5.4第2課時(shí)光合作用的原理課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第2課時(shí)

光合作用的原理學(xué)有目標(biāo)

新課程標(biāo)準(zhǔn)必明1.描述光合作用是怎樣進(jìn)行的。2.說明光合作用過程中物質(zhì)變化與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系。記在平時(shí)

核心語(yǔ)句必背1.光合作用的反應(yīng)式為：

2.光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜，產(chǎn)物是O?

、[H]和ATP。3.

暗(碳)反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)物是糖類等物質(zhì)。4.光合作用的能量轉(zhuǎn)換為：光能—→ATP中活躍的化學(xué)能—→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。[理清主干知識(shí)]一

、光合作用的概念及探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1.

光合作用的概念(1)場(chǎng)所：綠色植物的

葉綠體(2)能量來(lái)源：光能。(3)反應(yīng)物：

CO?和H?O。(4)產(chǎn)物：O?

、糖類

等有機(jī)物。預(yù)習(xí)新教材——

自學(xué)區(qū)新課程學(xué)案讓核心素養(yǎng)落地生根科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸

浮液中有水，沒有二氧化碳),在光照下可以釋放出氧氣光合作用釋放的O?

中的氧元素來(lái)在

;氧氣的產(chǎn)

生和糖類的合成是(

填“是”或“不是”)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)魯賓和卡門HO+CO?—

→植物—

→180H?O+C18O?—

→

植物

—

→O?

光合作用釋放的氧氣來(lái)自K小

阿爾農(nóng)在光照下，葉綠體可合成ATP,且這

一

過程總是

與

水的光解

相伴隨

水的光解可合成

ATP2.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)二、光合作用的過程光能1.

反應(yīng)式：CO?+H?O

葉綠體(CH?O)+O?

2.過程[

據(jù)圖填空]①NADPH

②

2C3

③ADP+Pi

④

O?

⑤

(CH?O)

葉綠體基質(zhì)光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所類囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)中條件需光不需要光

物質(zhì)變化光能H?O能>H++

O?

十能

量

；NADP++H+十能量—→NADPH;CO?+C?-

酶

>2C?

;2C?NADPH、ATP酶ADP+Pi十能量ATP

(CH?O)

+C?能量變化光

能

—

→ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能→(CH?

O)中

的化學(xué)能3.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較酶[診斷自學(xué)效果]1

.

魯賓和卡門用H

28O和CO?作為原料進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，下列符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是

(

)A.

釋放的氧氣全是O?B.釋放的氧氣一部分是O?,

一部分是18O?C.

釋放的氧氣全是18O?D.釋放的氧氣大部分是O?,

少部分是18O?解析：魯賓和卡門用H

28

O和CO?作為原料進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，其目的是探究光合作用釋放出的O?

的來(lái)源，通過放射性檢測(cè)，光合作用產(chǎn)生的氧氣全部是18O?。答案：C有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是A.

反應(yīng)后溶液的pH

降低B.每生成1

mol

O?轉(zhuǎn)移4mol

電子C.

葉綠素被氧化D.

該實(shí)驗(yàn)可說明光合作用產(chǎn)生的O?來(lái)源于水2.希爾實(shí)驗(yàn)是將分離出的葉綠體加到草酸鐵中，經(jīng)光照后發(fā)生反應(yīng)：()解析：從反應(yīng)式可看出，反應(yīng)后溶液酸性增強(qiáng)，pH

降低，每生成1

mol

O?會(huì)轉(zhuǎn)移4

mol

電子，但葉綠素并沒有改變，同

時(shí)可知光合作用產(chǎn)生的O?

來(lái)源于水。答案：C3.在光合作用過程中，光能最初用于

(

)A.CO?

的固定

B.C?的還原C.

水的光解

D.將淀粉分解為葡萄糖解析：光能被轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，同時(shí)分解水產(chǎn)生NADPH和

O?。答案：C4.

光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)依次發(fā)生在

(

)A.

細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核中B.

葉綠體的外膜、內(nèi)膜上C.

葉綠體的類囊體薄膜上、葉綠體的基質(zhì)中D.

葉綠體的基質(zhì)中、葉綠體的類囊體膜上解析：光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。答案：C5.光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列參與暗反應(yīng)必需的物質(zhì)是(

)A.H?O

、CO?

、ADPB.CO?

、NADPH

、ATPC.H?O

、CO2

、ATPD.NADPH

、H?O

、ADP解析：光合作用暗反應(yīng)過程包括CO?的固定(CO?+c?酶2C?)和C?

的還原

,需要NADPH作為還原劑和酶的催化，并消耗能量(ATP)。答案：B讓核全勝新學(xué)考——互動(dòng)區(qū)新知探究一探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)[在探究中學(xué)]人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的漸進(jìn)過程，請(qǐng)閱讀教材“思考·討論”的內(nèi)容，討論并交流下列問題：1.希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來(lái)自水提示：不能，懸浮液中沒有CO?,氧氣中的氧元素不可能來(lái)自CO?,但可能來(lái)自其他物質(zhì)，而且沒有進(jìn)行定量分析。地生根學(xué)案落程養(yǎng)課心素新2.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)提示：能說明，因?yàn)閼腋∫褐袥]有CO?,不能合成糖類。3.分析魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論提示：氧氣中的氧元素全部來(lái)自水。4.嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系：提示：H?O水的光解,O?光能ww葉綠體ATP中的色素

-ADP+Pi[在應(yīng)用中悟][典例1]

(2019·全國(guó)卷I

)將一株質(zhì)量為20

g

的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，

一段時(shí)間后植株達(dá)到40g,

其增加的質(zhì)量來(lái)自于

(

)A.水、礦質(zhì)元素和空氣

B.

光、礦質(zhì)元素和水C.

水、礦質(zhì)元素和土壤

D.

光、礦質(zhì)元素和空氣[解析]

根據(jù)光合作用的過程，植物產(chǎn)生的有機(jī)物主要來(lái)自空氣中CO?的轉(zhuǎn)化，另外植株增加的質(zhì)量還來(lái)自對(duì)水和礦質(zhì)

元素的吸收。光合作用過程中，光是光合作用進(jìn)行的動(dòng)力。答案]

A[在訓(xùn)練中評(píng)]1.(2018·北京高考)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP,

照

光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。該反應(yīng)過程中

()A.

需要ATP提供能量

B.DCIP

被氧化C.

不需要光合色素參與

D.

會(huì)產(chǎn)生氧氣解析：光合作用中的光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，

光合色素吸收光能，

一方面使水光解，釋放出氧氣和形成[H],

另一

方面在有關(guān)酶的催化作用下，促使ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形

成ATP。

結(jié)合題干信息，加入氧化還原指示劑DCIP

后，DCIP會(huì)被[H]還原。

答案：

DA.

物

質(zhì)a和物質(zhì)b都是氧氣B.物

質(zhì)a

無(wú)放射性，物質(zhì)b有放射性C.

物質(zhì)a

和物質(zhì)b的分子量相同D.

光合作用釋放的氧氣中氧元素來(lái)源于水2.用放射性同位素分別標(biāo)記二氧化碳和水，做了如下實(shí)驗(yàn)，下列就實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論的描述錯(cuò)誤的是(

)解析：用放射性同位素分別標(biāo)記二氧化碳和水，供給植物進(jìn)行光合作用，植物能合成有機(jī)物，釋放氧氣，圖中物質(zhì)a

和物質(zhì)b都是氧氣；光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自水，而不是二

氧化碳，由圖可知，物質(zhì)a無(wú)放射性，物質(zhì)b有放射性；物

質(zhì)a氧氣的分子量是32,物質(zhì)b氧氣的分子量是36;根據(jù)試

題分析，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是光合作用釋放的氧氣中氧元素來(lái)

源于水。答案：C②2多種酶參加催⑥CH?O)光反應(yīng)階段

暗反應(yīng)階段新知探究二光合作用的過程[在探究中學(xué)]光合作用是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包括一系列的化學(xué)反應(yīng)。如圖是光合作用的圖解，結(jié)合該圖和教材內(nèi)容分析：ADP+PiNADP在光下的分解

化光

能③①⑤H?O1.寫出圖中序號(hào)代表的物質(zhì)的名稱①葉綠體中的色素；②O?

;③NADPH;④ATP;

⑤C?

;⑥C?。

2.

據(jù)圖分析光合作用過程中的物質(zhì)變化光反①水的光解：

H?O光能H++O?+能量

應(yīng)

②NADPH的合成：NADP++H+十能量—→NADPH

階段

③ATP的合成：

ADP+Pi十能量酶

ATP

暗反應(yīng)①CO?

的固定：

CO?+C

?

ATP

階段

②C?

的還原：

酶

→(CH?O)

十C5

H、2C酶NADP?—→3.根據(jù)光合作用的反應(yīng)過程，回答下列問題(1)暗反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行，那么暗反應(yīng)能較長(zhǎng)時(shí)間在黑暗條件下進(jìn)行嗎提示：不能，因?yàn)樵诤诎禇l件下不能進(jìn)行光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺少光反應(yīng)提供的NADPH和ATP。(2)若用放射性同位素分別標(biāo)記H?O中的O,則能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測(cè)到放射性提示：放射性的O可在釋放的O?中檢測(cè)到。(3)若標(biāo)記CO?中的1?C,

請(qǐng)寫出光合作用過程中4C的轉(zhuǎn)化途徑。提示：

1?CO?—→

14C?—→(1?CH?O)(4)光合作用的總反應(yīng)式及各元素的去向。提示：(5)分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系。提示：光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量；暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP

、Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。C?H?O?(葡萄糖)+6H?O+6O?光能葉綠體12H?O+6CO?

系統(tǒng)認(rèn)知外界條件改變對(duì)光合作用中有關(guān)物質(zhì)含量的影響據(jù)圖分析可知，外界條件(如光照、CO?

濃度等)改變時(shí)，光合作用中C?

、C?

、NADPH、ATP

含量的變化如下

表：條件C?C?N

A

D

P

H

和ATP模型分析光照由強(qiáng)到弱，

CO?供應(yīng)不變?cè)黾訙p少減少或沒有光

光照，照強(qiáng)_弱---C?C?

、[H]、ATP0

時(shí)間光照由弱到強(qiáng)，

CO?供應(yīng)不變減少增加增加物質(zhì)的量光光

照，照

弱強(qiáng)C?

、[H]、ATP-C?0時(shí)間光照不變，CO?由充足到不足減少增加增加CO?CO?充足不足0C?

、[H]、ATP-C?時(shí)間光照不變，CO?由不足到充足增加減少減少CO?

!CO,充足不足

C?C?

、[H]、ATP0

時(shí)間物質(zhì)的量物質(zhì)的量物質(zhì)的量[特別提醒]

①以上各物質(zhì)的變化是相對(duì)含量的變化，不是合成速率，而且是在條件改變后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的。②在以上各物質(zhì)的含量變化中：C?

和C?含量的變化是相反的，即C?

增加，則C?減少；NADPH

和ATP

的含量變化是

一致的，即都增加，或都減少。A.階段②中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能B.若中斷CO?的供應(yīng)則階段①產(chǎn)生的b增

多

，d減少C.

階段①中c為NADH,作為還原劑參與階段②中f的還原D.為該植物提供1?CO?,則

4C的轉(zhuǎn)移途徑為：

h→f→有機(jī)物[在應(yīng)用中悟][典例2](2019·溫州月考)如圖為某植物光合作用的示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是

(

)[解析]

階段②表示暗反應(yīng)，在暗反應(yīng)中，活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能；光反應(yīng)和暗反應(yīng)是緊密聯(lián)系、相互

影響的兩個(gè)過程，階段①為光反應(yīng)，b

為O?

,d

是ATP,

若

中

斷CO?的供應(yīng)，則光反應(yīng)也會(huì)受到影響，所以光反應(yīng)產(chǎn)生的

O?

與ATP

均會(huì)減少；c為NADPH,f

為C?

,NADPH

作為還原

劑參與階段②中f的還原；h

是CO?

,f

是C?,

為該植物提供14CO?,

則?

C的轉(zhuǎn)移途徑為：14CO?→14C?→有機(jī)物。答案]

D[典例3]

用一定濃度的NaHSO?溶液噴灑到小麥的葉片上，短期內(nèi)檢測(cè)到葉綠體中C?

的含量下降，C?

的含量上升。NaHSO?溶液的作用可能是

(

)A.

促進(jìn)葉綠體中CO?的固定B.促進(jìn)葉綠體中ATP

的合成C.

抑制葉綠體中NADPH

的形成D.

抑制葉綠體中有機(jī)物的輸出[解析]

若NaHSO?溶液促進(jìn)葉綠體中CO?的固定，則CO?

被C?固定形成的C?增加，則消耗的C?增加，故C?的含量

將減少，C?

的含量將增加；若NaHSO?溶液促進(jìn)葉綠體中ATP

的合成，則被還原的C?增多，消耗的C?

增加，生成的C?增多，而CO?被C?固定形成C?的過程不變，故C?的含量將減

少

，C?

的含量將增加；若NaHSO?溶液抑制葉綠體中NADP

H

的形成，則被還原的C?減少，生成的C?減少，而CO?被C?固

定形成C?的過程不變，故C?的含量將增加，C?的含量將減少；若NaHSO?溶液抑制葉綠體中有機(jī)物的輸出，意味著暗反應(yīng)中C?的還原過程變慢，生成的C?減少，而CO?被C?固定

形成C?的過程不變，故C?的含量將增加，C?的含量將減少。答

案

BA.結(jié)構(gòu)a

中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B.供給1?CO?,

放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O?→C?→

甲C.

結(jié)構(gòu)a釋放的O?可進(jìn)入線粒體中D.葉綠體中的色素主要分布于類囊體腔中解析：葉綠體中的色素主要分布于類囊體的薄膜上。答案：D[在訓(xùn)練中評(píng)]3.如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是(

)H?O4.玉蘭葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果將它移至暗室中，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C?與C?相對(duì)含量的變化分別是

()A.

增多

減少

B.

減

少

增多C.增

多

增多

D.

減少

減少解

析：葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，C?和C?處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；移至暗室后，短時(shí)間內(nèi)由于光反應(yīng)速度下

降

，ATP

和NADPH

的合成減少，C?

還原成C?的過程受到影

響，而C?仍能正常和CO?反應(yīng)生成C?,

故C?增

多

，C?減少。答案：A項(xiàng)目光合作用細(xì)胞呼吸場(chǎng)所植物細(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、NADPH中活躍的化學(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中活躍的化學(xué)能

十熱能讓核

3

挑戰(zhàn)新選考——

自選區(qū)探究光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別和聯(lián)系[理解深一點(diǎn)]根案落地生程學(xué)養(yǎng)課心素新項(xiàng)目光合作用細(xì)胞呼吸實(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)系光能光合作用2(化學(xué)能)熱

能

A

T

P細(xì)胞呼吸(有氧呼吸)[難度加一點(diǎn)][典例]下圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用與有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化圖解，其中①~④表示過程。相關(guān)敘述錯(cuò)誤A.過程①③④都能合成ATPB.過程①②③④總是同時(shí)進(jìn)行C.

過程①③都在生物膜上進(jìn)行D.

過程④產(chǎn)生的[H]還來(lái)自水(

)的是[解析]

據(jù)圖可知，過程①~④依次是光合作用的光反應(yīng)階段、光合作用的暗反應(yīng)階段、有氧呼吸的第三階段、有

氧呼吸的第一、二階段，其中①③④都能合成ATP;過

程①②③④不一定同時(shí)進(jìn)行，如晚上僅進(jìn)行③④(有氧呼吸)而不進(jìn)行①②(光合作用);過程①是光合作用的光反應(yīng)階段，場(chǎng)所是類囊體薄膜，過程③是有氧呼吸的第三階段，場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜；過程④是有氧呼吸的第一、二階段，產(chǎn)生的[H]

除了來(lái)自葡萄糖之外，還來(lái)自水。答案]

B[訓(xùn)練難一點(diǎn)]1.

(2019·唐山一模)下列關(guān)于光合作用和有氧呼吸過程的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A.光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物可為有氧呼吸第三階段提供原料B.

有氧呼吸第三階段的產(chǎn)物可為光合作用光反應(yīng)階段提供原料C.

兩者產(chǎn)生氣體的階段都有水參與D.

兩者產(chǎn)生氣體的階段都與生物膜有關(guān)解析：光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物O?

可作為有氧呼吸第三階段的原料；有氧呼吸第三階段的產(chǎn)物H?O可作為光合作用光

反應(yīng)階段的原料；光合作用光反應(yīng)可將H?O