







高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用优质课ppt课件
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探索光合作用原理的实验
概念:指绿色植物通过 ,利用光能,把 转化成储存着能量的有机物,并且释放出 的过程。 反应式: 。
光合作用释放的氧气是来自原料中的水还是二氧化碳呢? 我们先来分析科学家做过的一些实验。
资料1:1937年,英国植物学家希尔发现,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。
探讨一 光合作用中O2产生的探索
(1)根据资料1,尝试补充完整希尔的实验表达式。
资料1 1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(如Fe3+,悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出O2。
(2)希尔实验可以证明氧气来自水,能否确定氧气全部来自水?
(3)若要证明氧气全部来自水或二氧化碳,可采用什么方法?
不能,该实验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。
可以采用同位素示踪法,用18O分别标记H2O和CO2进行实验。
资料2 1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪法研究了光合作用中O2的来源,他们用18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2,然后进行了两组实验:
(4)图中A物质和B物质的相对分子质量之比是多少?
图中A、B物质是氧气,均来自反应物中的H2O。A、B物质分别为O2、18O2,二者的相对分子质量之比为32∶36=8∶9。
(5)实验结论:光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自 水 。
资料3:1954年,美国科学家阿尔农等用游离的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现,当向反应体系供给ADP、Pi时,体系中就会有ATP的产生。1957年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随。(6)根据资料3中实验,你可以得出什么结论?
光照条件下,水光解的同时,ADP和Pi合成ATP。
(7)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
H2 O O2 +NADPH +能量
ADP + Pi + ATP
拓展:叶绿体类囊体薄膜上能量转化示意图
离体叶绿体实验过程及结果
(3)结论:CO2转化成(CH2O)需要_____反应提供_________和______ 。
资料4:美国的卡尔文用小球藻进行实验,将其装在一个透明的密闭容器中,他向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5 s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5 s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中。经9年左右的时间,他终于弄清了光合作用中暗反应的碳循环途径。
(1)请用符号和箭头表示碳的转移途径。
探讨三 光合作用中有机物产生
(2)如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么,请说出可能的实验思路。
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。
(3)根据卡尔文的两个实验推测C3与C5之间的关系。
C3与C5之间是相互循环的
资料5 卡尔文又通过实验发现如果光照下突然中断 CO2 供应,C3急剧减少而 C5增加。
2.探索C5和C3的关系
1.(2023·广东肇庆高一期末)1937年,英国植物学家希尔(R.Hill)发现,将离体的叶绿体加入具有氢受体(如NADP+)的水溶液中,在无CO2的条件下给予光照,发现叶绿体有氧气放出,生成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气的化学反应称作希尔反应。下列相关分析错误的是A.希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应B.在此过程中,H2O分解产生O2的同时,还生成了NADPHC.光合作用中O2的释放和CO2的利用,是可以暂时分离的D.光合作用整个过程都直接需要光照
2.光合作用的科学研究经历了漫长的探索过程,众多科学家作出了重要贡献。下列说法错误的是
根据是否需要光能,这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应(现在也称为碳反应)两个阶段。
叶绿体内的类囊体薄膜上
光能转变为活跃的化学能
NADPH的合成: H++NADP+ NADPH
NADPH 、ATP、酶
活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
尝试构建光合作用过程模型
不需光、酶、NADPH、ATP
水的光解; ATP、NADPH的生成
CO2的固定; C3的还原
活跃化学能
光反应是暗反应的基础,为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+ 。
讨论:叶绿体处不同条件下,C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化?
ATP、ADP分别从哪里转移到哪里?
ATP从类囊体薄膜转移叶绿体基质,ADP从叶绿体基质转移到类囊体薄膜
3.(2023·黑龙江哈尔滨高一期末)如图表示光合作用示意图。下列说法错误的是
A.类囊体薄膜上有吸收光能的4种色素B.物质②中可储存活跃的化学能,物质③为NADPHC.在光照供应充足时,突然停止供应物质④,C5的含量将迅速下降D.在整个光合作用过程中,植物将太阳能最终转化为有机物中稳定的化学能
4.光合作用过程的正确顺序是①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能 ④水的光解 ⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤① B.④②③⑤① C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
5. 在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,NADPH下降 D.绿光,C5上升
水的光解NADPH 和 ATP 的形成
CO2 的固定C3 的还原
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