第五章第4节二

二、光合作用的原理和应用(一)学习导航1.了解光合作用的发现历史.[重、难点]2．掌握光合作用的原理和应用.

新知初探·思维启动一、光合作用1．场所:绿色植物的___________.2．物质转化:CO2和H2O→有机物和O2.3．能量转化:_________→储存在有机物中的能量.

叶绿体光能二、光合作用的探究历程科学家实验过程结论普利斯特利小鼠与绿色植物放在同一个玻璃罩内小鼠没有窒息而死植物可以_____________英格豪斯500多次植物更新空气实验植物只有绿叶在____________下,才能更新空气更新空气阳光照射科学家实验过程结论梅耶根据能量转化和守恒定律光合作用把______________________储存起来萨克斯绿色叶片→暗处放置几小时→叶片一半曝光→碘蒸气处理→颜色变化(深蓝色出现)植物叶片在光合作用中产生了__________光能转换成化学能淀粉科学家实验过程结论鲁宾和卡门向一组绿色植物提供HO、CO2,释放的氧气是18O2,另一组提供H2O和C18O2,释放的氧气是O2光合作用释放的氧气全部来自于____卡尔文用14C标记CO2探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环水连一连将下列科学家的实验和实验得出的结论连线【提示】

①—b

②—a

③—e

④—f

⑤—c

⑥—d三、光合作用的过程1．图示Ⅰ过程是光反应阶段:(1)场所:叶绿体的__________________上.类囊体的薄膜(2)条件:________________________等.(3)物质变化:将水分解为___________,将ADP和Pi合成ATP.(4)能量变化:光能转变为储存在____________________________.2．图示Ⅱ过程是暗反应阶段:(1)场所:__________________中.(2)条件:____________________.光、色素、酶氧和[H]ATP中的化学能叶绿体的基质酶、[H]、ATP2C3ADP＋Pi稳定的化学能判一判(1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上.(×)(2)光反应过程中合成了ATP,需要的能量来源于呼吸作用分解的有机物.(×)(3)暗反应的进行需要光反应提供ATP和[H],同时还需要多种酶催化.(√)要点突破·讲练互动要点一光合作用的发现和研究历史的经典实验解读1．普利斯特利实验要点突破缺点:(1)缺乏对照组.(2)没有认识到光在植物更新空气中的作用.(3)限于科学水平的发展,没有明确植物更新气体的具体成分.2．萨克斯实验(2)实验的关键是饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力.(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外,还证明了光合作用的必要条件.3．鲁宾和卡门实验(1)实验过程及结论(2)实验分析设置了对照实验,自变量是标记物质(HO和C18O2),因变量是O2的放射性.例1某植物上的绿叶经阳光照射24h后,经脱色并用碘液处理,结果有锡箔覆盖部位不呈蓝色,而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色.本实验证明

(

)①光合作用需要CO2

②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出O2

⑤光合作用制造淀粉A．①②

B．③⑤C．②⑤

D．③④关键点【思路点拨】本题考查的是光合作用过程中的产物,解答本题可从以下几点分析:①了解萨克斯实验过程.②明确光合作用的产物.③理解光合作用产物的验证思路.【解析】绿叶上包裹的锡箔不能透过光线,而光照24小时,叶片裸露的部分进行光合作用,脱色后用碘处理变蓝说明有淀粉生成,应选⑤.有锡箔覆盖的位置,因为无光,不能进行光合作用,未产生淀粉,用碘处理不变蓝,说明光合作用需要光,没有光就不能进行光合作用,应选②.【答案】

C互动探究(1)若用上述实验材料来证明光合作用需要叶绿素,实验程序如何调整？(2)该植物产生的O2是来自H2O还是CO2？【提示】

(1)可先对植物叶片进行酒精脱色冲洗后再进行24h光照;其余步骤相同.即可证明光合作用需要叶绿素.因为酒精把色素溶解后叶片已无色素,无法吸收光能,不能进行光合作用.(2)H2O.要点二光合作用原理分析1．光合作用过程图解2．反应式中元素的去向3．光反应与暗反应的比较光反应暗反应条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化光反应暗反应能量转化光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi,如图:特别提醒催化光反应与暗反应的酶,其种类和场所均不同.前者分布在类囊体的薄膜上,后者分布在叶绿体基质中.4．规律总结叶绿体处于不同的条件下,C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化项目条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照,CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照,CO2供应不变减少增加增加增加光照不变,停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变,CO2供应增加增加减少减少增加如图所示,图甲为叶绿体结构和功能示意图,图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化,请据图回答:例2(1)图甲中a是指_______,在a中发生的过程可称为_______,在a中发生的能量转变是_____________.(2)图甲中,从C到D的过程称为________,从D到C的过程称为__________________.(3)图乙中,从________点开始合成有机物,至_________________点有机物合成终止.(4)AB段C3含量较高的主要原因是______.(5)G点C3含量极少的主要原因是________.关键点【思路点拨】本题主要考查光合作用的过程中物质(能量)的变化以及学生的识图能力.①熟练把握叶绿体的结构与功能的相关知识.②C3的还原与有机物合成的关系是分析图乙的突破点.③环境因素的骤然改变会对光合作用过程中物质、能量的合成与分解有影响.【解析】

(1)图甲中的a为叶绿体类囊体薄膜,在类囊体薄膜上进行的是光合作用的光反应过程,光反应能将光能转变成活跃的化学能.(2)图甲中C、D过程发生在叶绿体基质中,图甲中的B是指CO2,CO2与C5结合生成C3,即由D→C过程为CO2的固定,由C→D过程称为C3的还原.(3)、(4)、(5)在B点前无光照,不能进行光反应,C3无法还原,因而图乙中AB段C3含量较高,B点以后,开始进行光合作用.G点C3含量少的原因是植物因“光合午休”,气孔关闭,导致CO2供应不足,C3合成减少.

【答案】

(1)叶绿体类囊体薄膜光反应光能→活跃化学能(2)C3的还原CO2的固定(3)B

Ⅰ(4)光反应不能进行,C3不能被还原(5)气孔关闭,叶肉细胞内CO2含量低,CO2的固定减弱互动探究(1)CD段C3含量相对升高的原因是什么？(2)G点与F点相比,C5的相对含量较高的是哪一点？【提示】

(1)光反应产生[H]和ATP相对不足,导致C3还原相对减弱.(2)G点.对光合作用过程的理解出现偏差对某种植物做如下处理:甲持续光照10min;乙光照5s后再黑暗处理5s,连续交替进行20min.若其他条件不变,则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是(

)易错警示例1A．甲多于乙

B．甲少于乙C．甲和乙相等

D．无法确定【常见错误】错选A项或C项【错因分析】错选的原因是对光反应和暗反应的过程理解不到位.光反应和暗反应是在不同酶的催化下独立进行的.在一般情况下,光反应的速度比暗反应的快,光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉,原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的,暗反应限制了光合作用的速度,降低了光能的利用率.但中间间隔5s无光,有利于充分利用前5s光反应的产物,从而提高了对光能的利用率.因此,在光照强度和光照总时间不变的情况下,乙制造的有机物相对多一些.【正确答案】

B对光合作用和细胞呼吸过程中氧的转移理解不透用18O标记的H2O灌溉某株植物,短时间内18O不可能出现在(

)A．植物周围的氧气中B．植物周围的水蒸气中C．细胞质的水中D．叶肉细胞生