《光合作用与能量转化》细胞的能量供应和利用PPT课件
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、光合作用概念和反应式
1.概念:绿色植物通过_______,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出_____的过程。
2.反应式:_______________________。
二、光合作用探究历程
1.19世纪末,科学界普遍观点:C与H2O结合成_____。
2.1928年:甲醛不能通过光合作用转化成___。
3.1937年,英国希尔:离体叶绿体在适当条件下可产生_____。
4.1941年,鲁宾和卡门:研究了光合作用中_____的来源(氧气来源于H2O)。
5.1954年,美国阿尔农:光照下,叶绿体可合成____;
1957年:这一过程总是与水的光解相伴随。
三、光合作用的过程
1.写出图中序号代表的物质或过程:
2.光反应阶段:
(1)场所:叶绿体的___________。
(2)条件:___、_____和有关的___。
(3)物质变化:
①水的光解:H2O ____+_______
②ATP的合成:ADP+Pi+能量 ____。
(4)能量变化:将_____转变为活跃的_______。
3.暗反应阶段:
(1)场所:叶绿体内的___________中。
(2)条件:___的催化。
(3)物质变化:
①CO2的固定:CO2+C5_____2C3
②C3的还原:C3 __________ (CH2O)
C3 __________ C5
(4)能量变化:____中活跃的化学能转变为有机物中_____________。
【激疑】
(1)在无光条件下,暗反应能否长期进行?
提示:在无光条件下,光反应不能进行,光反应的产物ATP和NADPH减少,不能满足暗反应的需求,暗反应将停止进行。
(2)若暗反应停止,光反应能否持续进行?
提示:暗反应停止,光反应产生的ATP和NADPH积累过多,抑制光反应的进行。
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光合作用与能量转化PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
知识点一 光合作用的探究历程
1.希尔实验:
(1)实验过程:离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气。
(2)实验结论:在适当条件下叶绿体产生氧气。
2.鲁宾和卡门实验:
相互对照(条件相同的两组材料,分别标记不同的物质:
一组为 ,另一组为C18O2)。
3.阿尔农实验:
光照下叶绿体合成ATP,这一过程与水的光解相伴随。
【思考·讨论】
希尔实验说明水光解可以产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧全部来自水?为什么?(科学思维)
提示:不能。叶绿体内还有其他含有氧元素的物质,不能确定氧元素全部来自水。
【素养案例】
美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.kamen)用18O分别标记H2O和CO2中的氧,进行光合作用实验。该实验证明了( )
A.光合作用制造了有机物
B.光合作用需要利用根系吸收的水分
C.光合作用生成的氧来自水
D.光合作用吸收的二氧化碳来自大气
【解析】选C。美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2中的氧,进行光合作用实验。实验过程中,发现如果用18O标记H2O,光合作用释放的氧气中含有18O;用18O标记CO2,光合作用释放的氧气中没有18O。科学家通过相互对照实验,证明了光合作用生成的O2中的氧来自H2O。
【素养·迁移】
下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后,以下相关实验比较不正确的是( )
A.Y2的质量大于Y3的质量
B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量
D.试管①的质量大于试管②的质量
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知识点二 光合作用的过程
1.光反应与暗反应的比较:
(1)区别:
(2)联系:
①光反应为暗反应提供两种重要物质:NADPH和ATP,
NADPH既可作还原剂,又可提供能量;暗反应为光反应提供三种物质:ADP、Pi以及NADP+。
②暗反应有光无光都能进行。若光反应停止,暗反应可持续进行一段时间,但时间不长,故晚上一般认为只进行呼吸作用,不进行光合作用。
2.光合作用过程中的物质变化:
(1)光合作用过程中C、O元素转移途径:
(2)光合作用总反应式与C、H、O元素的去向:
3.光照和CO2浓度变化对细胞中C3、C5含量的影响:
(1)理论依据:细胞中C3的含量取决于C3的生成速率和C3的消耗速率。C3的生成通过CO2的固定实现,C3的消耗通过C3的还原实现,如图所示:由C5+CO2→2C3可知,细胞中C3、C5的含量变化相反。
(2)实例分析:
【思考·讨论】
1.若给植物提供____,一段时间后能否在植物体内的有机物中发现18O?试说明原因。(生命观念)
提示:____ 参与有氧呼吸第二阶段,可形成C18O2,C18O2参与光合作用,可形成含有18O的有机物。
2.光合作用中的还原剂和细胞呼吸中的还原剂是否相同,完成下表:(科学思维)
【素养案例】
阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”,如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化,据此正确的分析是( )
A.光斑照射前,光合作用无法进行
B.光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加
C.光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用
D.光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱
【解题导引】
(1)图示信息:
①光斑照射前有氧气的释放和二氧化碳的吸收。
②光斑照射后氧气的释放速率和二氧化碳吸收速率增加不同步。
③光斑移开后,氧气的释放速率和二氧化碳吸收速率减弱不同步。
(2)关键知识:光合作用总反应式中,氧气的释放量和二氧化碳吸收量相等。
【解析】选C。光斑照射前,有氧气释放,说明植物细胞在进行光合作用,A项错误;光斑照射后,光反应迅速增加,而暗反应没有相应增加,二者不同步,B项错误;光斑照射后,一开始光反应远高于暗反应,然后光反应逐渐减弱,与暗反应保持一致,因此可以看出,暗反应限制了光反应的进行,C项正确;光斑移开后,光反应迅速减弱,而暗反应过一段时间后才减弱,二者不同步,D项错误。
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