浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 光合作用将光能转化为化学能备课课件ppt

这是一份浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 光合作用将光能转化为化学能备课课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，素养·目标定位，随堂训练，实验过程，实验结果分析，答案B，重难归纳，答案A等内容，欢迎下载使用。

自主预习一、光合作用概述1.光合作用的概念光合作用是指　绿色植物和蓝细菌　等,以 二氧化碳和水　为原料,利用　光能　合成　糖类等有机物　,并且释放 氧气　的过程。 (1)场所:　叶绿体　(蓝细菌除外)。 (2)原料:　二氧化碳和水　。 (3)产物:　有机物、氧气　。 (4)能量变化:光能转化为化学能。
2.光合作用与细胞呼吸的关系(1)光合作用和细胞呼吸中氧的转移情况分析①细胞呼吸:②光合作用:(2)二者的本质区别①细胞呼吸:分解有机物,释放能量,为放能反应。②光合作用:合成有机物,储存能量,为吸能反应。
二、光合作用在叶绿体中进行1.叶绿体的分布和结构(1)分布:植物的叶肉细胞和幼嫩茎的表皮细胞。(2)结构
2.叶绿体的功能:叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体中的光合色素的作用是吸收可见光,将光能转化为化学能,用于有机物的合成。3.光合色素对光的吸收光合色素只吸收可见光,其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 
三、光合色素的提取与分离1.目的要求:学会提取和分离叶绿体中色素的方法;分离叶绿体中的　四　种色素。 2.材料用具:新鲜的绿色叶片(如菠菜叶片、刺槐叶),干燥的定性滤纸,95%的酒精,层析液,二氧化硅,碳酸钙,研钵,小玻璃漏斗,尼龙布,毛细吸管,剪刀,试管,药匙,量筒,天平等。3.实验原理:叶绿体中含有多种色素,这些色素与光合作用有关,被称为光合色素。光合色素是一类　脂溶　性物质,可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来,并且将它们分离开来,达到观察叶绿体中色素的目的。 
四、光合作用的基本过程1.光反应(1)条件:　光合色素、酶、光和水等　。 (2)场所:　叶绿体的类囊体膜　。 (3)产物:　NADPH、ATP、O2　。 (4)物质转变①光能将水裂解为　H+、电子(e-)和O2　。 ②H+和e-将NADP+还原为NADPH,并产生ATP。(5)能量转变:光能转化为　ATP和NADPH中的化学能　。 
2.碳反应(1)条件:　多种酶、CO2、ATP、NADPH等　。 (2)场所:　叶绿体基质　。 (3)产物:　三碳糖　。 
(4)主要变化①CO2的固定:CO2+五碳糖→2　三碳酸分子　。 ②三碳酸分子的还原:三碳酸分子接受来自 ATP和NADPH的能量,被 NADPH 还原形成 三碳糖 ,这样光能就转化为糖分子中的化学能了。③五碳糖的再生在三碳糖形成后,卡尔文循环中的许多反应都是为了再生　五碳糖　,以保证此循环不断进行。 
(5)光合产物的利用在叶绿体内,三碳糖作为原料用于　淀粉、蛋白质和脂质　的合成。大部分三碳糖运至叶绿体外,并转变成　蔗糖　,供植物体所有细胞利用。 
能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗?提示:不一定。蓝细菌是典型的原核生物,不含有除核糖体外的其他细胞器,即没有叶绿体,但能进行光合作用。
预习检测1.判断题。(1)水在光下分解为H+、O2和电子的过程发生在叶绿体基质中。(　　)(2)H++e-在光下将NADP+还原为NADPH。(　　)(3)类囊体悬浮在叶绿体基质中,参与光合作用的光反应阶段。(　　)(4)水在叶绿体中裂解产生O2需要ATP提供能量。(　　)(5)提取的叶绿素溶液,给予适宜的温度、光照和CO2,可进行光合作用。(　　)
(6)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成碳反应。(　　)(7)在光合色素的提取实验中,绿叶干粉中要加入无水乙醇,其目的是使叶绿素充分溶解在无水乙醇中。(　　)(8)CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。(　　)(9)叶绿体中色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度各不相同。(　　)(10)在植物细胞内,三碳糖作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料,在细胞外作为蔗糖合成的原料。(　　)
2.若不考虑蒸腾作用和细胞呼吸,用18O标记的水来培养小麦,则18O将最先出现在(　　)A.O2中B.光合产物的C6H12O6中C.光合产物的水中D.CO2中答案:A
3.下图是细胞中糖类[用(CH2O)表示]合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是(　　) A.过程①只在线粒体中进行,过程②只在叶绿体中进行B.过程①产生的能量全部储存在ATP中C.过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD.过程①和②中均能产生[H],二者还原的物质不同答案:D
解析:过程①为需氧呼吸过程,反应场所是细胞溶胶和线粒体,过程②为光合作用,真核生物在叶绿体中进行,原核生物在细胞质中进行,A项错误。需氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,B项错误。光合作用产生的糖类中的氧仅来自CO2,C项错误。过程①和②都能产生[H],前者主要与氧结合生成水并释放大量能量,后者主要用于三碳酸的还原,D项正确。
4.利用95%的酒精提取并分离出叶绿体中的各种色素后,将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸条的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。将滤纸下方插入层析液中后,滤纸条上各色素的正确位置应为(　　)
5.某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是(　　)A.二氧化碳→六碳分子→三碳酸→糖类B.二氧化碳→五碳糖→糖类C.二氧化碳→ATP、NADPH→ADP、NADP+D.二氧化碳→ATP、NADPH→糖类答案:A解析:根据光合作用碳反应的过程可知,二氧化碳分子与五碳糖结合先形成六碳分子,随即分解成三碳酸分子,三碳酸分子再被还原形成三碳糖。
一 光合色素的提取与分离
1.如果实验结束后滤纸条上看不清4条色素带,可能的原因是什么?提示:如果实验结束后滤纸条上看不清4条色素带,可能是以下原因造成的:①选择实验材料时,没有选新鲜、浓绿的叶片,导致色素种类不全,含量不够;②在提取时研磨不充分、迅速,导致研磨过程中提取到的色素比较少;③在分离色素时,层析液高于滤液细线。
2.能用圆形滤纸进行色素分离实验吗?若能用,实验结果如何?提示:分离色素时也可用圆形滤纸进行。用圆形滤纸进行分离实验时,应在圆心处点样,用尼龙线将圆心和层析液连通,滤液在圆形滤纸上的扩散原理与在滤纸条上是一样的,结果是圆形滤纸上出现4个同心圆,由外往内依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
典例剖析在做光合色素的提取与分离实验时,甲、乙、丙三名同学使用相关试剂的情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常。他们所得的实验结果依次为(　　)
A.①②③B.①③②C.②③①D.③②①
解析:由题表可知,甲同学加的溶剂为水,而不是95%的酒精,色素不溶于水,因而提取不到叶绿体中的色素,所得结果应为①;乙同学的操作正确,所得结果应为③,即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,且叶绿素a和叶绿素b的含量较多;丙同学未加二氧化硅,可能使研磨不充分,导致各种色素的提取量均少于正常水平,所得结果应为②。
学以致用(2021年温州学考模拟改编)下图为分离菠菜叶光合色素的实验装置及结果示意图(滤纸片中心点为点样处),色素环带从内向外分别标为①②③④,下列有关说法正确的是(　　)
A.能吸收红光和蓝紫光的色素带是①B.低温对色素带③和④的破坏率高于①和②C.通过图示实验分离色素的方法称为纸层析法D.提取色素时不加碳酸钙会使图中所有色素带变浅答案:C
解析:题图中色素带①为叶绿素b,②为叶绿素a,两者均能吸收红光和蓝紫光,A项错误。寒冷时,叶绿素容易被破坏而使叶片呈黄色,所以色素带①②较色素带③叶黄素、④胡萝卜素更易被破坏,B项错误。题图实验方法为纸层析法,C项正确。提取色素时,加入碳酸钙的目的是保护其中的叶绿素,因此不加碳酸钙会使色素带①②变浅,③④不受影响,D项错误。
二 光合作用的基本过程
重难归纳1.光反应和碳反应的区别与联系
2.光强度和CO2浓度变化在短时间内对光合作用物质变化的影响
1.所有生物光合作用的场所都是叶绿体吗?提示:真核生物光合作用的场所一定是叶绿体;原核生物(如蓝细菌)光合作用的场所是细胞质中的光合膜。2.碳反应所需要的ATP可以来自细胞呼吸吗?提示:碳反应所需的ATP仅来自光合作用的光反应,不能由细胞呼吸提供。
典例剖析结合下图分析,下列有关高等植物光合作用的叙述,错误的是(　　) A.在光反应中光能被吸收并转化为ATPB.图中的Z代表NADPH,是氢的载体C.叶绿体基质中存在将CO2还原为糖所需的酶D.三碳糖是碳反应的产物
解析:在光反应中,光能被吸收并转化为ATP和NADPH中活跃的化学能,A项错误。图中的Z代表NADPH,是氢的载体,B项正确。CO2还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环,场所是叶绿体基质,其中存在相关的酶,C项正确。三碳糖是碳反应的产物,D项正确。
学以致用下图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　)
A.①表示O2,③表示NADPH,④表示CO2B.②③由叶绿体类囊体膜移向叶绿体基质,ADP、NADP+则相反C.黑暗条件下,光反应停止,碳反应将持续不断地进行下去D.不改变光照,增加④的浓度,短时间内②③含量会减少答案:C
解析:①表示O2,③表示NADPH,④表示CO2,A项正确。ATP、NADPH由叶绿体类囊体膜合成后移向叶绿体基质,ADP、NADP+则由叶绿体基质移向叶绿体类囊体膜,B项正确。由于碳反应的进行需要光反应的产物参与,所以光反应停止,碳反应也会停止,C项错误。不改变光照,增加CO2浓度,合成的三碳酸会增加,就会加快ATP、NADPH的消耗,故ATP、NADPH含量下降,D项正确。
1.下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,请判定A和B分别是(　　)A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素a、叶绿素b答案:A解析:由题图可知,色素A的吸收波峰为红光和蓝紫光,则色素A表示叶绿素;色素B的吸收波峰只有蓝紫光,则色素B代表类胡萝卜素。
2.为研究强光照对移栽幼苗光合色素含量的影响,某同学用95%的酒精提取叶绿体中的光合色素,用石油醚进行纸层析,下图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述错误的是(　　)A.强光照导致该植物中叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次答案:D
解析:由题图可知,强光照条件下,Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄,说明叶绿素含量降低,A项正确。强光照条件下,类胡萝卜素含量增加,说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照,B项正确。Ⅲ是叶绿素a,Ⅳ是叶绿素b,都主要吸收蓝紫光和红光,但吸收光谱的吸收峰不同,C项正确。画滤液线时,先画出一条滤液细线,待滤液干后,再重复画一次,共画3~4次,D项错误。
3.右图为光合作用某阶段示意图,下列叙述正确的是(　　)A.该反应阶段必须无光B.反应场所为类囊体膜C.该反应阶段伴随ATP的合成D.该反应阶段需要多种酶参与答案:D
解析:该反应阶段为光合作用的碳反应阶段,不需要光照,有光和无光都可以进行,A项错误。碳反应的反应场所为叶绿体基质,光反应阶段的场所为类囊体膜,B项错误。该反应阶段需要光反应提供的ATP和NADPH,所以伴随ATP的水解,C项错误。该反应阶段除需要光反应提供的ATP和NADPH外,还需要多种酶参与催化,D项正确。
4.用同位素标记氧原子研究光合作用和需氧呼吸过程,下列结论错误的是(　　)A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.需氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2C.需氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6D.光合作用的产物三碳糖中的O全部来自原料中的CO2答案:C
解析:光合作用过程中O2的产生来自光反应过程中水的裂解,因此光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O,A项正确。需氧呼吸的产物H2O是由需氧呼吸的第三阶段[H]与O2结合形成的,因此需氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,B项正确。需氧呼吸过程中CO2是丙酮酸与H2O反应产生的,丙酮酸是糖酵解产生的,因此需氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和H2O,C项错误。光合作用过程中三碳糖产生于碳反应阶段,其中的O全部来自原料中的CO2,D项正确。
5.为了研究两个新品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了两个新品种与原品种(对照)叶片的净光合速率(植物从外界环境吸收的CO2量)、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A.与P2相比,P1蛋白质含量高,可能含有更多与光合作用有关的酶B.与P2相比,P1幼苗的光合作用对高温更加敏感C.与对照相比,P1、P2叶绿素含量高于蛋白质含量,有利于产生更多的光合产物D.P1、P2的光合作用适宜温度范围与对照基本相同答案:C
解析:绝大多数酶的化学本质为蛋白质,与P2相比,P1蛋白质含量高,可能含有更多与光合作用有关的酶,A项正确。与P2相比,在高温中,P1下降的幅度更大,说明P1幼苗的光合作用对高温更加敏感,B项正确。由题图左右纵坐标的刻度可知,无论是对照组,还是P1、P2组,叶绿素含量均低于蛋白质含量,C项错误。由题图可知,P1、P2的光合作用适宜温度范围与对照基本相同,D项正确。
6.下图表示叶绿体中光合作用的过程,其中①表示结构,②③表示物质。请回答下列问题。
(1)图中①表示　　　　　　 　,其上的光合色素通常用　　　　　　　进行提取,光合色素的吸收光谱以光的波长为横坐标,以　　　　为纵坐标。②表示　　　　。(2)光反应过程中,水在光下裂解产生　　　和氧气。碳反应过程中,三碳酸分子接受来自ATP和NADPH的　　　　,被NADPH还原形成三碳糖。离开卡尔文循环的三碳糖大部分运至　　　　,转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用。  (3)光合作用正常进行时,若光照突然减弱,则在较短时间内叶绿体中五碳糖的含量将　　(填“增加”“减少”或“基本不变”)。