高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 【高效課堂精研精講】光合作用的過程及拓展

光合作用（二）光合作用的原理【教學(xué)過程】1.高考題引入2.課堂教學(xué)內(nèi)容3.隨堂演練，拓展知識(shí)光合作用探索光合作用過程光暗反應(yīng)的聯(lián)系4.畫出本節(jié)框架圖（課下作業(yè)）一.體驗(yàn)一下高考題吧(2021·全國(guó)乙，29節(jié)選)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有_________________________________________，光合作用所需的CO2來(lái)源于蘋果酸脫羧和_________釋放的CO2。

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。（P102）

這一過程可以用下面的化學(xué)反應(yīng)式來(lái)概括，其中(CH2O)表示糖類。二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)①

19世紀(jì)末②1928年，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)化成糖類。錯(cuò)誤的認(rèn)知二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)③

1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾(R.Hill)發(fā)現(xiàn)，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氧氣。離體葉綠體鐵鹽(或其他氧化劑)H2O2H++O2光照希爾反應(yīng)水的光解二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)2.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？能，因?yàn)閼腋∫褐袥]有CO2，糖類合成時(shí)需要CO2中的碳元素。1.希爾反應(yīng)進(jìn)行了完整的光合作用過程了嗎？聰明如你，考考你3.希爾反應(yīng)是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來(lái)自水？不能，該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。希爾進(jìn)一步研究證實(shí)，植物光合作用的光反應(yīng)是氧分子的產(chǎn)生，而不是二氧化碳的還原，氧的產(chǎn)生是由于葉綠體以草酸鐵作受氫體所致，其機(jī)理與完整細(xì)胞光合放氧過程相一致。④

1941年，美國(guó)科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧的來(lái)源?；?dòng)一下：1.實(shí)驗(yàn)用了什么方法?用了什么對(duì)照？屬于什么實(shí)驗(yàn)？2.實(shí)驗(yàn)自變量、因變量是什么？說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路？3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是？（P103）二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文等用小球藻（一種單細(xì)胞的綠藻）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)過14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終證明了CO2是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的。（教材P104）CO2是怎么轉(zhuǎn)化為糖類的呢?14CO2小球藻有機(jī)物的14C卡爾文循環(huán)：CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO2二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)例1光合作用是整個(gè)生物圈的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉栴}：（1）為研究光合作用中碳的同化與去向，用________________的CO2供給小球藻，每隔一定時(shí)間取樣，并將樣品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以殺死小球藻并__________標(biāo)記化合物。濃縮后再點(diǎn)樣進(jìn)行雙向紙層析，使標(biāo)記化合物________。根據(jù)標(biāo)記化合物出現(xiàn)的時(shí)間，最先檢測(cè)到的是三碳化合物。猜測(cè)此三碳化合物是CO2與某一個(gè)二碳分子結(jié)合生成的，但當(dāng)___________________后，發(fā)現(xiàn)RuBP（C5）的含量快速升高，由此推知固定CO2的物質(zhì)不是二碳分子。同位素14C標(biāo)記提取分離突然降低CO2濃度二.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)拓展拓展互動(dòng)一下：運(yùn)用前面學(xué)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的知識(shí)解釋一下其中的機(jī)理吧？1.葉綠體中ATP的生成的直接驅(qū)動(dòng)力是？2.上述ATP的生成與有氧呼吸中什么位置的ATP生成機(jī)理相似？

葉綠體中光合色素吸收的光能，有以下兩方面用途。①將水分解為

和

，

直接以

的形式釋放出去，

與

(NADP+)結(jié)合，形成

(NADPH)。NADPH作為活潑的

，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也

供暗反應(yīng)階段利用;②在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。這樣，光能就轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP中的化學(xué)能。這些ATP將參與第二個(gè)階段合成有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)1.光反應(yīng)階段課本挖空，比一比誰(shuí)的印象深刻？？？三.光合作用的過程暗反應(yīng)的過程：①CO2的固定:綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，與C5(一種五碳化合物)結(jié)合，這個(gè)過程稱作CO2的固定。②C3的還原:一分子的CO2被固定后，很快形成兩個(gè)C3分子。在有關(guān)酶的催化作用下C3接受

釋放的能量，并且被

還原。一些

，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為

。另一些

，經(jīng)過一系列變化，又形成

。這些

，又可以參與CO2的固定。這樣，暗反應(yīng)階段就形成從C5到C3再到C5的循環(huán)，可以源源不斷地進(jìn)行下去，因此暗反應(yīng)過程也稱作卡爾文循環(huán)。2.暗反應(yīng)階段課本挖空，比一比誰(shuí)的印象深刻？？？光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位類囊體薄膜

葉綠體基質(zhì)中條件光、色素和酶CO2、ATP、[H]、多種酶物質(zhì)變化能量變化光能→ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP2.暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料三.光合作用的過程光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系CO2的固定CO2+C5→

2C3三碳的還原2C3+ATP+NADPHC5+(CH2O)酶酶水的光解2H2O→4NADPH+O2合成ATPADP+Pi→ATP光酶光關(guān)注必修1P104“相關(guān)信息”：四隨堂練習(xí)例2.下圖為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物磷酸丙糖的代謝途徑，研究表明，磷酸丙糖轉(zhuǎn)移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足時(shí)，TPT活性降低。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.Pi輸入葉綠體減少時(shí)，磷酸丙糖從葉綠體輸出減少B.暗反應(yīng)中磷酸丙糖的合成需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPC.葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以蔗糖形式運(yùn)出細(xì)胞的D.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可通過增加CO2濃度來(lái)提高作物中蔗糖的含量D例3.易錯(cuò)辨析①植物在夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng)，只能進(jìn)行暗反應(yīng)(

)②光合作用過程中產(chǎn)生的ATP可以為細(xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量(

)③C是糖類的基本組成元素，在光合作用中C從CO2開始先后經(jīng)C3、C5最后形成糖類（

）④硝化細(xì)菌可將環(huán)境中的NH3氧化分解的能量直接用于自身生命活動(dòng)（

）×總結(jié)：光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng)，呼吸作用產(chǎn)生的ATP用于各項(xiàng)生命活動(dòng)另外考考你光合作用和呼吸作用的【H】區(qū)別回顧：其他元素的轉(zhuǎn)移途徑暗反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但時(shí)間不長(zhǎng)，故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用。×××回歸課本P106高考題總結(jié)而來(lái)：在總光照時(shí)間、總黑暗時(shí)間均相同的條件下，光照和黑暗