2020-2021學(xué)年-人教版-光合作用的探究歷程和過(guò)程-教案

課時(shí)2光合作用的探究歷程和過(guò)程[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.說(shuō)出光合作用的探究歷程;2.說(shuō)明光合作用的概念、過(guò)程。知識(shí)點(diǎn)一光合作用的探究歷程閱讀教材第101～102頁(yè),完成以下填空:科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論1771年普利斯特利密閉玻璃罩+綠色植物+植物可以更新空氣1779年英格豪斯500屢次植物更新空氣實(shí)驗(yàn)在陽(yáng)光照射下,植物體只有綠葉才能更新空氣1845年梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律光合作用把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)1864年薩克斯綠葉→暗處放置→葉片一半曝光、一半遮光→碘蒸氣處理→顏色變化(曝光處呈深藍(lán)色)植物葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉1941年魯賓和卡門光合作用釋放的O2全部來(lái)自于H2O20世紀(jì)40年代卡爾文用14C標(biāo)記CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑,即卡爾文循環(huán)要點(diǎn)光合作用的探究歷程中的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)分析歷經(jīng)一個(gè)半世紀(jì),科學(xué)家們做過(guò)許多實(shí)驗(yàn),才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物。在以下幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中,相關(guān)表達(dá)不正確的選項(xiàng)是(C)2量D.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中,用18O分別標(biāo)記H2O和CO2,證明了光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自H2O而不是CO2提示:恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明O2由葉綠體釋放出來(lái),葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,但不能定量分析光合作用生成的O2量。[歸納總結(jié)]光合作用的探究歷程中的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)分析(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:綠葉(2)實(shí)驗(yàn)分析:①設(shè)置了自身對(duì)照,自變量為光照,因變量是葉片顏色的變化。②實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理,使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉,防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。③本實(shí)驗(yàn)除了證明光合作用的產(chǎn)物是淀粉的同時(shí),還證明了光照是光合作用的必要條件。(1)巧妙之處:兩組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照直觀地表現(xiàn)出氧氣是來(lái)自于水中的氧,而不是來(lái)自于二氧化碳中的氧。(2)自變量為被標(biāo)記的C18O2和O,因變量是O2的放射性。(1)探究方法——同位素標(biāo)記法:用14C標(biāo)記CO2,追蹤檢測(cè)放射性,探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。(2)結(jié)論:碳的轉(zhuǎn)化途徑:14CO2+C5→14C3→(14CH2O)。薩克斯和魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)對(duì)照方式有什么不同?提示:薩克斯實(shí)驗(yàn)和魯賓及卡門實(shí)驗(yàn)的對(duì)照設(shè)計(jì)方法是不相同的。薩克斯實(shí)驗(yàn)的對(duì)照方式為自身對(duì)照(一半曝光與另一半遮光);而魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)的對(duì)照方式為相互對(duì)照(標(biāo)記不同的物質(zhì):O與C18O2)。知識(shí)點(diǎn)二光合作用的過(guò)程閱讀教材第103～104頁(yè),完成以下填空:比擬工程光反響暗反響區(qū)別實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,并放出O2固定CO2,形成有機(jī)物時(shí)間長(zhǎng)短短促較緩慢需要條件色素、光照、酶不需要色素和光照,需要多種酶反響場(chǎng)所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)變化①水的光解:水分解生成[H]和O2;②ATP的合成:在相關(guān)酶的作用下ADP和Pi形成ATP①CO2的固定:CO2+C5→2C3;②C3的復(fù)原:2C3→(CH2O)+C5③ATPADP+Pi能量變化光能→ATP中活潑的化學(xué)能ATP中活潑的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能相應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP和[H]葡萄糖等有機(jī)物聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系(1)光反響為暗反響提供[H]和ATP;暗反響為光反響提供ADP和Pi,即兩個(gè)反響階段相輔相成,密切聯(lián)系。(2)沒(méi)有光反響,暗反響缺乏[H]和ATP,無(wú)法進(jìn)行;暗反響受阻,光反響因產(chǎn)物積累也不能正常進(jìn)行?？梢?jiàn),二者相互制約。能量聯(lián)系光反響將光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP中活潑的化學(xué)能,暗反響再將ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2+H2O(CH2O)+O2暗反響階段有光無(wú)光都可以進(jìn)行,是否可以說(shuō)暗反響與光反響沒(méi)有關(guān)系?提示:不可以。因?yàn)楣夥错懯前捣错懙母?為暗反響提供ATP和[H],如果沒(méi)有光反響那么暗反響不能長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行。要點(diǎn)1光合作用的過(guò)程如圖1表示光合作用局部過(guò)程的圖解,圖2表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的C5和C3在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。根據(jù)圖答復(fù):(1)圖1中A表示的物質(zhì)是[H],它由水在光下分解產(chǎn)生,其作用主要是用于C3的復(fù)原。(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來(lái)自太陽(yáng)光能。假設(shè)用放射性同位素標(biāo)記14CO2,那么14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是(CH2O)。(3)圖2中曲線a表示的化合物是C3,在無(wú)光照時(shí),其含量迅速上升的原因是CO2與C5結(jié)合形成C3和C3不能被復(fù)原。(4)曲線b表示的化合物是C5,在無(wú)光照時(shí),其含量下降的原因是C5與CO2結(jié)合形成C3,且C3不能被復(fù)原為C5。[歸納總結(jié)]光合作用過(guò)程中元素轉(zhuǎn)移及各物質(zhì)含量的變化規(guī)律分析(1)光合作用過(guò)程中元素轉(zhuǎn)移途徑①3O②14C18O2214C3(14CO)+O(2)外界條件(如光照、CO2濃度等)改變時(shí),光合作用中C3、C5、[H]、ATP含量的變化條件C3C5[H]和ATP模型分析光照由強(qiáng)到弱,CO2供給不變?cè)黾訙p少減少或沒(méi)有光照由弱到強(qiáng),CO2供給不變減少增加增加光照不變,CO2由充足到缺乏減少增加增加光照不變,CO2由缺乏到充足增加減少減少要點(diǎn)2光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系與區(qū)別如圖表示植物葉肉細(xì)胞的兩個(gè)重要生理過(guò)程,以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)是(B)A.a、c過(guò)程產(chǎn)生[H]時(shí)也產(chǎn)生ATPB.甲、乙過(guò)程中[H]產(chǎn)生的場(chǎng)所相同C.甲中的[H]用于復(fù)原C3D.乙中的[H]最終在線粒體內(nèi)膜上被利用提示:分析圖示可知:a、b、c、d分別表示光反響中的水在光下分解、暗反響過(guò)程中的CO2固定和C3的復(fù)原、有氧呼吸的第一和第二階段、有氧呼吸的第三階段。綜上分析,a、c過(guò)程產(chǎn)生[H]時(shí)也產(chǎn)生ATP;甲為光合作用,乙為有氧呼吸,因此甲、乙過(guò)程中[H]產(chǎn)生的場(chǎng)所不同;甲中的[H]即光反響產(chǎn)生的[H]可用于復(fù)原C3;乙中的[H]即有氧呼吸的第一和第二階段產(chǎn)生的[H],最終在線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸的第三階段而被利用。[歸納總結(jié)]光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系與區(qū)別(1)圖示兩者聯(lián)系(2)表解兩者區(qū)別工程光合作用細(xì)胞呼吸場(chǎng)所主要發(fā)生在植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件只在光下進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行能量變化光能→ATP中活潑的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活潑的化學(xué)能+熱能實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物,儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物,釋放能量范圍含葉綠體的植物細(xì)胞和光合細(xì)菌所有活細(xì)胞聯(lián)系核心知識(shí)小結(jié)[要點(diǎn)整合][關(guān)鍵語(yǔ)句]1.光合作用的反響式:CO2+H2O(CH2O)+O2。2.光合作用分為光反響和暗反響兩個(gè)階段。光反響的場(chǎng)所是類囊體薄膜,條件有:光、色素、酶、水、ADP、Pi,產(chǎn)物是O2、[H]和ATP。暗反響的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),條件有:多種酶、[H]、ATP、CO2、C5,產(chǎn)物是糖類等物質(zhì)。3.光合作用中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變:(1)14CO2→14C3→(14CH2O);(2)O→18O2。4.光合作用的能量轉(zhuǎn)變:光能→ATP中活潑的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。1.20世紀(jì)40年代,美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門利用氧的同位素18O分別標(biāo)記水和二氧化碳,使它們分別成為O和C18O2,然后進(jìn)行如下圖的兩組光合作用實(shí)驗(yàn)(容器中為一種低等綠色植物小球藻懸液)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(C)A.兩個(gè)裝置,一個(gè)置于光下,一個(gè)置于暗處,放置相同時(shí)間B.假設(shè)兩容器在光下放置相同時(shí)間,甲容器釋放的氧氣有放射性2改成溶解5%NaHCO3,會(huì)增加實(shí)驗(yàn)的可靠性2解析:比照甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)裝置圖,發(fā)現(xiàn)圖中已呈現(xiàn)了變量,如果再將兩裝置一個(gè)置于光下,一個(gè)置于暗處相同時(shí)間,就不符合實(shí)驗(yàn)的單一變量原那么;魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯抗夂献饔冕尫诺难鯕庵醒醯膩?lái)源。2.如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能示意圖,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是(D)14CO2,放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2→C3→甲解析:葉綠體中的色素主要分布于類囊體的薄膜上。3.在適宜反響條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后,突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。以下是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì),組合正確的選項(xiàng)是(C)A.紅光,ATP含量下降B.紅光,未被復(fù)原的C3含量上升C.綠光,[H]含量下降D.綠光,C5含量上升解析:葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍(lán)紫光。假設(shè)由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光,那么可利用的光增加,光反響增強(qiáng),ATP含量增加,未被復(fù)原的C3減少;葉綠體色素對(duì)綠光吸收最少,假設(shè)由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光,可導(dǎo)致光反響速率減慢,光反響產(chǎn)生的[H]和ATP減少,而短時(shí)間內(nèi)暗反響仍以原來(lái)的速率進(jìn)行,消耗[H]和ATP,故短時(shí)間內(nèi)[H]含量會(huì)下降;同理,綠光下由于[H]和ATP含量下降,導(dǎo)致C3被復(fù)原為C5的速率減慢,而暗反響中CO2的固定以原來(lái)的速率消耗C5,故短時(shí)間內(nèi)C5的含量會(huì)下降。4.如圖表示植物細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程,以下分析不正確的選項(xiàng)是(A)A.發(fā)生在生物膜上的生理過(guò)程有a、c、dB.有ATP產(chǎn)生的生理過(guò)程是b、c、dC.人體細(xì)胞內(nèi)具有的過(guò)程是b、dD.在光照充足、條件適宜的條件時(shí),a強(qiáng)于b,c強(qiáng)于d解析:a表示光合作用的暗反響階段,b表示有氧呼吸第一、二階段,c表示光合作用的光反響階段,d表示有氧呼吸第三階段。四個(gè)過(guò)程中a過(guò)程的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì);b過(guò)程的有氧呼吸第一階段發(fā)生的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),有氧呼吸第二階段發(fā)生的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì),二者都不是在生物膜上發(fā)生的。5.如圖是生態(tài)系統(tǒng)中主要由生產(chǎn)者所進(jìn)行的某種活動(dòng),據(jù)圖完成問(wèn)題:(1)該生理活動(dòng)的名稱是。(2)它主要是在葉肉細(xì)胞內(nèi)被稱為的細(xì)胞器中進(jìn)行的。(3)圖中字母A、B、C各自所代表的物質(zhì)是A,B,C。(4)需要消耗物質(zhì)A和B的生理過(guò)程③的名稱是。(5)圖中編號(hào)①所表示