高中生物人教必修一課件第五章第4節(jié)能量之源光與光合作用探究導學

二光合作用的原理和應用第1課時光合作用的探究歷程和光合作用的過程一、光合作用的探究歷程1.光合作用的概念:(1)場所:綠色植物的_______中。(2)能量轉化:_____→儲存在有機物中的_______。(3)物質轉化:___和___→有機物和__。葉綠體光能化學能CO2H2OO22.光合作用的探究歷程(連線):二、光合作用的過程1.寫出圖中標號代表的含義:(1)生理過程:Ⅰ:_______。Ⅱ:_______。(2)物質:①_______________。②__。③__。④____。光反應暗反應葉綠體中的色素O2C3ATP2.寫出Ⅰ和Ⅱ的反應場所:Ⅰ:_______________。Ⅱ:_________________。3.總反應式:______________________。類囊體的薄膜上葉綠體內的基質中CO2+H2O(CH2O)+O2【預習自測】1.真核細胞中光合作用發(fā)生的部位是(

)A.葉綠素 B.葉綠體C.類囊體的薄膜 D.葉綠體的基質【解析】選B。光合作用分為光反應和暗反應,真核細胞中光反應的場所是類囊體薄膜,暗反應的場所是葉綠體基質,因此真核細胞中光合作用的場所是葉綠體。2.在植物光合作用的發(fā)現歷程中,薩克斯的成就是(

)A.證明植物能夠吸收CO2,同時放出O2B.證明葉片在光下能夠產生淀粉C.證明光合作用釋放的氧氣由葉綠體產生D.追蹤到光合作用中碳元素的行蹤【解析】選B。薩克斯采用碘液檢測淀粉的方法,證明葉片在光下能產生淀粉;恩格爾曼通過實驗證明O2是由葉綠體釋放出來的;卡爾文用14C標記的14CO2追蹤了碳元素的行蹤。3.光合作用釋放出的O2來自參加反應的(

)A.CO2 B.H2OC.CO2和H2O D.C6H12O6【解析】選B。根據魯賓和卡門的實驗,證明光合作用釋放的O2來自反應物中的水。4.在暗反應階段,生成C3的反應物有(

)A.CO2和C5 B.H2O和C5C.O2和C5 D.CO2和H2O【解析】選A。暗反應階段,外界的CO2和葉綠體內的C5反應生成兩分子的C3。主題1光合作用的探究歷程【問題探究】1.薩克斯的實驗:根據薩克斯實驗過程圖解,探討下列問題:(1)兩個關鍵操作的目的:①將葉片在暗處放置幾個小時(即饑餓處理)的目的:_______________________。②遮光處理的目的:_____________。消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質設置對照實驗(2)碘蒸氣處理后遮光區(qū)和曝光區(qū)的實驗現象及實驗結論。同一葉片遮光區(qū)曝光區(qū)實驗現象顏色為棕色顏色變?yōu)樯钏{色實驗結論__________________________________黑暗中不產生淀粉光照下可產生淀粉2.魯賓和卡門的實驗:(1)實驗方法:_____________。(2)圖中的A、B物質分別表示:A:__,B:____。(3)在魯賓和卡門的實驗中,用18O同時標記的物質是:________。不能同時標記的原因:____________________________________________________________。(4)魯賓和卡門的實驗結論是:_____________________________________________。同位素標記法O218O2H2O或CO2若同時標記H2O和CO2,則不能區(qū)分產物O2中的氧元素是來自H2O還是CO2光合作用釋放的氧氣全部來自水,而不是二氧化碳【探究總結】光合作用探究歷程中的重要結論(1)植物可以更新空氣(普利斯特利)。(2)證明了光和綠葉在更新空氣中不可缺少(英格豪斯)。(3)葉綠體是進行光合作用的場所(恩格爾曼)。(4)植物將光能轉化為化學能儲存起來(梅耶)。(5)光合作用的產物有淀粉(薩克斯)。(6)光合作用釋放的氧氣來自水(魯賓和卡門)。(7)CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中的碳(卡爾文)。【探究訓練】1.下列是光合作用探究歷程中有關實驗的敘述,其中正確的是(

)A.恩格爾曼發(fā)現光合作用的場所是葉綠體的實驗中只用了水綿一種生物材料B.普利斯特利發(fā)現了光在植物更新空氣中的作用C.薩克斯直接把置于光下的綠葉進行一半遮光和一半曝光處理,一段時間后用碘蒸氣處理,實驗結果可以成功地證明光合作用的產物有淀粉D.利用了極細的光是恩格爾曼成功的原因之一【解題指南】解答本題的關鍵是掌握以下兩點:(1)恩格爾曼實驗設計的巧妙之處:選用了帶狀葉綠體的水綿和好氧細菌為生物材料;用極細的光束照射。(2)薩克斯首先將葉片進行暗處理,消耗掉葉片里面的有機物,排除了綠葉中原有淀粉的影響?！窘馕觥窟xD。恩格爾曼實驗中用了水綿和好氧細菌兩種生物材料,A錯誤;普利斯特利發(fā)現了綠色植物可以更新空氣,但沒有發(fā)現光在這個過程中的作用,B錯誤;薩克斯首先將葉片進行暗處理,消耗掉葉片里面的有機物,然后進行了對照實驗,C錯誤;利用了極細的光可以將水綿的帶狀葉綠體分為曝光和黑暗兩個部分,從而形成對照,因此是恩格爾曼成功的原因之一?！狙a償訓練】某植物葉片不同部位的顏色不同,將該植物在黑暗中放置48h后,用錫箔紙遮蔽葉片兩面,如下圖所示。在日光下照光一段時間,去除錫箔紙,用碘染色法處理葉片,觀察到葉片有的部位出現藍色,有的沒有出現藍色。其中,沒有出現藍色的部位是(

)A.a、b和d

B.a、c和e

C.c、d和e

D.b、c和e【解題指南】解答本題時需關注以下兩點:(1)植物進行光合作用的場所只在葉綠體。(2)光合作用需要光照?！窘馕觥窟xB。本題考查光合作用的條件及場所。光合作用需要光照。部位c被錫箔紙遮蓋,不能進行光合作用產生淀粉,而a、e部位為黃白色,沒有葉綠素,也不能進行光合作用產生淀粉,所以碘處理后不會變藍。2.(2017·臨沂高一檢測)在開展生物學實踐活動時,對照實驗設計應遵循單一變量的原則。為了研究光對大豆生長的影響,某小組設計了如下實驗:在兩只花盆里分別種相同數量的大豆苗,并進行如下處理。在這一實驗設計中,有一處不正確,需要改正的為(

)花盆光溫度水甲光亮處20℃充足乙黑暗處20℃少量A.乙花盆放在光亮處 B.甲花盆放在黑暗處C.甲花盆的溫度高于20℃ D.乙花盆澆充足的水【解析】選D。乙花盆放在黑暗處,甲花盆放在光亮處,相互對照,不需要改正,A、B不符合題意;溫度是無關變量,無關變量保持一致,都為20℃,不需要改正,C不符合題意;水是無關變量,無關變量應保持一致且適宜,因此乙花盆水分不充足,不對,乙花盆應澆充足的水,D符合題意。主題2光合作用的過程【問題探究】1.光反應階段:(1)光反應階段的條件:_____________________;場所:_____________。(2)光反應階段的反應物和產物:①反應物:____________。②產物:____________。光照、水、酶、色素等類囊體薄膜上H2O、ADP、PiO2、[H]和ATP(3)光反應階段中物質和能量的變化:①物質變化:__________________。②能量變化:____________________________。水光解,產生O2和[H]光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能2.暗反應階段:(1)暗反應階段的條件:____________________________________________;場所:_____________。(2)暗反應階段中的物質和能量變化:CO2、光反應階段產生的ATP和[H]、多種酶的催化葉綠體基質中②能量變化:________________________________________________________。ATP中活躍的化學能轉化成糖類(CH2O)等有機物中穩(wěn)定的化學能3.光反應和暗反應的相互關系:(1)光反應與暗反應之間的物質供應關系:①光反應:_____________________。②暗反應:____________________。(2)在無光條件下,暗反應能否長期進行?若暗反應停止,光反應能否持續(xù)進行?為暗反應提供[H]和ATP為光反應提供ADP和Pi提示:①不能。因為無光條件下,光反應不能進行,光反應的產物ATP和[H]減少,不能滿足暗反應的需求,暗反應將停止進行。②不能。暗反應停止,光反應產生的ATP和[H]積累過多,抑制光反應的進行。4.外界環(huán)境驟變對光合作用中物質含量的影響:當外界因素中光照強度、CO2濃度驟然變化時,短時間內將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)的生成量,進而影響葉肉細胞中這些物質的含量,總結規(guī)律填寫下表:條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量光照變弱,CO2供應不變____________________________光照變強,CO2供應不變__________________光照不變,CO2濃度變小___________________光照不變,CO2濃度變大___________________增加減少減少或沒有減少或沒有減少增加增加增加減少增加增加減少增加減少減少增加【探究總結】1.光合作用的實質:(1)物質變化:將無機物轉化為有機物,并儲存能量。(2)能量變化:光能→ATP中活躍的化學能→葡萄糖等有機物中穩(wěn)定的化學能。2.光反應和暗反應的區(qū)別和聯系:項目光反應暗反應場所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質中條件光、色素、酶、水多種酶、[H]、ATP、CO2項目光反應暗反應物質變化①水的光解:2H2OO2+4[H]②ATP的形成:ADP+Pi+光能ATP①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的還原:2C3(CH2O)+C5能量變化光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→(CH2O)中穩(wěn)定的化學能聯系①光反應為暗反應提供[H]和ATP;暗反應為光反應提供ADP和Pi②沒有光反應,暗反應無法進行;沒有暗反應,光反應最終也會停止3.光合作用過程中的元素和物質去向:(1)氧元素(2)碳元素:CO2→C3→(CH2O)(3)氫元素:H2O→[H]→(CH2O)+H2O(4)葉綠體中[H]、ATP、ADP和Pi的運動方向。①[H]和ATP:類囊體薄膜→葉綠體基質。②ADP和Pi:葉綠體基質→類囊體薄膜?！咎骄坑柧殹?.(2017·合肥高一檢測)下圖為高等綠色植物光合作用圖解,以下說法正確的是(

)A.①是光合色素,分布在葉綠體和細胞質基質中B.②是氧氣,可參與有氧呼吸的第二階段C.③是三碳化合物,能被還原為(CH2O)D.④是ATP,在葉綠體基質中生成【解析】選C。葉綠體中的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上,A錯誤;分析題圖可知,光反應階段,水分解形成了②和[H],因此②是氧氣,但氧氣參與有氧呼吸的第三階段,B錯誤;三碳化合物被[H]還原為(CH2O),C正確;④是ATP,此處ATP形成于光反應階段,場所是葉綠體的類囊體膜上,D錯誤。2.(2017·德州高一檢測)對光合作用圖解分析不正確的是(

)A.圖中為真核生物的光合作用過程B.若突然停止CO2供應,則短時間內三碳化合物的含量將上升C.