2024-2025學(xué)年高中生物第5章第4節(jié)第2課時光合作用的探究歷程和基本過程學(xué)案新人教版必修1

PAGE13-第2課時光合作用的探究歷程和基本過程[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解光合作用的探究歷程，說出光合作用的概念。2.駕馭光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程以及二者的關(guān)系。3.簡述化能合成作用。學(xué)問點一光合作用的探究歷程學(xué)問梳理1.光合作用的概念：綠色植物通過eq\o(□,\s\up1(01))葉綠體，利用eq\o(□,\s\up1(02))光能，把eq\o(□,\s\up1(03))二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成eq\o(□,\s\up1(04))儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出eq\o(□,\s\up1(05))氧氣的過程。2．光合作用的探究歷程1.薩克斯的試驗中先把綠葉在暗處放置目的是什么？如何形成比照？提示：先把綠葉在暗處放置的目的是進(jìn)行饑餓處理，使葉片中的養(yǎng)分物質(zhì)消耗掉，避開了葉片中原有淀粉對試驗結(jié)果的干擾；葉片一半遮光，一半曝光，形成比照。2．薩克斯的試驗中為什么要用酒精脫色后再加碘液處理？提示：避開葉片顏色對試驗結(jié)果的干擾。3．魯賓、卡門采納的試驗方法是什么？提示：同位素標(biāo)記法。典題分析題型一光合作用的探究歷程[例1]科學(xué)是在試驗和爭辯中前進(jìn)的，光合作用的探究歷程就是如此。在下面幾個關(guān)于光合作用的試驗中，相關(guān)敘述正確的是()A．恩格爾曼的試驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量B．薩克斯的試驗證明白光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉C．普利斯特利的試驗證明白植物可以更新CO2并產(chǎn)生O2D．魯賓和卡門的試驗中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明白光合作用產(chǎn)生的氧氣來自CO2而不是H2O解題分析恩格爾曼的試驗證明白水綿光合作用生成氧氣，沒有定量分析生成氧氣的量，A錯誤；薩克斯的試驗勝利證明白光合作用產(chǎn)生了淀粉，B正確；普利斯特利的試驗證明白植物可以更新空氣，沒有證明植物汲取和釋放的氣體成分，C錯誤；魯賓和卡門的試驗中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明白光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2，D錯誤。答案B學(xué)問拓展1.光合作用的發(fā)覺歷程中經(jīng)典試驗的比較2.同位素標(biāo)記法的試驗應(yīng)用運用范圍：可用來探討細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，化學(xué)物質(zhì)的變更、反應(yīng)機(jī)理等。(1)標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如用18O標(biāo)記Heq\o\al(18,2)O，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)記C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2；證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O而不是來自于CO2。(2)標(biāo)記特征化合物，探究生理過程，以探討生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程。學(xué)問點二光合作用的過程及化能合成作用學(xué)問梳理1.反應(yīng)式：CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up17(光能),\s\do15(葉綠體))(CH2O)＋O2。2．光合作用的過程3．環(huán)境條件驟變與C3、C5及ATP等物質(zhì)含量變更(1)CO2供應(yīng)正常，光照停止時，C3、C5的含量變更(2)光照正常，CO2供應(yīng)停止，C3、C5的含量變更4．化能合成作用(1)概念：利用體外環(huán)境中的eq\o(□,\s\up1(01))某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造eq\o(□,\s\up1(02))有機(jī)物，這種合成作用叫做化能合成作用。(2)實例(3)自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物1.若突然停止光照，光反應(yīng)和暗反應(yīng)如何變更？提示：光反應(yīng)馬上停止，暗反應(yīng)仍能進(jìn)行一段時間，最終也停止。2．光合作用產(chǎn)生的ATP水說明放的能量能用于生物體各項生命活動嗎？提示：不能。光合作用產(chǎn)生的ATP水說明放的能量只能用于暗反應(yīng)中C3還原。3．光合作用過程有水產(chǎn)生嗎？提示：有。光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)生水。典題分析題型二光合作用過程分析[例2]據(jù)下面光合作用圖示推斷，下列敘述不正確的是()A．⑤過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上，⑥過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中B．圖示①～④依次為[H]、ATP、CO2、(CH2O)C．如用14C標(biāo)記CO2來追蹤光合作用過程中的碳原子，則14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→CD．②不僅用于還原C3，還可用于礦質(zhì)離子汲取等解題分析依據(jù)光合作用的過程推斷①②③④⑤⑥分別表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反應(yīng)和暗反應(yīng)，B正確；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，A正確；光合作用過程中，CO2首先與C5相結(jié)合，形成C3，然后C3被還原形成糖類等有機(jī)物，C正確；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)，呼吸作用產(chǎn)生的ATP才能用于礦質(zhì)離子汲取等生命活動，D錯誤。答案D[例3]離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時，假如突然中斷CO2的供應(yīng)，短短暫間內(nèi)葉綠體中C3與C5相對含量的變更是()A．C3增多、C5削減 B．C3增多、C5增多C．C3削減、C5增多 D．C3削減、C5削減解題分析若突然中斷CO2供應(yīng)，C3生成速率下降，消耗速率不變，C3削減，C5生成速率不變，消耗速率下降，C5增多。答案C[例4]在相宜反應(yīng)條件下，用白光照耀離體的簇新葉綠體一段時間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照耀。下列是光源與瞬間發(fā)生變更的物質(zhì)，組合正確的是()A．紅光，ATP下降 B．紅光，未被還原的C3上升C．綠光，[H]下降 D．綠光，C5上升解題分析植物光合作用主要利用的是紅光和藍(lán)紫光，對綠光的利用很少。突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光照耀后，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)物[H]和ATP上升，進(jìn)而C3的還原過程加快，即C3的消耗速率加快，而C3生成速率不變，導(dǎo)致未被還原的C3下降，A、B錯誤；而改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光照耀后，光反應(yīng)速率減慢，產(chǎn)物[H]和ATP下降，進(jìn)而C3的還原過程減慢，即C5的生成速率減慢，而C5的消耗速率不變，導(dǎo)致C5下降，C正確，D錯誤。答案C技法提升1.“模型法”表示C3和C5的含量變更留意：以上各物質(zhì)含量的變更是在外界條件變更的短時間內(nèi)發(fā)生的，且是相對含量的變更。2．同位素標(biāo)記元素轉(zhuǎn)移途徑

課堂小結(jié)一、學(xué)問結(jié)構(gòu)二、重要術(shù)語1．光合作用2.光反應(yīng)3.暗反應(yīng)三、重要概念1．光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出O2的過程。2．光合作用包括光反應(yīng)與暗反應(yīng)兩個階段，光反應(yīng)須要光，暗反應(yīng)不干脆須要光，但持續(xù)的暗反應(yīng)必需在光下才能進(jìn)行。3．光反應(yīng)是葉綠體中的色素汲取光能，將水分子分解，產(chǎn)生氧氣，同時生成NADPH與ATP的過程，這一過程在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行。4．暗反應(yīng)是CO2被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH、ATP的作用下被還原形成糖，并再次生成五碳化合物的過程。暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。5．光反應(yīng)和暗反應(yīng)既有區(qū)分又有聯(lián)系：兩個過程進(jìn)行的場所、所需條件以及物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)變等各不相同，但兩者又是相互聯(lián)系的，光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行。當(dāng)堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．下列關(guān)于光合作用發(fā)覺史的敘述錯誤的是()A．卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明白CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑B．魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的O2來自水，而不是來自CO2，試驗中沒有設(shè)置比照C．恩格爾曼試驗中用極細(xì)的光束照耀水綿，葉綠體上光照多的與光照少的部位為一組比照試驗；被光束照耀的部位與沒有被光束照耀的部位分別為試驗組和比照組D．薩克斯試驗進(jìn)行黑暗處理是為了耗盡原有的淀粉，試驗中的遮光組與見光組分別為試驗組和比照組答案B解析魯賓和卡門利用18O分別對H2O和CO2進(jìn)行標(biāo)記證明白光合作用釋放的O2來自水，而不是來自CO2，這兩組試驗均為試驗組，為相互比照。2．光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列說法正確的是()A．葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B．葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)C．葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D．葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)答案D解析光反應(yīng)是在葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行的，暗反應(yīng)是在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行的。3．以下反應(yīng)過程在葉綠體基質(zhì)中完成的變更有()①H2O→[H]＋O2'②ATP→ADP＋Pi＋能量③2C3→(CH2O)＋C5'④CO2＋C5→2C3A．①②③ B．①③④C．②③④ D．①②④答案C解析H2O→[H]＋O2發(fā)生在類囊體薄膜上，屬于光反應(yīng)中的物質(zhì)變更，①不符合題意；光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，此過程中須要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP，因此“ATP→ADP＋Pi＋能量”發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，②符合題意；2C3→(CH2O)＋C5的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，即為暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，③符合題意；CO2＋C5→2C3的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，即為暗反應(yīng)中二氧化碳的固定，④符合題意。4．如圖表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是()A．該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體B