光合作用的原理和应用高一上学期生物人教版必修1

课前背诵：3.研磨时需要加入哪些试剂？作用？4.分离色素的方法名称？滤纸条剪去两角目的？（防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快，使色素带分布均匀）画滤液细线的要求？为什么滤液细线不能触及层析液？5、滤纸条上有几条色素带？自上而下位置？颜色？含量（最多、最少）？6、观察色素的吸收光谱，有两个吸收高峰的色素是？有一个吸收高峰的是？主要吸收什么颜色的光？7.叶绿体增加膜面积的方式？光合作用的色素位于？光合作用的酶位于？

叶绿素吸收光能不需要酶的参与1.色素提取原理：2.色素分离原理：（防止色素溶解在层析液中）绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢课前背诵：8.恩格尔曼实验的巧妙之处水绵：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；好氧细菌：用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰；极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验：再一次验证实验结果。5.4

光合作用和能量转化二

光合作用的原理1.运用物质和能量观，说出光合作用过程中物质和能量的转化过程。2.采用分析与综合的方法，说出光合作用光反应和暗反应的区别和联系。3.分析光合作用发现历程，认同科学探究的基本思路和方法。学习目标光合作用的概念绿色植物通过

，利用

，将

转化成

，并且释放出

的过程。1.概念：叶绿体光能二氧化碳和水储存着能量的有机物氧气CO2+H2O（CH2O)+O2

光能叶绿体2.反应式：光合作用释放的氧气，是来自水还是二氧化碳呢？光合作用的实质：合成有机物，储存能量19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔在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______O2氧气光合作用的探索历程结论：水的光解产生氧气。希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。不能；没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。1.希尔实验能说明植物光合作用产生的氧气中氧元素全部都来自水？2、希尔的实验能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应吗？

能；悬浮液有H2O，没有合成糖的原料——CO2

鲁宾和卡门实验①实验方法：同位素示踪法(不是放射性同位素示踪，15N、18O没有放射性)②实验变量：自变量是

，因变量是

。C18O2、H218O释放出的O2是否含有18O③实验结论：光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水CO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2O18O2O2对比实验（5）1954年，阿尔农在光照时，叶绿体中生成了ATP。这一过程总是与水的光解相伴随。讨论4：请尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。H2OO2+2H++能量光照叶绿体ADP+PiATP

叶绿体可以吸收光能，进行水的光解释放氧气，产生的能量可用于合成ATP光反应阶段光、色素、酶类囊体薄膜上

1.场所：2.条件：3.物质变化：色素、酶水的光解：2H2O

O2+4H++4e-光ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能)

ATP酶光能

ATP和NADPH中活跃的化学能酶NADPH的合成：NADP++H++2e-

NADPH4.能量变化：易错：产生的ATP只在叶绿体用，不能说用于各项生命活动

卡尔文实验（P104）第二段用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5

反应时间30秒5秒＜1秒带14C标记的化合物很多种14C3、14C5、14C690%

14C3放射性同位素示踪法②实验变量：自变量是

，因变量是

。时间14C标记的化合物①实验方法

：

暗反应阶段：CO2如何转化为糖类？探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径。不断缩短光照时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO2转化成的第一个产物。暗反应阶段

笔记104CO2的固定：酶CO2＋C52C3C3的还原：叶绿体的基质中有光无光都可，多种酶1.场所：2.条件：3.物质变化：4.能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHADP+PiATPNADP+C52C3多种酶CO2固定还原酶NADPH酶(CH2O)

糖类ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2课文106页

光合作用过程1.NADPH和ATP的移动途径是什么？2.NADP+和ADP、Pi的移动途径呢？3.NADPH的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。在C3的还原中作还原剂；为C3的还原提供能量P104光反应与暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分暗反应有光无光都能进行，暗反应能长时间在黑暗条件下进行吗？不能，在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH、ATP1．判断正误(1)植物在无光的夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。()(2)光反应产生的ATP、NADPH参与暗反应C3的合成过程。()(3)叶绿体产生O2和线粒体消耗O2均在生物膜上进行。()2．1941年，美国科学家鲁宾和卡门利用某种植物，采用同位素示踪法进行了如下两组实验：第一组：H2O＋C18O2→某种植物→O2；第二组：H2(18)O＋CO2→某种植物→18O2。下列有关叙述正确的是()A．实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水B．两组实验中只需要一组就可以证明预期的结论C．设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气D．为了排除光照的影响，该实验要在黑暗条件下进行3．下列关于绿色植物光合作用中光反应的叙述，错误的是()A．光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行B．光反应的产物之一氧以氧分子的形式释放C．光反应产生的H＋和NADP＋结合形成NADPHD．NADPH作为还原剂参与暗反应，本身不具有能量XX√AD探究2：光反应和暗反应区别和联系

光反应阶段暗反应阶段（碳反应）场所条件物质变化能量变化联系项目叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质光、色素、酶有光无光都可以，多种酶光能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料过程

色素、酶2H2O

O2+4H++4e-光ADP+Pi+能量ATP酶酶NADP++H++2e-

NADPH酶CO2＋C52C32C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH①C的转移：CO2→C3→（CH2O）②O的转移：H2O→O2

CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2能。

H218O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。思考：若给植物提供H218O,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。光合作用的公式C5条件C3C5NADPH和ATP有机物光照由弱到强，CO2供应不变光照由强到弱，CO2供应不变光照不变，CO2由充足到不足光照不变，CO2由不足到充足

增加减少增加减少减少增加光能H2OCO2还原（CH2O）叶绿体

色素供氢酶供能多种酶参加催化2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+C5、NADPH、ATP变化一致，C3、C5相反。探究2：外界条件突然改变，NADPH、C5、ATP等物质的变化规律

减少增加增加增加减少减少增加减少减少增加某些细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化细菌CO2+H2O

（CH2O）+O2

能量探究3

化能合成作用1.化能合成作用与光合作用有哪些异同点？2.列表比较自养生物和异养生物类型概念代表生物自养生物能将

合成为

的生物光能自养生物化能自养生物异养生物只能利用环境中来维持自身生命活动的生物人、动物、真菌、大多数细菌相同：都能将无机物合成有机物，储存能量

不同:能量来源有机物无机物绿色植物、蓝细菌等硝化细菌等现成有机物判断：1.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行（）2.光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。（）3.没有光反应，暗反应不能进行。()4.没有暗反应，光反应仍能正常进行。()5.衣藻、