金版学案2016秋生物人教版必修1课件：第5章第4节第2课时光合作用的探究历程和过程[来源：学优网1042944]

生物· 必修1（人教版）
第 5章
细胞的物质输入和输出
第4节
能量之源——光与光合作用
第2课时 光合作用的探究历程和过程
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1.说明光合作用以及对它的认识过程。
2.掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化(重点)。
知识梳理 一、光合作用的概念和探究历程 1．概念。 (1)主要场所：叶绿体。 (2)能量来源：光能。 (3)反应物：二氧化碳和水。 (4)产物：有机物和氧气。 (5)实质：合成有机物，储存能量。
(5)绿色植物光合作用的反应物是 CO2 和 H2O，而产 物主要为有机物。(√)
(6)绿色植物进行光合作用的能量来源于光能。(√)
2 ．光合作用合成的有机物和释放出的气体分别是 ( ) A．C6H12O6 和 CO2 B．淀粉和 H2 C．糖类和 O2 答案：C
3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。光能的吸 收发生在叶绿体的( A．内膜上 C．类囊体的薄膜上 答案：C ) B．基质中 D．各部位上
典例研析 【典例 2】 如图为叶绿体结构与功能示意图，下列 说法错误的是( )
A．结构 A 中的能量变化是光能转变为 ATP 中的化 学能 B．供给 14CO2，放射性出现的顺序为 CO2→C3→甲 C．结构 A 释放的 O2 可进入线粒体中 D．如果突然停止 CO2 的供应，短时间内 C3 的含量 将会增加
A．a、b 和 d C．c、d 和 e
B．a、c 和 e D．b、c 和 e
解析：绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。 a 处黄白色，没有叶绿素，特别是没有叶绿素 a，不能进 行光合作用，b 处有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e 处遮光，不能进行光合作用，d 处有叶绿素和光，能进行 光合作用。 答案：B
恩格尔曼
鲁宾和卡门
卡尔文
二、光合作用的过程 1．反应式。
2．光合作用的过程。
(1)填写图中字母所代表的物质。 a： O 2 b：[H] c：2C3 d：C5
(2)图示Ⅰ过程是光反应阶段。 ①场所：叶绿体的类囊体薄膜上。 ②条件：光、色素、酶等。 ③物质变化：将水分解为氧气和[H]，将 ADP 和 Pi 合成 ATP。
4． 暗反应的场所是叶绿体基质， 产物是糖类等物质。 5．光合作用中的物质转变： (1)14CO2―→14C3―→(14CH2O)；
18 (2)H2 O―→18O2。
6．光合作用的能量转变：光能―→ATP 中活跃的化 学能―→有机物中稳定的化学能。
物质 变化
相互 联系
光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还
原剂和能量；暗反应产生的ADP、Pi为
光反应形成ATP提供了原料
2.光照和 CO2 浓度变化对光合作用物质含量变化的 影响 当外界条件改变时，光合作用中 C3、C5、[H]、ATP 含量的变化可以采用如图分析：
(1)以上各物质的变化是相对含量的变化，不是合成 速率，且是在条件改变后的短时间内发生的。 (2)在以上各物质的含量变化中： C3 和 C5 含量的变化 是相反的，即 C3 增加，则 C5 减少；[H]和 ATP 的含量变 化是一致的，都增加，或都减少。
答案：D
(1)光反应和暗反应是一个有机的整体，光反应不能 进行时，暗反应也不能进行；暗反应被抑制时，光反应也 被抑制。 (2)叶绿体中的 ADP 和 ATP 移动的方向相反。 ①ADP 的移动方向：叶绿体基质→类囊体薄膜。 ②ATP 的移动方向：类囊体薄膜→叶绿体基质。
(3)分析光合作用过程有关物质含量的变化时，可通 过比较该物质的生成与消耗的相对速度变化进行确定， 速 度变化不好确定时，可视为暂时不变。
2．探究历程。
科学家
结论
普利斯特利 植物可以更新空气 英格豪斯 植物体只有在阳光照射下 才能更新空气 光合作用把光能转化成化 学能储存起来
梅耶
萨克斯
植物叶片在光合作用中产 生了淀粉 氧气是叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放的氧气全部 来自水 探明了 CO2 转化成有机物 的途径， 这一途径称为卡尔
3．鲁宾和卡门的实验 (1)实验过程及结论：
(2)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质
18 (H18 O 和 C O2)，因变量是 O2 的放射性。 2
典例研析 【典例 1】 某植物叶片不同部位的颜色不同，将该 植物在黑暗中放置 48 h 后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如 图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染 色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没 有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是( )
2．鲁宾和卡门实验采用的实验方法是什么？第一组 和第二组有没有实验组和对照组的区别？ 3．恩格尔曼实验的巧妙之处有哪些？
归纳提升 1．普利斯特利的实验 (1)实验过程及现象。
蜡烛：不易熄灭 密闭玻璃罩＋绿色植物＋ 小鼠：不易窒息死亡
(2)实验分析。 ①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃 的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。 ②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空 气的更新归因于植物的生长。 ③由于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更 新气体的成分。
2．萨克斯的实验 (1)实验过程及现象。 碘蒸气 一半曝光 ――→ 变蓝 黑暗中饥饿处理的绿叶 一半遮光碘蒸气 ――→ 不变蓝 (2)实验分析。 ①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片 颜色变化。
②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质 消耗掉，增强了实验的说服力。 ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证 明了光是光合作用的必要条件。
【网络构建】
填充：①水的光解 ④三 ＋ O2 碳化合物的还原
②ATP 的合成
③CO2 的固定
光能 ⑤CO2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH2O――――→(CH2O) 叶绿体
【必背语句】 1．光合作用的实质是合成有机物，储存能量。 光能 2． 光合作用的反应式： CO2＋H2O――――→ (CH2O) 叶绿体 ＋ O2 。 3．光反应的场所是类囊体薄膜，产物是 O2、[H]和 ATP。
即时演练 1．鲁宾和卡门用 H18 2 O 和 CO2 作为原料进行光合作 用实验，下列符合实验结果的是( A．释放的氧气全是 O2 B．释放的氧气一部分是 O2，一部分是 18O2 C．释放的氧气全是 18O2 D．释放的氧气大部分是 O2，少部分是 18O2 )
18 解析： 鲁宾和卡门用 H2 O 和 CO2 作为原料进行光合
解析： 普利斯特利证明了植物可以更新空气， 而并不 明确其成分，直到后来人们才认识到植物可以吸收 CO2 而放出 O2。 答案：A
要点二
光合作用的过程
1．暗反应必须在无光条件下才能进行吗？ 2 ．为什么暗反应不能较长时间地在黑暗条件下进 行？ 3．不给小球藻提供 CO2，只给予光照，小球藻能独 立地进行光反应吗？为什么？
④能量变化：ATP 中活跃的化学能转变为(CH2O)中 稳定的化学能。
预习反馈 1．判断下列说法的正误 (1)只有具有叶绿体的生物才能进行光合作用。(×) (2)光反应和暗反应在叶绿体的不同部位进行。(√) (3)光反应和暗反应必须都在光照条件下才能进行。 (× ) (4)光合作用产生的 O2 来自于 CO2 和 H2O 中的“O”。 (× )
4．炎热的夏季，成团的水绵为什么漂浮到水面上？ 5．写出光合作用的总反应式，标出各元素的去向。 6．结合光反应和暗反应过程分析，若突然停止光照 或停止 CO2 供应，叶绿体中 C3 和 C5 相对含量发生怎样 的变化？
归纳提升 1．光反应与暗反应的比较
项目 场所 光反应(准备阶段) 叶绿体的类囊体薄膜 上 光、色素、酶、水、 ADP、Pi 暗反应(完成阶段) 叶绿体的基质中 多种酶、[H]、ATP、 CO2、C5
④能量变化：光能转变为储存在 ATP 中的化学能。
(3)图示Ⅱ过程是暗反应阶段。 ①场所：叶绿体的基质中。 ②条件：酶、[H]、ATP。 ③物质变化。 酶 a．CO2 的固定：C5＋CO2――→2C3。 酶 b．C3 的还原：C3＋[H]――→(CH2O)＋C5 ATP 酶 c．ATP――→ADP＋Pi。
解析：结构 A 代表基粒，进行光反应，发生的能量 变化为光能转变为 ATP 中的化学能，A 项正确；
暗反应中 CO2 与 C5 生成 C3，C3 被还原成甲，因此 放射性出现的顺序为 CO2→C3→甲， B 项正确； 光反应产 生的 O2 可被线粒体利用， C 项正确； 在光合作用中， CO2 首先和 C5 生成 C3，如果突然停止 CO2 的供应，则 C3 的 生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内 C3 的含量 将会减少，D 项错误。
作用实验，其目的是为了探究光合作用释放出的 O2 的来 源， 通过放射性检测， 光合作用产生的 O2 全部来源于水。 答案：C
2．下列不符合光合作用发现史的是(
)
A．普利斯特利证明了植物可以吸收 CO2，释放 O2 B．萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 C． 恩格尔曼用水绵做实验证明了叶绿体是绿色植物 进行光合作用的场所 D． 鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放 的氧气来自水
即时演练 3．据下面光合作用图象，判断下列说法不正确的是 ( )
A．⑥过程发生于叶绿体基质中 B．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O) D．②不仅用于还原 C3 化合物，还可用于矿质离子 吸收等 解析：光反应产生的 ATP 只用于暗反应，呼吸作用 产生的 ATP 才能用于矿质离子吸收等生命活动。
D．脂肪和 CO2
4．光反应是暗反应的基础，因为光反应为暗反应提 供了( ) B．ATP、[H] D．ATP、H2
A．光、氢 C．ATP、O2 答案：B
要点一
光合作用的探究历程
1．萨克斯实验中，实验前先要把植物在黑暗中放置 一段时间，其目的是什么？遮光组和曝光组哪一组为实 验组？哪一组为对照组？此实验除了能证明光合作用的 产物有淀粉外，还能说明什么问题？