高中生物總復(fù)習(xí)第12講能量之源光與光合作用課件省公開課一等獎新名師獲獎?wù)n件

第12講能量之源——光與光合作用（同位素標(biāo)識法試驗(yàn)應(yīng)用、探究影響光合作用環(huán)境原因）第1頁第2頁一、捕捉光能色素和場所1．光合色素(1)光合色素種類：葉綠體中光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩類。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑中。葉綠素a呈藍(lán)綠色；葉綠素b呈黃綠色。類胡蘿卜素包含胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色。(2)功效：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素則主要吸收藍(lán)紫光。(3)色素與吸收光譜第3頁第4頁2．葉綠體結(jié)構(gòu)

(1)葉綠體結(jié)構(gòu)：以下列圖，由外膜、內(nèi)膜、葉綠體基質(zhì)和基粒(由類囊體組成)組成，與光合作用相關(guān)酶分布于基粒類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體薄膜上，所以光反應(yīng)場所是類囊體薄膜。第5頁(2)葉綠體擴(kuò)大反應(yīng)面積方式是類囊體薄膜疊加形成基粒。

(3)功效：葉綠體是進(jìn)行光合作用場所。

(4)分布：葉綠體主要分布在植物葉肉細(xì)胞和幼嫩皮層細(xì)胞。在高等植物中，尤其是在被子植物中，葉綠體在細(xì)胞質(zhì)中位置隨光照強(qiáng)度而改變，在強(qiáng)光下，葉綠體以窄面受光，防止過強(qiáng)光照對葉綠體傷害，在弱光下，以寬面受光，以接收更多光能。第6頁【例1】下列圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功效示意圖，請據(jù)圖判斷以下相關(guān)說法中不正確是(

)C第7頁

A．光合作用光反應(yīng)在圖中A處進(jìn)行，必須在有光條件下進(jìn)行

B．光合作用過程中釋放O2來自于H2OC．光合作用暗反應(yīng)在圖中B處進(jìn)行，必須在無光條件下進(jìn)行

D．光合作用過程中CO2被固定并還原成圖中甲物質(zhì)

【解析】本題主要考查光合作用場所。光合作用暗反應(yīng)反應(yīng)條件是不需要光，有光無光均可進(jìn)行。先看懂圖，然后結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題。第8頁

二、“綠葉中色素提取和分離”試驗(yàn)

1．試驗(yàn)原理

(1)色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中色素。

(2)各種色素在層析液中溶解度不一樣，溶解度高隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。第9頁2．方法步驟(1)提取色素①稱取綠葉②剪碎③研磨：加入少許SiO2、CaCO3和10mL無水乙醇④過濾：漏斗基部放一塊單層尼龍布⑤搜集濾液(2)制備濾紙條①長與寬略小于試管，在一端剪去兩角②在距剪去兩角一端1cm處畫鉛筆線

第10頁(3)畫濾液細(xì)線①沿鉛筆線畫一條直且均勻?yàn)V液細(xì)線②干燥后，再畫一兩次

(4)色素分離

將濾紙條插入有3mL層析液試管中，有濾液細(xì)線一端朝下

第11頁(5)觀察結(jié)果：濾紙條上色素帶有四條，如圖：

第12頁3．試驗(yàn)中幾個(gè)化學(xué)試劑作用

(1)無水乙醇用于提取綠葉中色素。

(2)層析液用于分離綠葉中色素。

(3)二氧化硅可增加杵棒與研缽間摩擦力，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使研磨充分。

(4)碳酸鈣可預(yù)防研磨過程中色素被破壞。第13頁

4．試驗(yàn)中注意事項(xiàng)

(1)選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深綠葉片，以確保含有較多色素。

(2)提取色素：研磨要快速、充分，且加入各物質(zhì)量要成百分比，以確保提取較多色素和色素濃度適宜。

(3)畫濾液細(xì)線：用力要均勻，快慢要適中。濾液細(xì)線要細(xì)、直，且干燥后重復(fù)畫一兩次，使濾液細(xì)線現(xiàn)有較多色素，又使各色素?cái)U(kuò)散起點(diǎn)相同。

(4)色素分離：濾液細(xì)線不要觸及層析液，不然濾液細(xì)線中色素分子將溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。第14頁5．色素提取液呈淡綠色原因分析

(1)研磨不充分，色素未能充分提取出來。

(2)稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小。

(3)未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。第15頁【例2】(1)甲同學(xué)利用新鮮玉米綠色葉片進(jìn)行“葉綠體中色素提取和分離”試驗(yàn)，在濾紙上出現(xiàn)了四條清楚色素帶，其中呈黃綠色色素帶為__________。

(2)該同學(xué)改變層析液組成后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，濾紙條上只出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上色素，濃縮后用一分析儀器檢測，經(jīng)過分析色素溶液__________來判斷條帶色素種類。第16頁

(3)試驗(yàn)結(jié)束幾天后，乙、丙兩同學(xué)發(fā)覺部分預(yù)留葉片已變黃。乙同學(xué)認(rèn)為這是由葉片中一些色素降解所造成，丙同學(xué)則認(rèn)為是由一些色素含量增加所造成。依據(jù)所學(xué)知識，你將怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)來判斷兩位同學(xué)觀點(diǎn)是否正確？________________________________________________________________________。第17頁【解析】(1)葉綠體中四種色素及其顏色分別是：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。

(2)不一樣色素吸收光譜不一樣。據(jù)此可用光譜分析儀來判斷色素種類。

(3)經(jīng)過設(shè)計(jì)對照試驗(yàn)來探究發(fā)黃葉片中一些色素是否因降解而降低，一些色素是否含量增加。對照組選取正常未發(fā)黃葉片，試驗(yàn)組選取已變黃葉片，經(jīng)過提取分離這兩種葉片中色素，比較各種色素含量，得出結(jié)論。第18頁

【答案】

(1)葉綠素b

(2)吸收光譜

(3)從預(yù)留葉片中挑選出足量、分量相等、大小相近已變黃葉片和還未變黃葉片為試驗(yàn)材料，在相同條件下，再次進(jìn)行色素提取和分離試驗(yàn)，測定和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，比較這兩種葉片各種色素組成及含量后，得出結(jié)論

第19頁1．光合作用探究歷程中幾個(gè)主要試驗(yàn)分析

(1)普利斯特利試驗(yàn)

密閉玻璃罩＋綠色植物＋①缺乏空白對照，試驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng)，應(yīng)將點(diǎn)燃蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于密閉玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。②沒有認(rèn)識到光在植物更新空氣中作用，而將空氣更新歸因于植物生長。③限于當(dāng)初科學(xué)發(fā)展水平限制，沒有明確植物更新氣體成份。

三、光合作用探究歷程第20頁(2)薩克斯試驗(yàn)

黑暗中饑餓處理綠葉①設(shè)置了本身對照，自變量為曝光和遮光，因變量是顏色改變(有沒有淀粉生成)。②試驗(yàn)關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了試驗(yàn)說服力。為了使試驗(yàn)結(jié)果更顯著，在用碘處理之前應(yīng)用熱酒精對葉片進(jìn)行脫綠處理。③本試驗(yàn)除證實(shí)了光合作用產(chǎn)物有淀粉外，還證實(shí)光是光合作用必要條件。第21頁(3)魯賓和卡門試驗(yàn)

①設(shè)置了對照試驗(yàn)，自變量是標(biāo)識物質(zhì)(HO和C18O2)，因變量是O2放射性。②魯賓和卡門同位素標(biāo)識法能夠追蹤C(jī)O2和H2O中C、H、O等元素在光合作用中轉(zhuǎn)移路徑。第22頁【例3】光合作用能否放出O2，可觀察倒置裝滿水試管中有沒有氣泡產(chǎn)生來驗(yàn)證。結(jié)合給出三個(gè)倒置試管，此驗(yàn)證性試驗(yàn)最正確設(shè)計(jì)應(yīng)為(

)A．只有a試管

B．a(chǎn)試管和b試管

C．a(chǎn)試管和c試管

D．b試管和c試管C 第23頁

【解析】本題經(jīng)過試驗(yàn)設(shè)計(jì)形式主要考查光合作用認(rèn)識過程。題中試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是驗(yàn)證光合作用能否放出O2，所以自變量是光合作用，有光合作用一組為試驗(yàn)組，沒有光合作用一組為對照組。這么，只有a、c兩試管符合對照條件。

第24頁

四、光合作用過程

1．總反應(yīng)式：

2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較：

比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并放出O2同化CO2形成有機(jī)物時(shí)間短促，以微秒計(jì)較遲緩條件需葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，需要各種酶第25頁比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所在葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行在葉綠體內(nèi)基質(zhì)中進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)換光能→活躍化學(xué)能，并儲存在ATP和[H]中ATP中活躍化學(xué)能→(CH2O)中穩(wěn)定化學(xué)能續(xù)表第26頁續(xù)表比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)圖解關(guān)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]、能量ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi②沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成第27頁3.當(dāng)條件改變時(shí)，C3、C5、ATP、[H]含量改變停頓光照CO2供給不變突然光照CO2供給不變光照不變停頓CO2供給光照不變CO2大量供給C3增加降低降低增加C5降低增加增加降低ATP和[H]降低增加增加降低第28頁【例4】將單細(xì)胞綠藻置于25℃、適宜光照和充分CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然停頓光照，發(fā)覺綠藻體內(nèi)三碳化合物含量突然上升，這是因?yàn)?

)①光反應(yīng)仍在進(jìn)行，形成[H]和ATP

②光反應(yīng)停頓，不能形成[H]和ATP

③暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2和五碳化合物結(jié)合，繼續(xù)形成三碳化合物④光反應(yīng)停頓，因?yàn)闆]有[H]和ATP供給，三碳化合物不能形成葡萄糖，積累了許多三碳化合物

A．①②③

B．②③④

C．①④

D．②③

B 第29頁

【解析】本題主要考查光照強(qiáng)度對C3含量影響。若突然停頓光照，光反應(yīng)停頓，ATP和[H]合成停頓，C3消耗降低，積累增加。而與此同時(shí)，暗反應(yīng)依然在進(jìn)行，C3積累深入增加。凡是包括光照和CO2濃度改變對植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)合成量影響題目，一定要既考慮起源，又考慮去路。

第30頁

五、影響光合作用原因及光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用

1．光照強(qiáng)度(1)曲線分析(如右圖)A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。

第31頁AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐步增強(qiáng)，CO2釋放量逐步降低，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。

B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長)，B點(diǎn)所表示光照強(qiáng)度稱為光賠償點(diǎn)。

BC段：表明伴隨光照強(qiáng)度不停加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不停加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所表示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。

第32頁(2)應(yīng)用：陰生植物B點(diǎn)前移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所表示，間作套種農(nóng)作物種類搭配，林帶樹種配置，可合理利用光能；適當(dāng)提升光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。第33頁2．CO2濃度

(1)曲線分析(以下列圖)：圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加

第34頁圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)CO2濃度，即CO2賠償點(diǎn)；圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2最低濃度。圖1和圖2中B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。(2)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能夠經(jīng)過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提升光能利用率

第35頁3．溫度

(1)曲線分析(以下列圖)：溫度主要是經(jīng)過影響與光合作用相關(guān)酶活性而影響光合作用速率。

(2)應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提升溫度，也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提升光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，確保植物有機(jī)物積累。

第36頁

4．必需元素供給對光合速率影響

(1)曲線分析(以下列圖)：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素供給，可提升光合作用速率，但當(dāng)超出一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而造成植物滲透失水而萎蔫。

(2)應(yīng)用：依據(jù)作物需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可提升農(nóng)作物產(chǎn)量。

第37頁5．水分供給對光合作用速率影響

(1)影響：水是光合作用原料，缺水既可直接影響光合作用，又會造成葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。

(2)應(yīng)用：依據(jù)作物需水規(guī)律合理澆灌。第38頁

【例5】如圖所表示1～4四種試驗(yàn)條件下，測定了不一樣光照強(qiáng)度對光合作用速率影響。從以下試驗(yàn)可知，限制試驗(yàn)2、試驗(yàn)3和P點(diǎn)光合作用速率原因分別是(

)A．光照強(qiáng)度；CO2濃度；溫度B．溫度；CO2濃度；光照強(qiáng)度

C．CO2濃度；溫度；光照強(qiáng)度D．溫度；光照強(qiáng)度；CO2濃度B 第39頁

【解析】本題主要考查環(huán)境原因?qū)夂献饔脧?qiáng)度影響。由圖可知，P點(diǎn)以前，光照增強(qiáng)，光合速率增加，所以P點(diǎn)時(shí)限制因子是光照強(qiáng)度；比較試驗(yàn)1和試驗(yàn)2，在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)，試驗(yàn)1光合速率之所以比試驗(yàn)2高在于溫度高，因而限制試驗(yàn)2原因是溫度；比較試驗(yàn)1和試驗(yàn)3，在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)，試驗(yàn)1光合速率之所以比試驗(yàn)3高在于CO2濃度高，因而限制試驗(yàn)3原因是CO2濃度。第40頁

六、光合作用與有氧呼吸比較

1．區(qū)分與聯(lián)絡(luò)

第41頁光合作用有氧呼吸代謝類型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)物質(zhì)改變無機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物能量改變光能→化學(xué)能(儲能)化學(xué)能→ATP、熱能(放能)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲存能量分解有機(jī)物、釋放能量場所葉綠體活細(xì)胞(主要在線粒體)條件只在光下進(jìn)行有光、無光都能進(jìn)行[H]起源光反應(yīng)中水光解第一階段從葡萄糖到丙酮酸及第二階段丙酮酸和H2O分解產(chǎn)生第42頁續(xù)表光合作用有氧呼吸[H]去路作為還原劑用于暗反應(yīng)階段中還原C3形成(CH2O)和C5用于第三階段還原O2產(chǎn)生H2O，同時(shí)釋放大量能量ATP起源光反應(yīng)階段ATP合成所需能量來自色素吸收太陽光能第一、二、三階段均產(chǎn)生，第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機(jī)物氧化分解ATP去路用于暗反應(yīng)階段C3還原，以穩(wěn)定化學(xué)能形式儲存于有機(jī)物中作為能量通貨用于各項(xiàng)生命活動聯(lián)絡(luò)第43頁

2.光合作用與細(xì)胞呼吸計(jì)算

(1)光合作用速率表示方法：通常以一定時(shí)間內(nèi)CO2等原料消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物生成數(shù)量來表示。

(2)呼吸速率表示方法：將植物置于黑暗中，試驗(yàn)容器中CO2增加量、O2降低許或有機(jī)物降低許，即表示呼吸速率。

(3)以下列圖，葉綠體內(nèi)光合作用產(chǎn)物O2和有機(jī)物首先滿足同一細(xì)胞內(nèi)線粒體進(jìn)行細(xì)胞呼吸需要，若有多出再排出細(xì)胞外，即d＝e＋g；或不夠再從細(xì)胞外第44頁取得，即g＝d＋f。而線粒體細(xì)胞呼吸產(chǎn)物CO2也首先滿足同一細(xì)胞內(nèi)葉綠體進(jìn)行光合作用需要，若有多出再排出細(xì)胞外，即h＝c＋a；或不夠再從細(xì)胞外取得，即c＝b＋h。第45頁

所以，光照下有機(jī)物凈積累量可用下式來表示：凈積累量＝總合成量－呼吸量。

一晝夜有機(jī)物積累量(用CO2量表示)可用下式表示：積累量＝白天從外界吸收CO2總量－晚上呼吸釋放CO2量。

應(yīng)用指南：將離體葉片培養(yǎng)在NaHCO3溶液中，分別測定黑暗和光照下溶液pH改變或借助酸堿指示劑顏色改變，能夠驗(yàn)證光合作用吸收CO2和細(xì)胞呼吸釋放CO2。第46頁【例6】采取黑—白瓶(不透光—可透光瓶)法測定池塘群落各深度日代謝平均氧濃度改變，結(jié)果以下表。請據(jù)表分析，該池塘一晝夜生產(chǎn)氧氣量和消耗氧氣量各為多少(單位：g·m－2)(

)

A.9、7B．8、7C．8、11D．5、11B第47頁

【解析】本題主要考查光合作用與細(xì)胞呼吸計(jì)算。碰到光合作用與細(xì)胞呼吸計(jì)算題，首先判斷題中已知量指是總生成量還是凈積累量，這是解題關(guān)鍵，若判斷不清，結(jié)果必定錯(cuò)誤。然后再依據(jù)總量與凈積累量關(guān)系式就很快得到結(jié)果。表中白瓶量即為凈積累量，黑瓶量為呼吸消耗量，題中所問池塘中氧氣生產(chǎn)量和消耗量是指整個(gè)池塘，包含各個(gè)深度，所以，計(jì)算結(jié)果應(yīng)是各深度之和。另外，這里很顯著氧氣生產(chǎn)量指是總生成量，而不是凈積累量。表中各深度黑瓶中呼吸消耗量為7，白瓶中凈積累量為1，所以總生成量為8。

第48頁

七、化能合成作用

1．概念：一些細(xì)菌利用體外環(huán)境中一些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放能量來制造有機(jī)物合成作用。

2．實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3時(shí)所釋放化學(xué)能，將CO2和H2O合成為糖類。第49頁

3．自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物

(1)自養(yǎng)生物：綠色植物和硝化細(xì)菌都能將無機(jī)物合成為有機(jī)物，所以屬于自養(yǎng)生物。

(2)異養(yǎng)生物：人、動物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成有機(jī)物來維持本身生命活動，屬于異養(yǎng)生物。

4．綠色植物和硝化細(xì)菌在代謝方面異同點(diǎn)

(1)相同點(diǎn)：都能將無機(jī)物合成為有機(jī)物，都屬于自養(yǎng)生物。

(2)不一樣點(diǎn)：綠色植物是利用光能合成有機(jī)物，硝化細(xì)菌則是利用化學(xué)能合成有機(jī)物。第50頁【例7】下列圖示生物體部分代謝過程，以下相關(guān)分析正確是(

)A．過程①只能在植物細(xì)胞葉綠體中進(jìn)行

B．過程②需要酶只存在于線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)中

C．能進(jìn)行過程③生物無核膜但屬于生產(chǎn)者

D．②和④過程只能發(fā)生于不一樣細(xì)胞中C第51頁

【解析】本題主要考查光合作用、細(xì)胞呼吸和化能合成作用等知識點(diǎn)，含有較強(qiáng)綜合性。過程①表示將CO2和H2O合成有機(jī)物，能夠在植物細(xì)胞葉綠體中進(jìn)行也能夠在含光合色素原核生物中進(jìn)行；過程②是將(CH2O)徹底分解，屬于有氧呼吸全過程，場全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也有線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)；過程③是硝化細(xì)菌利用氧化NH3取得化學(xué)能合成有機(jī)物過程，屬于化能合成作用；過程④是無氧呼吸產(chǎn)生酒精過程。有氧呼吸和無氧呼吸可發(fā)生于同一細(xì)胞中。

第52頁1．沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)就無法進(jìn)行，所以無光條件下植物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成，生命活動也就不能連續(xù)進(jìn)行。2．色素只存在于光反應(yīng)部位——葉綠體類囊體薄膜上，但光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶參加，所以與光合作用相關(guān)酶存在于兩個(gè)部位——葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，但暗反應(yīng)所需酶種類多、數(shù)量多。第53頁3．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種主要物質(zhì)：[H]和ATP，[H]既作還原劑又可提供能量；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供兩種物質(zhì)：ADP和Pi，注意其產(chǎn)生位置和移動方向。第54頁第55頁一、理論歸納(一)同位素標(biāo)識法試驗(yàn)應(yīng)用1．概述用同位素標(biāo)識化合物，讓它們一起運(yùn)動、遷移，再用探測儀器進(jìn)行追蹤，能夠搞清化學(xué)反應(yīng)詳細(xì)過程方法。2．方法應(yīng)用用來研究細(xì)胞內(nèi)元素或化合物起源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功效、化學(xué)物質(zhì)改變、反應(yīng)機(jī)理等。第56頁3．應(yīng)用分析(1)標(biāo)識某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移路徑。如用18O標(biāo)識，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)識C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2；證實(shí)光合作用產(chǎn)生氧氣中氧原子全部來自于H2O，而不是來自CO2。(2)標(biāo)識特征元素，探究化合物作用。如T2噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)中，用32P標(biāo)識噬菌體DNA，大腸桿菌內(nèi)發(fā)覺放射性物質(zhì)；35S標(biāo)識蛋白質(zhì)，大腸桿菌內(nèi)未發(fā)覺放射性物質(zhì)；證實(shí)了DNA是噬菌體遺傳物質(zhì)。第57頁(3)標(biāo)識特征化合物，探究詳細(xì)生理過程，碩士物學(xué)原理。如用3H標(biāo)識亮氨酸，探究分泌蛋白分泌過程；用3H標(biāo)識胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中染色體改變規(guī)律；用15N標(biāo)識DNA，證實(shí)了DNA復(fù)制特點(diǎn)是半保留復(fù)制。(二)探究影響光合作用環(huán)境原因1．試驗(yàn)設(shè)計(jì)思緒分析第58頁第59頁2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)示例——探究光照強(qiáng)度對光合作用影響(1)試驗(yàn)流程第60頁(2)試驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，伴隨光照強(qiáng)度不停增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不停增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生O2多，浮起多)。第61頁二、演練

1.光合作用是地球上最主要化學(xué)反應(yīng)。同位素標(biāo)識法引入，為探尋和建立光合作用化學(xué)反應(yīng)過程，作出了巨大貢獻(xiàn)。(1)1939年，魯賓和卡門用同位素標(biāo)識法追蹤光合作用中O2起源。第62頁魯賓和卡門用和普通CO2進(jìn)行小球藻光合作用試驗(yàn)①(見圖A)，結(jié)果放出O2含有放射性。若用C18O2和普通H2O進(jìn)行光合作用試驗(yàn)②(見圖B)，結(jié)果產(chǎn)生O2不含有放射性。綜合試驗(yàn)①、②，可取得結(jié)論是

。光合作用釋放O2起源于H2O，而不是CO2

(2)美國科學(xué)家卡爾文用同位素標(biāo)識法來追蹤C(jī)O2是怎樣轉(zhuǎn)變成碳水化合物。①卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，光照一定時(shí)間(從1秒到數(shù)分鐘)后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。試驗(yàn)發(fā)覺，僅僅30秒時(shí)間，二氧化碳已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許各種類化合物。第63頁想要探究CO2轉(zhuǎn)化成第一個(gè)產(chǎn)物是什么，可能試驗(yàn)思緒是

?？s短光照時(shí)間，當(dāng)檢測到帶放射性有機(jī)化合物只有一個(gè)時(shí)，這個(gè)化合物就是第一個(gè)產(chǎn)物②試驗(yàn)發(fā)覺，在光照下物質(zhì)A和物質(zhì)B濃度很快到達(dá)飽和并保持穩(wěn)定。此時(shí)突然中止CO2供給，A、B物質(zhì)改變?nèi)鐖DC所表示。以上試驗(yàn)說明，固定二氧化碳化合物是

，二氧化碳轉(zhuǎn)化第一個(gè)產(chǎn)物是。BA第64頁

【解析】魯賓和卡門用同位素標(biāo)識法證實(shí)了光合作用釋放O2起源于H2O，而不是CO2。突然中止CO2供給，增加B物質(zhì)是C5，而降低A物質(zhì)是C3。第65頁2.(·南京模擬)以下是某生物興趣小組進(jìn)行光合作用試驗(yàn)：利用打孔器對爬山虎和石榴幼嫩葉片打孔，獲取一批直徑為0.8cm葉圓片。設(shè)法使葉圓片細(xì)胞間隙中氣體排出、葉圓片沉到蒸餾水底部，置于黑暗處待用。取4支試管，按下表中“處理”步驟操作，之后將4支試管同時(shí)置于60W白熾燈下，各試管與白熾燈距離均為20cm，觀察葉圓片上浮情況。試驗(yàn)結(jié)果見下表中“結(jié)果”。第66頁第67頁續(xù)表第68頁請分析回答以下問題：(1)試解釋2號和4號試管中葉圓片上浮原因：

。(2)試解釋1號和3號試管中葉圓片到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)仍淹沒水底原因：

。在適宜條件下葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放O2多于有氧呼吸消耗O2，葉細(xì)胞間隙中O2增加，使葉圓片浮力增大蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉圓片不能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不變(3)為何不一樣植物葉圓片在相同條件下上浮所需時(shí)間不一樣？有同學(xué)認(rèn)為是因?yàn)椴灰粯又参锶~圓片質(zhì)量不一樣，有同學(xué)認(rèn)為是因?yàn)椴灰粯又参锕夂献饔盟俾什灰粯?，有同學(xué)認(rèn)為是因?yàn)椴灰粯又参锶~細(xì)胞間第69頁隙大小不一樣(細(xì)胞間隙越大積聚氣體速度越快)。同學(xué)們利用電子天平測量相同數(shù)量爬山虎和石榴葉圓片質(zhì)量，發(fā)覺二者等重。那么，應(yīng)怎樣針對上述問題展開深入探究呢？假如你是小組組員，請你簡明說明試驗(yàn)思緒。①

；②

。取相同質(zhì)量、相同生長情況爬山虎和石榴新鮮葉片，置于密閉透明玻璃容器中，在相同適宜光照、溫度等條件下測定其各自CO2吸收速率(或者O2釋放速率)，并進(jìn)行比較取兩種植物葉片做成切片，在顯微鏡下觀察其各自葉橫切面，比較二者葉細(xì)胞間隙大小第70頁

【解析】當(dāng)葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放O2多于有氧呼吸消耗O2，葉細(xì)胞間隙中O2增加，使葉圓片浮力增大，葉圓片上浮。1號和3號試管中葉圓片在蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉圓片不能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不變，仍會淹沒水底?？山?jīng)過測定兩種植物葉片光合作用速率和用顯微鏡觀察兩植物葉片細(xì)胞間隙大小給予驗(yàn)證。第71頁第72頁

1.(·全國)將生長狀態(tài)一致同一品種玉米植株分為甲、乙兩組，甲組培養(yǎng)在適宜光照條件下，其葉維管束鞘細(xì)胞中有淀粉積累；乙組培養(yǎng)在光照較弱條件下，其葉維管束鞘細(xì)胞中沒有檢測到淀粉。乙組未檢測到淀粉原因是()A．葉片不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用B．葉片光合作用強(qiáng)度低，沒有淀粉積累C．維管束鞘細(xì)胞沒有與淀粉合成相關(guān)酶D．維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體，不能進(jìn)行光合作用B第73頁玉米是C4植物，淀粉是在維管束鞘細(xì)胞中合成。只有在光合速率大于呼吸速率時(shí)，葉片中才有淀粉積累。乙組葉維管束鞘細(xì)胞中沒有檢測到淀粉原因是弱光條件下葉片光合作用強(qiáng)度低，沒有淀粉積累。

【解析】第74頁2.(·海南)以下關(guān)于葉綠體描述，錯(cuò)誤是()A．基粒由類囊體堆疊而成

B．葉綠體被膜由雙層膜組成

C．暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜

D．類囊體膜上含有葉綠素和酶C第75頁【解析】許多類囊體像圓盤一樣疊在一起，稱為基粒，組成基粒類囊體，叫做基粒類囊體，組成內(nèi)膜系統(tǒng)基粒片層。葉綠體被膜為雙層膜組成，A、B對。在暗反應(yīng)中，葉綠體利用光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和[H]這兩個(gè)高能化合物分別作為能源和還原動力將C3還原，使之轉(zhuǎn)變成葡萄糖，因?yàn)檫@一過程不需要光所以稱為暗反應(yīng)。CO2固定反應(yīng)開始于葉綠體基質(zhì)，結(jié)束于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。所以C錯(cuò)。第76頁

3.(·新課標(biāo))在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中某植物快速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度改變趨勢以下列圖。第77頁回答下列問題：(1)圖中物質(zhì)A是

(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2濃度為1%環(huán)境中，物質(zhì)B濃度比A低，原因是

。將CO2濃度從1%快速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高原因是

。(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A濃度將比B

(低、高)。C3化合物暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已到達(dá)穩(wěn)定，即C3和C5化合物含量穩(wěn)定。依據(jù)暗反應(yīng)特點(diǎn)，此時(shí)C3化合物含量是C5化合物2倍當(dāng)CO2濃度突然降低時(shí)，C5化合物合成速率不變，消耗速率卻減慢，造成C5化合物積累高第78頁【解析】(1)一個(gè)CO2和一個(gè)C5結(jié)合生成兩個(gè)C3，細(xì)胞中C3化合物含量是C5化合物2倍，A相對濃度高于B，所以A是C3化合物。當(dāng)外界CO2濃度下降時(shí)，A含量快速下降，也可判斷出A是C3化合物。(2)一個(gè)CO2和一個(gè)C5結(jié)合生成兩個(gè)C3，細(xì)胞中C3化合物含量是C5化合物2倍。外界CO2濃度下降，C3化合物還原正常進(jìn)行，C5化合物合成速率不變，不過CO2固定減慢，所以C5化合物積累。(3)即使外界CO2濃度低，但暗反應(yīng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，各種化合物百分比不變，細(xì)胞中C3化合物含量是C5化合物2倍。(4)外界CO2濃度低，經(jīng)過固定生成C3化合物少，對應(yīng)C3化合物還原需要光反應(yīng)產(chǎn)物即ATP和[H]也少。(4)CO2濃