(新)人教版高中生物必修一第五章第四节光合作用的探究历程
人教版生物必修1课件：第5章 第4节 第2课时 光合作用的探究历程和基本过程
(3)若使该植物继续处于 CO2 浓度为 0.003%的环境中，暗反应中 C3 和 C5 浓度达到稳定时，物质 A 的浓度将比 B 的________(填 “低”或“高”)。
(4)CO2 浓度为 0.003% 时，该植物光合速率最大时所需要的光 照强度比 CO2 浓度为 1%时的________(填“高”或“低”)，其 原因是__________________________________
②若标记 CO2 中的 14C，请写出光合作用中 14C 的转化途径。 提示：14CO2＋C5―→2C3(只有一个 14C)―→C5＋(14CH2O) ③试总结光合作用各元素的去向。 提示：光合作用总反应式及各元素去向：
(3)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？
解析：(1)CO2 浓度降低时，C3 的产生减少而消耗不变，故 C3 的含 量降低，与物质 A 的变化趋势一致；而 C5 的产生不变却消耗减少， 故 C5 的含量增加，与物质 B 的变化趋势一致。(2)在正常情况下， 1 mol CO2 与 1 mol C5 结合形成 2 mol C3，即 C3 的分子数是 C5 的 2 倍。CO2 浓度迅速下降后，C5 的产生不变却消耗减少，故 C5 的 浓度升高。(3)在达到相对稳定时，C3 的含量是 C5 含量的 2 倍。 (4)CO2 浓度较低时，暗反应强度低，需要的[H]和 ATP 的量少， 故在较低的光照强度时就能达到此 CO2 浓度时的最大光合速率。
绿叶→_暗__处__放__置__→叶片一半 曝光、一半遮光→_碘_蒸__气__处理 →颜色变化(曝光处呈深蓝色)
植物叶片在光合作用中 产生了_淀__粉_
科学家
必修一生物教案：5.4光合作用的探究历程
《光合作用的探究历程》教学设计一、设计理念以新课标“提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系”的课程理念来设计教与学的过程，变教材中经典实验的学习过程为探究过程，为学生创造“知识再发现”的探究情境，突出学生的主体性，学习的探究性和目标的完整性。
二、教材分析《光合作用的探究历程》是人教版高中生物学教材必修一第五章《细胞的能量供应和利用》的第四节第二课时的内容，主要介绍了光合作用发现过程中的几个经典实验，在这其中蕴含着科学探究的一般方法，是培养学生科学素养和探究能力的好材料。
依据教材和课程标准的要求，我制定了知识、能力和情感的三维目标，注重知识发现的同时，更强调了科学探究能力的培养。
基于此，我将“光合作用的概念、科学探究的一般方法和实验设计中的两个基本原则”作为本节课的教学重点。
而“科学探究的一般方法和实验设计中的两个基本原则”也是难点所在。
三、学情分析通过初中阶段的学习，学生已经有了光合作用所需原料、条件等知识基础，对于光合作用发现史也有所了解，但对于“科学探究的一般方法”了解不多且不成系统。
能力与思维方面，高中学生具备了一定的观察和认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步形成，但还很不完善，对新事物好奇，却又缺乏理性思考。
四、教学方法根据以上分析，结合学生实际，我选用了直观教学法、引导探究法和互动讨论法进行本节教学。
五、教学过程根据学生的认知规律，以知识为载体，思维为主线，能力为目标，我设置了“课题引入——课题展开——课堂小结——巩固练习——课后作业”五个紧密联系的环节。
（一）课题引入多媒体展示光合作用发现史中的著名实验，并配以相关图片，将学生的思维引入“光合作用发现史”的方向，这样自然导入新课。
（二）课题展开我有选择有侧重地介绍了光合作用发现史中的几个经典实验，先由简单的普利斯特利实验引出实验设计的基本原则——对照原则和单一变量原则，再通过经典的萨克斯实验来加深学生对实验设计原则的理解，接着在精巧的恩格尔曼实验中完成实验设计思维的形成过程，最后通过鲁宾和卡门的实验使学生的应用思维得以发展，思维层次逐步上升。
高中生物必修一第五章第四节光合作用的探索历程(共29张PPT)
斯特利
英格豪斯
萨克斯，J.von Sachs (1832～18
光合作用的探究历程
穿越时空 仿佛看见伫立在风中的身影
回眸历史
一、光合作用的发现过程
探究植物生长所需的物质来自何处？
1.亚里士多德的经验推测
2400多年前 Aristotle
“植物的根是一张 嘴，植物生活和 生长所需的一切 物质，都是通过 根吸收了土壤汁 得到的。”
（CH2O）＋O2
有机物
光合作用的进一步探究：
光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是 水,二者皆有？
同位素标记法 1、需要放标射记性什同么位元素素可？用于追踪物质的运 2、作行出和的变假化设规是律什。么用？放射性同位素标记 3、怎的样化设合计物分，组化对学照性实质验不？会改变。科学 （材家料通：过小追球踪藻放，射培性养同液位，素H2标O记，的CO化2)合 4、预物测，实可验以结弄果清有化几学种反情应况的？详细过程。 5、得这出种什方么法结叫论做？同位素标记法。
谢谢! 请多多指教!
回眸历史 探究光能到哪里去了？
1864年德国科学家萨克斯
叶部分遮光
暗处理 光照
滴加碘液
4、各有什么现象并分析原因？ 5、结论：叶绿是体进行光合作用的场所
1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光 合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。
绿色植物通过 叶绿体 ，利用 光能 ， 把 CO2 和 H2O 转化成储存能量 的 有机物 ，并释放出 O2 的过程。
CO2＋H2O
光能 叶绿体
回眸历史 探究植物放出氧气之谜？
1771年，普利斯特利实验 结论：植物能够净化空气 不足：没有考虑到光照的影响。
(人教版)高中生物必修一第5章第4节第2课时光合作用的探究历程和过程 Word版含解析
第5章细胞的能量供应和利用第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1．光合作用的实质是( )A．把CO2转换成ATPB．产生化学能储存在有机物中C．把光能转变成化学能，储存在ATP中D．把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能答案：D2．在光合作用过程中，光能最初用于( )A．CO2的固定B．C3的还原C．将水分解为氧和[H] D．将淀粉分解为葡萄糖答案：C 3．下图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。
下列相关叙述正确的是( )A．阶段Ⅰ表示暗反应B．阶段Ⅱ表示光反应C．物质a表示[H] D．物质b表示C3答案：C 4．进行正常光合作用的叶片，如果叶绿体中[H]的含量相对稳定，在如图中a 点时突然停止供给CO2，能表示叶绿体中[H]含量变化的曲线是( )答案：B5．如图表示德国科学家萨克斯做的实验，在叶片照光24h后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。
本实验说明( )①光合作用需要CO2②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧⑤光合作用制造淀粉B．③⑤A．①②D．①③C．②⑤答案：C 6．下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。
据图回答下面的问题：(1)图1中c表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是________________。
(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于________。
若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________________。
(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：__________________________________ _____________________________________________________。
高中生物 第五章 第四节 第1课时 光合作用的探究历程与过程课件1 新人教版必修1
20世纪40年 代 卡尔文
用14C标记CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检 测其放射性，发现同位素转移到光合作用制造的 有机物中
汇报成果、总结规律
探究过程 海尔蒙特 普利斯特利 萨克斯
6.教学过程
师生对话，导入光合作用的探究历程。
教师：人是吃什么长大的？ 学生：米饭。 教师：那么植物是吃什么长大的呢？ 学生：泥巴（也有的学生会说屎、尿、 粪便等）。 待学生喜笑颜开之后,教师接着说： “转轴拨弦三两声” 至少古希腊科学家亚里士多德就这么 “未成曲调先有情” 认为（植物是靠吃泥土中的营养物质 激起学生的探究欲望 长大的），他的说法对吗？现在让我 们沿着科学家的探究足迹去体验他们 认识问题的思维过程和科学探究的乐 趣吧。
预设问题组：
问题组1：海尔蒙特实验 海尔蒙特实验中为什么要对柳树和土壤称重处理？为什么起初90kg的泥土必须是干燥的？ 为什么要加桶盖？ 问题组2：普利斯特利实验 普利斯特利实验是用什么方法使人们不容易看到的现象显现出来的？不同的人重复实验，有 的成功,有的失败,可能的原因是什么?是谁解决了这个问题？与普利斯特利实验相比，有哪些 改进？ 问题组3：萨克斯实验 为什么对天竺葵先进行暗处理？（实验材料的预处理） 为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？（单一变量的控制） 本实验中的对照组是哪组？实验中为什么用酒精处理叶片？ 问题组4：鲁宾和卡门实验 要研究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2 ，对哪一种元素进行同位素标记？同位素标记 法的应用对后来卡尔文探明CO2 的转化过程有何影响？
6.教学过程
结论 思考 海尔蒙特的实验设计 有什么缺陷？忽视了 什么重要因素？
高中生物 第5章 第4节 第2课时 光合作用的探索历程和过程同步备课课件 新人教版必修1
接
__________________________________________________。
2．光合作用的探索历程
第五页，共30页。
第六页，共30页。
更新(gēngxīn)空气
栏
目
有光
链 接
化学能
第七页，共30页。
淀粉(diànfěn)
栏
目
链
水
接
有机物
二、光合作用(guānghé-zuòyòng)的过程 1．光合作用(guānghé-zuòyòng)过程图解
A．该实验并不科学，没有重复性
B．该实验的成败与否，要看是否将装置置于阳光下
栏 目
链
C．该实验说明光合作用释放的氧与小白鼠需要的氧达到 接
了平衡
D．该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2 达到了平衡
答案：A
第二十二页，共30页。
题型2 光合作用(guānghé-zuòyòng)的过程
例2 夏季，在晴天、阴天、多云、高温(gāowēn)干旱四种 天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度(实际光合速率与呼吸速 率之差)变化曲线不同，下列表示晴天的曲线图是( )
第四页，共30页。
自主 (zìzhǔ )
学习
一、光合作用(guānghé-zuòyòng)的概念及其探究过程
1．对光合作用概念的理解
(1)场所：绿色植物(lǜsèzh叶íw绿ù)体的________。
(2)能量来源：____光__能__。
栏
(3)反应物：_C_O__2_、_H__2O。
目 链
((45))产 反物 应： 式_：__O_2_、__糖__类_等有机物。
化学能
高中生物 第五章 第四节 第1课时 光合作用的探究历程和过程名师优质课件2 新人教版必修1
2. 光反应为暗反应提供的物质是（ B ）
A.［H］和H2O
B.［H］和ATP
C.ATP和CO2
D.H2O和CO2
【解析】光合作用的光反应包括水的光解和ATP的合
成，前者产生［H］，后者生成ATP，产生的［H］和
ATP用于暗反应中C3的还原。
3. 将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间 后18O存在于 （ D ） A．光合作用生成的水中 B．仅在周围的水蒸气中 C．仅在植物释放的氧气中 D．植物释放的氧气和周围的水蒸气中
4.1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用 时，把光能转换成化学能储存起来。
5.1864年，德国植物学家萨克斯的实验证明：光合作用 的产物除氧气外还有淀粉，同时还证明光是光合作用的 必要条件。（自身对照实验，自变量为光照，因变量为 叶片的颜色变化）
结论： 淀粉是光合作用的产物之一。
【思考】（萨克斯的实验） a．为什么对天竺葵先进行暗处理？
2.光合作用的产物： 有机物、氧气
3.光合作用的条件： 光能
4.光合作用的场所： 叶绿体
二、光合作用的过程
光合作用的过程
阅读课本P:103—106,填写下表
项目
光反应
场所
条件
物质变化
能量变化 联系
暗反应
1.光反应阶段 条件：光、色素、酶、水 场所：叶绿体类囊体的薄膜上 物质变化： 水的光解： 2H2O 光 4[H]+O2 ATP的合成：ADP＋Pi ＋光能 酶
光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应产生 ADP和Pi为光反应提供原料
光合作用光反应与暗反应的区别
项目 部位 条件
物质变化
能量转换 联系
光反应
第4节第2课时 光合作用的探究历程和过程 秋学期高中生物必修1(人教版)PPT课件
(5)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。
(6)光合作用的光反应阶段产生的 ATP 只能用于暗反 应，不用于其他生命活动过程。
典例研析 【典例 2】 下图为光合作用示意图。下列说法错误 的是( )
A．①表示 O2，④表示 CO2 B．暗反应中，CO2 首先与 C5 结合生成 C3，然后被 还原为(CH2O)
(6)H2O 在光下分解为[H]和 O2 的过程发生在基质中。 (×)
(7)CO2 的固定过程发生在类囊体膜上。(×)
2．光合作用的实质是( )
A．把 CO2 转换成 ATP
B．产生化学能储存在有机物中
C．把光能转变成化学能，储存在 ATP 中
D．把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能
答案：D
4．在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改 变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然 上升，则改变的条件是( )
A．停止光照 B．停止光照并降低二氧化碳浓度 C．升高二氧化碳浓度 D．降低二氧化碳浓度 解析：二氧化碳是暗反应进行的条件之一，如果二氧 化碳减少，自然就不能顺利地形成 C3，已有的 C3 仍会通 过 C3 的还原途径而生成 C5。这样 C3 减少，C5 形成后却 不能进一步转变，于是就积累起来。
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 光反应(准备阶段)
暗反应(完成阶段)
场所 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体的基质中
光、色素、酶、水、ADP、多种酶、[H]、ATP、
条件
Pi
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光 能
化 学 能
储存在什么物质中呢？
4、德国的萨克斯（1864）
一半遮光
把绿叶先在暗处放置 几小时，进行饥饿处理
一半曝光
然后，让叶片一半曝光， 另一半遮光，进行对照
过一段时间后，用碘蒸气 处理这片叶，发现曝光的 一半呈深蓝色，遮光的一 半则没有颜色变化。
饥饿处理：消耗掉叶片中的营养物质（淀粉）
)
普利斯特利的不足之处： 没有发现光在植物更新空气中的作用。
(2)证明光合作用产生淀粉和氧气864年，萨克斯实验成功地证明了： 光合作用的产物有淀粉，
而且此过程需要光的参与。
T 谢谢观看 HANK YOU!
光合作用的原料是二氧化碳和水， 产物是糖类和氧气， 场所是叶绿体， 条件是要有光，还需要多种酶等。
你能用一个化学反应式表示出来吗？
CO2+H2 O
光能 （CH2O）+O2
叶绿体
1、光合作用的概念 绿色植物通过叶绿体，利用光能， 把CO2和H2O转化成储存能量的有机物， 并且释放出O2的过程。
2、光合作用的实质: 合成有机物，储存能量
6、美国的卡尔文（1948）
用14C标记14CO2，供小球藻进行光合
作用，探明了CO2中的C在光合作用中 转化成有机物中C的途径，
14C3
卡尔文 循环
C5
14CO2
这一途径称为卡尔文循环。
（14CH2O）
卡尔文循环：CO2 → C3 → (CH2O)
思考、总结
光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？
CO2＋H2O
光能、酶 叶绿体
（CH2O）＋O2
糖类
光能、酶
6CO2＋12H2O 叶绿体 1C6H12O6+6H2O＋6O2
酶
1C6H12O6 + 6H2O + 6O2
6CO2 + 12H2O + 能量
细基、线
大部分散失 合成38ATP
判断正误
(1)普利斯特利发现植物可以更新空气，他还发现植物
× 只有在光下才能更新空气(
三、光合作用的探究历程 03
一、光合作用的探究历程
1、海尔蒙特实验 2、普利斯特利实验（1771年） 3、1779年，荷兰的英格豪斯实验 4、1864年，德国萨克斯实验 5、恩格尔曼水绵实验（1880年） 6、美国鲁宾和卡门实验（1939年） 7、卡尔文循环
1、17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验
结论： 植物增重主要来自水分 水分是植物建造自身的
单一变量： 光的有无、绿叶的有无 结 论： 普利斯特利的实验只有在阳光照射下
才能成功，植物体只有绿叶才能更新
污浊的空气。
局 限 性： 不能确定植物吸收和释放的究竟 是什么气体成分。
直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才
明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
●德国的梅耶（1845）
根据能量转化与守恒定律明确指出， 植物在进行光合作用时，
原料。
2、英国的普利斯特利（1771年）
对照实验： A组与D组对照，B组与C组对照。 单一变量： 植物的有无。 结 论： 植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变
得污浊的空气。 不足之处： 没有发现光在植物更新空气中的作用。
3、荷兰的英格豪斯（1779）
对照实验：放在水中的植物一组照光一组遮光， 一组有绿叶一组无绿叶。
4、德国的萨克斯（1864）
一半遮光
一半曝光
饥饿处理
遮光对照
对 照：遮光和曝光
单一变量：有无光照 结 论：光合作用的产物有淀粉，
而且此过程需要光的参与。
碘蒸气检测
5、美国的鲁宾和卡门（1941）
第
第
一
二
组
组
对照实验： 一组标记CO2，一组标记H2O（相互对照）。 单一变量： 氧元素有没有用同位素标记。 结 论： 光合作用释放的氧气来自水。