光合作用的酶分布于_________________________。

是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎。(3)功能：

。類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)、類囊體膜雙扁平的橢球形或球形外膜內(nèi)膜基質(zhì)核糖體DNA類囊體基粒進行光合作用的場所色素和酶0捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素葉綠體的結(jié)構(gòu)雙層膜基粒基質(zhì)色素色素的提取和分離色素種類色素功能教材拾遺1.海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關嗎？提示這與光能的捕獲有關，不同顏色的藻類吸收不同波長的光，藻類本身的顏色是它們“反射”的光。2.溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充什么顏色的光源？提示最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜，因為它可以使各種顏色的光通過；補充光源可選擇紅光或藍紫光，因為這種顏色的光植物光合作用吸收利用較多，更有利于植物進行光合作用。P101“拓展應用”，P97“問題探討”1.某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量(單位：μg·g－1)，結(jié)果如表。下列有關敘述正確的是()D

植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素野生型12355194194.19突變體1512753701.59突變體2115203790.35

A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性

B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強

C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致

D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導致突變體的葉片呈黃色2.科學家發(fā)現(xiàn)，光能會被類囊體轉(zhuǎn)化為“某種能量形式”，并用于驅(qū)動產(chǎn)生ATP(如圖Ⅰ)。為探尋這種能量形式，他們開展了后續(xù)實驗。(1)制備類囊體時，提取液中應含有適宜濃度的蔗糖，以保證其結(jié)構(gòu)完整，原因是_________________________________________________；為避免膜蛋白被降解，提取液應保持________(填“低溫”或“常溫”)。(2)在圖Ⅰ實驗基礎上進行圖Ⅱ?qū)嶒?，發(fā)現(xiàn)該實驗條件下，也能產(chǎn)生ATP。但該實驗不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差，原因是圖Ⅰ圖Ⅱ保持類囊體內(nèi)外的滲透壓，避免類囊體破裂低溫實驗Ⅱ是在光照條件下對類囊體進行培養(yǎng)，無法證明某種能量是來自于光能還是來自膜內(nèi)外氫離子濃度差(3)為探究自然條件下類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差的原因，對無緩沖液的類囊體懸液進行光、暗交替處理，結(jié)果如圖

Ⅲ所示，懸液的pH在光照處理時升高，原因是________________________________________________________。類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差是通過光合電子傳遞和H＋轉(zhuǎn)運形成的，電子的最終來源物質(zhì)是________。(4)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標多碳化合物。若要實現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有______________________。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強度，產(chǎn)量也不再增加，若要增產(chǎn)，可采取的有效措施有___________________________________________(答兩點)。圖Ⅲ類囊體膜外H＋被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高水NADPH、ATP和CO2增加二氧化碳的濃度和適當提高環(huán)境溫度3.小球藻是一種單細胞藻類，常用于光合作用的相關研究?；卮鹣铝袉栴}：實驗18O的比例H2OKHCO3和K2CO3O210.850.610.8620.200.400.2030.200.570.20（1）為研究光合作用釋放的O2來源于什么物質(zhì)，魯賓等以小球藻為實驗材料，用18O標記的K2CO3、KHCO3、H2O進行了三組實驗，結(jié)果如表所示。分析表中數(shù)據(jù)可知光合產(chǎn)物O2中的氧來源于

，判斷依據(jù)是

。實驗中小球藻光合作用所需CO2來源于

（填場所）。若在光源和小球藻之間放置紅色濾光片而獲得單一波長的紅光，則小球藻產(chǎn)生O2的速率將

。

H2OO2中18O的比例與H2O中18O的比例基本一致細胞外、線粒體降低

（2）為研究光合作用中碳的同化和去向，卡爾文等用14CO2處理小球藻不同時間，隨后

（填“停止光照”“加熱殺死小球藻”或“停止光照或加熱殺死小球藻”）從而終止反應。通過雙向紙層析分離小球藻中的有機物，進行放射自顯影處理后形成若干斑點，每個斑點對應一種化合物，結(jié)果如圖所示。據(jù)甲圖分析，含量最多的化合物最可能是

（填圖中字母）。已知，點樣處位于上圖濾紙的左下角；雙向紙層析是第一次層析后，將濾紙旋轉(zhuǎn)90度進行第二次層析的方法；層析液中溶解度越大的物質(zhì)在濾紙上擴散得越快。據(jù)圖分析兩次層析過程中使用

（填“相同”或“不同”）的層析液，判斷依據(jù)是加熱殺死小球藻A不同若干斑點在水平方向上的擴散距離無明顯差異，而在垂直方向上差異明顯（或若干斑點在垂直方向擴散距離無明顯差異，而在水平方向上差異明顯）第三單元

細胞的能量供應和利用

第10講光合作用及綜合應用第2課時

光合作用的原理和應用

高中生物學2025屆一輪復習課例目錄考點二了解化能合成作用考點三考點一探索光合作用原理的部分實驗光合作用原理的綜合應用導入“第二次綠色革命”探索光合作用原理的部分實驗考點一活動1：閱讀教材，完成光合作用的過程

根據(jù)是否需要光能，將光合作用分為光反應和暗反應（碳反應）兩個階段。H+活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證年份科學家發(fā)現(xiàn)19世紀末—科學界普遍認為光合作用中的物質(zhì)變化如下：CO2C+O2甲醛C+H2OCH2OCH2O（CH2O）甲醛糖縮合判斷：你認為“甲醛說”合理嗎？請說出你的依據(jù)。CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2甲醛說活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證年份科學家發(fā)現(xiàn)1931年荷蘭微生物學家尼爾硫細菌也能將無機物轉(zhuǎn)化為有機物，其反應式如下：討論：（1）尼爾的發(fā)現(xiàn)是否支持“甲醛說”？

（2）比較二者反應式，你認為O2中的氧元素可能來自于哪種物質(zhì)？H2S+CO22S+（CH2O）+H2O硫細菌:H2O+CO2O2+（CH2O）植物:尼爾認為兩者有著共同的本質(zhì)。+H2O年份科學家發(fā)現(xiàn)19世紀末—光合作用產(chǎn)物O2中氧元素的來源：活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證光能葉綠體H2O+CO2O2+(CH2O)甲醛說尼爾假說小組討論：證明O2中氧元素的來源，有哪些思路和方法？年份科學家發(fā)現(xiàn)1941年美國科學家魯賓和卡門

活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證分析實驗的自變量、因變量和無關變量及結(jié)論分別是什么？自變量：標記物質(zhì)(H218O與C18O2)因變量：O2的相對分子質(zhì)量無關變量：小球藻濃度，光照強度等

結(jié)論：證明了光合作用中O2全部都來自H2O。注意：18O不具有放射性，不能通過檢測放射性追蹤O元素的去路。年份科學家發(fā)現(xiàn)1937年英國植物學家希爾

在離體葉綠體的懸浮液中加入Fe3+或其他氧化劑，但是提供CO2。

現(xiàn)象一：在光照下不合成有機物，可以釋放出氧氣。

現(xiàn)象二：Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+?；顒?：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證1.實驗能否說明O2的生成和糖類的生成是兩個相對獨立的反應？2.Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+，說明該過程存在哪種物質(zhì)？能。懸浮液中沒有CO2，糖類合成時需要CO2中的碳元素。Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+得到e-,肯定有物質(zhì)（NADP+）失去e-。年份科學家發(fā)現(xiàn)20世紀50年代中期-

（1）科學家們發(fā)現(xiàn)葉綠體中具有天然的電子受體NADP+，在光照下NADP+得到e-，和H+結(jié)合，生成NADPH。

（2）光反應吸收8mol光子，可貯存590kJ化學能，其中貯存在NADPH中的能量為220kJ?；顒?：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證此發(fā)現(xiàn)說明了什么？光反應過程光能轉(zhuǎn)化為NADPH和其他物質(zhì)中的化學能。年份科學家發(fā)現(xiàn)1954年美國科學家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)該過程總是與水的光解相伴隨。知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈2.電子(e－)經(jīng)過電子傳遞鏈：質(zhì)體醌→細胞色素b6f復合體→質(zhì)體藍素→光系統(tǒng)Ⅰ→鐵氧還蛋白→NADPH。1.光系統(tǒng)Ⅱ進行水的光解，產(chǎn)生氧氣和H＋和自由電子(e－)，光系統(tǒng)Ⅰ主要是介導NADPH的產(chǎn)生。知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈3.電子傳遞過程是高電勢到低電勢(光系統(tǒng)Ⅱ和Ⅰ中的電子傳遞由于光能的作用，從而逆電勢傳遞，這是一個吸能的過程)，因此，電子傳遞過程中釋放能量，質(zhì)體醌利用這部分能量將質(zhì)子(H＋)逆濃度從類囊體的基質(zhì)側(cè)泵入到囊腔側(cè)，從而建立了質(zhì)子濃度(電化學)梯度。知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈4.光系統(tǒng)Ⅱ在類囊體的囊腔側(cè)進行的水的光解產(chǎn)生質(zhì)子(H＋)以及在類囊體的基質(zhì)側(cè)H＋和NADP＋形成NADPH的過程，為建立質(zhì)子濃度(電化學)梯度也有所貢獻。5.類囊體膜對質(zhì)子是高度不通透的，因此，類囊體內(nèi)的高濃度質(zhì)子只能通過ATP合成酶順濃度梯度流出，而ATP合成酶利用質(zhì)子順濃度流出的能量來合成ATP。光解類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ(2)場所：(3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：(4)能量轉(zhuǎn)化：(1)概念：水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素NADPH的合成：ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADP++H++e-NADPH酶光能ATP和NADPH中活躍的化學能（一）光反應活動3：探究暗反應過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化年份科學家發(fā)現(xiàn)1964年以后美國科學家卡爾文用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機物的碳來自CO2。1.該實驗應用了哪些技術手段？2.該實驗結(jié)論是什么？同位素標記法、雙向紙層析法、顯微自顯影技術等。3.閱讀教材，闡明暗反應過程。（二）暗反應（卡爾文循環(huán)）(2)場所：(3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：(4)能量轉(zhuǎn)化：(1)概念：ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量CO2的固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C5

2C3酶ATP、NADPH中活躍的化學能

有機物中穩(wěn)定的化學能注：NADPH為C3還原提供還原劑和能量。項目光反應暗反應場所葉綠體_________________________條件___、色素、酶酶、_______________等物質(zhì)變化(1)水的光解(2)NADPH的合成(3)ATP的合成(1)CO2的固定(2)C3的還原(3)NADPH和ATP的分解

能量變化

聯(lián)系光反應為暗反應提供NADPH和ATP，暗反應為光反應提供NADP＋、ADP和Pi。類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)光NADPH、ATP水、ADP、Pi、NADP+、必有光CO2、C5，有無光均可掌握光合作用的原理掌握光合作用的原理1.是不是所有過程都需要酶的催化？2.暗反應有光無光都能進行？3.C3的還原過程中C3的去向？4.光反應產(chǎn)生的ATP主要作用？色素吸收光能不需要酶的催化。水的光解需要酶催化。若光反應停止，暗反應可持續(xù)進行一段時間，但時間不長。大部分C3重新生成了C5以保證CO2的固定能持續(xù)進行，少部分C3被合成了（CH2O）。光反應產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應，少數(shù)用于葉綠體中蛋白質(zhì)的合成等代謝活動。2.反應式CO2+H2O(CH2O)+O2葉綠體光能有機物原料產(chǎn)物場所能量1.概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。3.意義：太陽光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化，是生物圈得以維持運轉(zhuǎn)的基礎。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學途徑。光合作用的概念了解化能合成作用考點二活動：分析化能合成作用與光合作用的異同概念：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。實例：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量硝化細菌：1.化能合成作用的能量來源？2.該類微生物的同化作用類型？3.化能合成作用和光合作用的相同之處？無機物氧化釋放的化學能。自養(yǎng)型。都能將CO2和H2O等無機物合成有機物?！窘滩碾[性知識】源于必修1P106“小字部分”：光合作用和化能合成作用的比較。項目光合作用化能合成作用條件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等無機物產(chǎn)物

等有機物能量來源_____某些無機物氧化時釋放的能量生物種類綠色植物、藍細菌等

、硫細菌等糖類光能硝化細菌光合作用原理的綜合應用考點三活動1：分析光合作用的C、H、O元素轉(zhuǎn)移NADPH(C3H2O)14C3(14CH2O)18O2C3(CH218O)(1)元素的轉(zhuǎn)移途徑活動2：分析環(huán)境改變時各物質(zhì)的含量變化(1)“來源－去路”法:CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照減弱光照增強減少減少減少減少增加增加增加增加(2)模型法表示C3和C5等物質(zhì)含量變化①圖1中曲線甲表示

，曲線乙表示

。②圖2中曲線甲表示

，曲線乙表示

。③圖3中曲線甲表示

，曲線乙表示

。④圖4中曲線甲表示

，曲線乙表示

。C5、NADPH、ATP、（CH2O）C3C5、NADPH、ATP、（CH2O）C3C5、NADPH、ATPC3、（CH2O）C3、（CH2O）C5、NADPH、ATP活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程“二氧化碳人工合成淀粉”入選2021年度中國生命科學十大進展，中科院研究人員受到了自然光合作用的啟發(fā)，在太陽能分解水的技術上，開發(fā)出了高效的化學催化劑，再利用“光能→電能→化學能”的能量轉(zhuǎn)變方式，將二氧化碳固定還原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物(C1)。在這個步驟中，光能的能量轉(zhuǎn)化效率超過10%，遠超自然光合作用的能量利用效率(2%)。完整的人造淀粉合成代謝路線(ASAP)如圖所示：活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程1.圖示模擬的是光合作用的什么過程？人工合成淀粉過程和自然光合作用下關于二氧化碳的固定是否相同，為什么？提示暗反應；不相同；人工合成淀粉過程中二氧化碳固定還原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物，而自然光合作用下二氧化碳固定合成的是三碳化合物?；顒樱悍治觥癈O2人工合成淀粉”的過程2.圖中顯示CO2還原需要人工提供的能量來自__________。植物葉肉細胞中碳的還原所需要能量由

提供。3.在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉過程中糖類的積累量等于植物嗎？為什么？提示不等于；因為人工合成淀粉過程中沒有呼吸作用消耗糖類。H2、ATPNADPH、ATP活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程4.從生態(tài)環(huán)境的角度闡述人工合成淀粉的意義。提示有助于避免使用農(nóng)藥和化肥對環(huán)境等負面影響；從實現(xiàn)碳中和角度來說可以直接減少空氣中的CO2等。構(gòu)建概念圖光合作用的原理暗反應階段光反應階段場所條件底物、產(chǎn)物色素等場所條件底物、產(chǎn)物教材拾遺(1)P104“相關信息”：___是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，___是指五碳化合物——核酮糖－1,5-二磷酸(RuBP)。(2)P104“相關信息”：光合作用的產(chǎn)物有一部分是_____，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入

，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯?3)P103“相關信息”：水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH。NADPH的作用是什么？C3C5淀粉篩管提示：可作為暗反應的還原劑；儲備部分能量供暗反應利用。1.下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是AA.水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜B.NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC.產(chǎn)生的ATP可用于暗反應及其他消耗能量的反應D.電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)2.研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是()A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質(zhì)B.該反應體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C.類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D.與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素A3.希爾反應是測定葉綠體活力的常用方法。希爾反應基本原理：光照下，葉綠體釋放O2，同時氧化型DCIP（2,6-二氯酚靛酚）被還原，顏色由藍色變成無色。DCIP顏色變化引起的吸光率變化可反映葉綠體活力。研究小組利用菠菜葉進行了葉綠體活力的測定實驗?；卮鹣铝袉栴}：（1）制備葉綠體懸液：選取10g新鮮的菠萊葉加入研缽，研磨前加入適量的0.35mol/LNaCl溶液和pH7.8的酸堿緩沖液等；研磨成勻漿后，用紗布過濾，取濾液進行

，分離得到葉綠體；將葉綠體置于