高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第五單元第三部分光合作用

第五單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用——光合作用課程標(biāo)準(zhǔn)1、說明植物細(xì)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(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。2、探究實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離

探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響任務(wù)一：光合作用的過程及影響因素類囊體基粒葉綠體基質(zhì)色素H2OO2H+光解光能e-NADP+酶NADPHADP＋Pi酶ATPCO2光反應(yīng)C5C3多種酶參加催化（CH2O）暗反應(yīng)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果異常分析提取分離葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用葉綠體結(jié)構(gòu)葉綠體功能相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料1資料2結(jié)論恩格爾曼水綿實(shí)驗(yàn)三棱鏡實(shí)驗(yàn)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)光合作用的過程光合作用的概念及反應(yīng)式概念反應(yīng)式實(shí)質(zhì)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果異常分析提取分離葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用葉綠體結(jié)構(gòu)葉綠體功能相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料1資料2結(jié)論恩格爾曼水綿實(shí)驗(yàn)三棱鏡實(shí)驗(yàn)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)光合作用的過程光合作用的概念及反應(yīng)式光合作用的過程概念反應(yīng)式實(shí)質(zhì)過程模型實(shí)質(zhì)時(shí)間條件場(chǎng)所物質(zhì)轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化關(guān)系元素的轉(zhuǎn)移途徑CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2例1：卡爾文為了探明暗反應(yīng)中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，給植物提供14CO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至第5s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種C5和一種C6中，當(dāng)縮短時(shí)間到0.5s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種C3中，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．用14C標(biāo)記CO2的目的是追蹤C(jī)O2中的碳原子B．卡爾文通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究碳原子的轉(zhuǎn)移途徑C．若適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，則會(huì)檢測(cè)到更多種含l4C的化合物D．該實(shí)驗(yàn)研究暗反應(yīng)，因此應(yīng)該在黑暗環(huán)境中進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)D例2：光合作用的卡爾文循環(huán)可分為羧化、還原和再生3個(gè)階段，如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A．RuBP是一種五碳化合物B．圖中羧化表示CO2的固定過程C．CO2濃度突然降低，PGA/RuBP的

值減小D．卡爾文循環(huán)的3個(gè)階段均直接受光

反應(yīng)影響D知識(shí)拓展1：光合作用電子傳遞知識(shí)延伸1：環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化C5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP①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

。C3例：以下四圖為改變環(huán)境因素對(duì)光合作用物質(zhì)含量的影響曲線，試回答下列問題：知識(shí)延伸2：連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物量分析1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。2.在總光照時(shí)間相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。3.應(yīng)用：人工補(bǔ)光時(shí)，可適當(dāng)采用“光暗交替”策略，這樣，在提高光合產(chǎn)量的情況下，可大量節(jié)省能源成本。知識(shí)拓展2：化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。

2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量酶CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O21、探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)19世紀(jì)末普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)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年英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)希爾反應(yīng)，即離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)。1941年美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣來源于H2O1954年美國(guó)科學(xué)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。1928年捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果異常分析提取分離葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用葉綠體結(jié)構(gòu)葉綠體功能相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料1資料2結(jié)論恩格爾曼水綿實(shí)驗(yàn)三棱鏡實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)40年代美國(guó)科學(xué)家卡爾文探明了CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的任務(wù)二：光合作用的原理2、捕獲光能的色素海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？提示：有關(guān)。不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來的光所形成的，即紅藻反射出紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是短波長(zhǎng)的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。教材問題拓展1①水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多②綠藻吸收紅光和藍(lán)紫光較多③紅藻吸收藍(lán)紫光和綠光較多綠藻褐藻紅藻溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)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?yàn)樗梢允垢鞣N顏色的光通過；補(bǔ)充光源可選擇紅光或藍(lán)紫光，因?yàn)檫@種顏色的光植物光合作用吸收利用較多，更有利于植物進(jìn)行光合作用。教材問題拓展23、捕獲光能的結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜類囊體基粒葉綠體基質(zhì)有與光合作用有關(guān)的色素和酶，適合作為光合作用的場(chǎng)所。1880年：美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼用水綿和需氧細(xì)菌進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。

葉綠體功能探究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)緊接著，他又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。巧妙之處1.實(shí)驗(yàn)材料：水綿的葉綠體呈

分布，便于觀察。

需氧細(xì)菌可確定

的部位。2.沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了

的干擾。3.用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為

和

的

部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。4.臨時(shí)裝片局部曝光與完全暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

結(jié)果。螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照①提取綠葉中的色素任務(wù)三：探究實(shí)驗(yàn)1、綠葉中色素的提取和分離取稱取綠葉，剪碎加二氧化硅碳酸鈣無水乙醇增大摩擦，研磨得更充分防止研磨中色素被破壞溶解色素磨濾用單層尼龍布（不能用紗布或?yàn)V紙）濾及時(shí)用棉塞塞嚴(yán)（防止乙醇揮發(fā)，葉綠素氧化分解）②綠葉中色素的分離綠葉中色素在層析液(汽油)中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。這樣，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分開。（紙層析法）(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析:(2)濾紙條色素帶重疊：(3)濾紙條看不到色素帶:(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分;②使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少;③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素);

④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。①忘記畫濾液細(xì)線;②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。

忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析例．學(xué)生利用菠菜葉進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于各組操作不同，出現(xiàn)了下列四種不同的層析結(jié)果。下列分析不合理的是(

)A．出現(xiàn)甲圖所示結(jié)果的原因可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液B．出現(xiàn)乙圖所示結(jié)果可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入SiO2C．丙圖不可能是正確操作得到的結(jié)果D．出現(xiàn)丁圖所示結(jié)果一定是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3D2、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響光照：光是合成葉綠素的必要條件。故植物在黑暗條件下溫度：低溫抑制葉綠素的合成并促進(jìn)葉綠素的分解。冬天

綠葉中葉綠素由于低溫被破壞，葉片凸顯出類胡

蘿卜素的黃色。礦質(zhì)元素：葉綠素含有C、H、O、N、Mg。Mg是合成

葉綠素的原料，缺Mg會(huì)導(dǎo)致葉綠素不能成

而缺綠（發(fā)黃）。提示：由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡羅卜素的顏

色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色提示：低溫使葉綠素被破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。

同時(shí)產(chǎn)生大量的花青素。教材問題拓展3為什么植物春夏葉子翠綠?而深秋則葉片金黃呢？任務(wù)四：光合作用和呼吸作用綜合思考練習(xí)：若研究對(duì)象不是植物組織(綠色葉肉細(xì)胞)而是整株植物出現(xiàn)左面曲線圖時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的氣體交換在A點(diǎn)有何變化？捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果異常分析提取分離思考練習(xí)：夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線圖