2023届高三生物一轮复习课件光合作用的原理及影响因素

第5讲 光合作用的原理及影响因素 课标要求： 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。 2.探究光照强度、CO2浓度对光合作用强度的影响；关注光合作用和农业生产及生活的联系。 第三单元 细胞的能量供应和利用　 本节聚焦： 10分钟，并完成大本P72-73 概念: 反应式: 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水 转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 注：（CH2O)表示糖类。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 ➽叶绿体是如何将光能转化为化学能？ ➽又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ ➽光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 光合作用 1 探索光合作用原理的部分实验 ①19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开， O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 ②1928年，科学家发现甲醛对植物有 作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 ③1937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氧气。 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，称作希尔反应。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 毒害 讨论： 1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部都来自水？ 2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 不能，希尔反应仅说明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察氧元素的转移。 3.如果要证明O2中的氧元素来自H2O还是CO2，则可以如何设计实验？ 1 探索光合作用原理的部分实验 ④1941年，美国科学家鲁宾和卡门 结论： 18O2 O2 光合作用释放的氧气来自H2O，并非来自CO2。 同位素标记法 对比实验 ⑤1954年，阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成 。 1957年，他发现这一过程总是与 相伴随。 小球藻——单细胞绿藻 ATP 水的光解 1 探索光合作用原理的部分实验 ⑥20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻做了这样的实验：给小球藻提供持续的光照和CO2，一段时间后，加入14CO2，在不同时段（间隔3s、5s、10s等）内将细胞悬液迅速倒入煮沸的乙醇中以杀死细胞，使酶失活。然后分析含放射性的产物，发现了C3等一系列中间产物，最终探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的——卡尔文循环。 14CO2 → 14C3 →（14CH2O） 光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 【对点训练】卡尔文因发现光合作用合成己糖（葡萄糖）反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2供小球藻进行光合作用，给予实验装置不同时间（ ）的光照，分析14CO2去向，结果见下表，据表分析正确的是( ) 光照时间 0 分离出的放射性化合物 无 ① ①② ①②③ ①②③④⑤ ①②③④⑤⑥ 注：表中①～⑥依次是3-磷酸甘油酸、1,3-二磷酸甘油酸、3-磷酸甘油醛、己糖、C5、淀粉 C A.不同时间的产物为本实验的自变量 B.t1 时，①中的3个碳原子都具有放射性 C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥ D.只做光照时间为t5 的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序 色素 光 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 NADPH 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 类囊体薄膜上 叶绿体基质中 “卡尔文循环” NADP+ 2 光合作用的过程 注意：C3是指3-磷酸甘油酸；C5是指RuBP C3、C5的读法？ 反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 物质变化 原料 产物 能量变化 联系 实质 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素、酶 酶 CO2的固定: C3的还原: 光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 H2O、 ADP 、Pi 、NADP+ ADP 、 Pi 、 NADP+ 、（CH2O ） 合成有机物，贮存能量 O2、 ATP 、NADPH CO2、