光合作用的探究历程和过程

二光合作用的原理和应用第1课时光合作用的探究历程和过程

当前第1页\共有60页\编于星期二\17点当前第2页\共有60页\编于星期二\17点知识点一光合作用的概念及探究历程【自主预习】1.光合作用的概念:场所主要是_______反应物_________、水条件光照、多种酶产物有机物、_____能量来源_____实质合成_______、储存能量叶绿体二氧化碳氧气光能有机物当前第3页\共有60页\编于星期二\17点2.光合作用的探究历程:(1)普利斯特利的植物更新空气实验:①实验过程及现象:窒息死亡不易窒息死亡当前第4页\共有60页\编于星期二\17点②实验结论:_______________。植物能更新空气当前第5页\共有60页\编于星期二\17点(2)萨克斯实验:①实验过程:②实验结论:光合作用的产物是_____。变深蓝色淀粉当前第6页\共有60页\编于星期二\17点(3)鲁宾和卡门实验:①探究方法:_____________。②实验过程及结论:同位素标记法水当前第7页\共有60页\编于星期二\17点(4)卡尔文循环。①探究方法:_____________。用14C标记CO2,追踪检测放射性,探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。②实验结论。碳的转化途径:14CO2+C5____(14CH2O)同位素标记法14C3当前第8页\共有60页\编于星期二\17点【点拨】(1)普利斯特利实验:①缺少空白对照,实验结果说服力不强,应将点燃的蜡烛和小鼠分别置于玻璃罩内,作为空白对照;②没有认识到光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长;当前第9页\共有60页\编于星期二\17点③由于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分。当前第10页\共有60页\编于星期二\17点(2)萨克斯实验:①实验的关键是饥饿处理,使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力;②实验除证明光合作用的产物有淀粉外,还证明了光是光合作用的必要条件。当前第11页\共有60页\编于星期二\17点(3)对照实验设计:①萨克斯实验:自身对照(同一实验对象的不同部位进行不同的处理:一半曝光,另一半遮光);②鲁宾和卡门实验:相互对照(条件相同的两组材料,分别标记不同的物质:一组为H218O,另一组为C18O2)。

当前第12页\共有60页\编于星期二\17点【拓展深化】对照实验与对比实验(1)对照实验。①概念:除了一个因素不同之外,其他因素都保持不变的实验叫对照实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组也称为控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。当前第13页\共有60页\编于星期二\17点②类型:按照对照内容和形式的不同,通常分为4种类型:空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。③实例:萨克斯的遮光实验。当前第14页\共有60页\编于星期二\17点(2)对比实验。①概念:设置两个或两个以上的实验组,通过对比来分析探索某种因素和实验对象的关系,这样的实验叫对比实验。②特点:对比实验范畴比对照实验小,因为其中任何两组之间实际上是一个对照实验。③实例:一般适用于探究性实验,如探究酵母菌细胞呼吸方式的实验。当前第15页\共有60页\编于星期二\17点【典题通关】1.(2018·吉安高一检测)下列实验中,科学家使用的方法不同于其他的是 世纪金榜导学号78404094 (

)A.恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所B.科学家对分泌蛋白的合成和分泌过程的研究当前第16页\共有60页\编于星期二\17点C.鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水D.卡尔文探明CO2中的碳在光合作用中的转移途径当前第17页\共有60页\编于星期二\17点【解析】选A。恩格尔曼用极细的光束和好氧细菌做实验,证明叶绿体是光合作用的场所;科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌过程进行了研究;鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水;卡尔文利用同位素标记法探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。当前第18页\共有60页\编于星期二\17点2.(2018·宿迁高一检测)德国植物学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。这个实验的自变量是 (

)A.有无光照B.光照时间C.光照强度 D.是否产生淀粉当前第19页\共有60页\编于星期二\17点【解析】选A。叶片被遮光的一半不能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液不变蓝色;叶片曝光的一半能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液变蓝色,由此可推知该实验的自变量是有无光照。当前第20页\共有60页\编于星期二\17点【补偿训练】1.下列有关科学家探索光合作用的实验中,叙述错误的是 (

)A.与黑藻相比,水绵更适宜用作探究光合作用场所的材料B.金鱼藻是水生生物,用于探究光合作用产物O2时,利于收集气体当前第21页\共有60页\编于星期二\17点C.卡尔文利用小球藻,探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D.用银边天竺葵探究光合作用产物淀粉时,不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝当前第22页\共有60页\编于星期二\17点【解析】选D。与黑藻相比,水绵具有带状的叶绿体,更适宜用作探究光合作用场所的材料,A正确;金鱼藻是水生生物,用于探究光合作用产物O2时,利于收集气体,B正确;卡尔文利用小球藻,探明了CO2中的碳在光合作用中先形成三碳化合物,再形成葡萄糖,C正确;用银边天竺葵探究光合作用的产物——淀粉时,必须脱色后加碘液,且叶片边缘不变蓝,D错误。当前第23页\共有60页\编于星期二\17点2.某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照射一段时间,去除锡箔纸,用碘液染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位是(

)A.a、b和dB.a、c和eC.c、d和eD.b、c和e当前第24页\共有60页\编于星期二\17点【解析】选B。淀粉遇碘液会出现蓝色,出现蓝色说明叶片能进行光合作用产生淀粉,无蓝色说明叶片不能进行光合作用。能进行光合作用的部位需要含有叶绿素等光合色素,并接受光照。由图可知c和e遮光,不能进行光合作用,a虽然在光照条件下,但其本身是黄白色,没有叶绿素,不能进行光合作用,所以a、c和e都不会出现蓝色,故B正确。当前第25页\共有60页\编于星期二\17点知识点二光合作用的过程【自主预习】1.写出图中字母及序号所表示的物质或过程:当前第26页\共有60页\编于星期二\17点a.__

b.__

c.___

d.____Ⅰ._______

Ⅱ._______O2C3CO2[H]光反应暗反应当前第27页\共有60页\编于星期二\17点2.光反应:(1)场所:叶绿体的___________上。(2)外界条件:_____。(3)物质变化:类囊体薄膜光照［H］+O2

当前第28页\共有60页\编于星期二\17点(4)能量变化:光能__________________。ATP中活跃的化学能当前第29页\共有60页\编于星期二\17点3.暗反应:(1)场所:_______________。(2)物质变化:叶绿体内的基质C52C3(CH2O)+C5当前第30页\共有60页\编于星期二\17点(3)能量变化:活跃的化学能→______________________。有机物中稳定的化学能当前第31页\共有60页\编于星期二\17点【核心突破】1.光反应和暗反应的比较:(1)区别:项目光反应暗反应实质光能转化为化学能,并释放出O2同化CO2,合成有机物需要条件外界条件:光照;内部条件:色素、酶不需要光照;内部条件:酶当前第32页\共有60页\编于星期二\17点项目光反应暗反应反应场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质内物质变化①水的光解:水分解成[H]和O2②ATP的合成:在相关酶的作用下,ADP和Pi形成ATP①CO2的固定:

CO2+C52C3②C3的还原:2C3(CH2O)+C5当前第33页\共有60页\编于星期二\17点项目光反应暗反应能量变化光能→活跃的化学能活跃的化学能→有机物中稳定的化学能相应产物O2、ATP和[H]糖类等有机物当前第34页\共有60页\编于星期二\17点(2)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,如图所示:当前第35页\共有60页\编于星期二\17点2.光合作用过程中的物质变化:(1)光合作用过程中C、H、O元素转移途径:当前第36页\共有60页\编于星期二\17点(2)光合作用总反应式与C、H、O元素的去向:当前第37页\共有60页\编于星期二\17点【易错提醒】光合作用过程的四点提醒(1)叶绿体的内膜既不参与光反应,也不参与暗反应。(2)光反应阶段为暗反应提供ATP、[H],ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。而暗反应则为光反应提供ADP和Pi,ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。当前第38页\共有60页\编于星期二\17点(3)光反应阶段必须是在有光条件下进行,而暗反应阶段有光无光都能进行,但需光反应提供的[H]和ATP,故暗反应不能长期在无光环境中进行。(4)在自然条件下,光反应阶段和暗反应阶段同时进行,不分先后。当前第39页\共有60页\编于星期二\17点【易漏教材知识】P103“相关信息”光合作用过程中[H]与细胞呼吸过程中[H]的区别光合作用过程中[H]细胞呼吸过程中[H]本质还原型辅酶Ⅱ(NADPH)还原型辅酶Ⅰ(NADH)来源_______阶段无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段去向________________有氧呼吸第三阶段光反应三碳化合物的还原当前第40页\共有60页\编于星期二\17点【典题通关】1.(2018·沈阳高一检测)光合作用的产物葡萄糖分子中的碳、氢、氧分别来自 世纪金榜导学号78404095(

)A.二氧化碳、反应水、产物水B.二氧化碳、二氧化碳、反应水C.二氧化碳、反应水、反应水D.二氧化碳、反应水、二氧化碳当前第41页\共有60页\编于星期二\17点【解析】选D。光合作用的原料为二氧化碳和水,则产物葡萄糖分子中的碳来源于二氧化碳、氢来源于水;水在光反应中生成[H]和氧气,即水中的氧全部生成氧气,故葡萄糖中的氧来源于二氧化碳。当前第42页\共有60页\编于星期二\17点2.(2017·山西学考真题)如图为高等植物光合作用图解。请据图作答: 世纪金榜导学号78404096当前第43页\共有60页\编于星期二\17点(1)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,提取①常用的提取液是_______________。分离的色素中呈蓝绿色的色素是____________。在滤纸上扩散速度最快的色素是____________。

(2)②是__________________,可参与有氧呼吸的第____________阶段。

当前第44页\共有60页\编于星期二\17点(3)③是__________________,突然停止光照时,该化合物含量会____________(填“增加”或“减少”)。

(4)在光照充足的条件下,该植物叶肉细胞内能产生④的场所有____________________________________。

当前第45页\共有60页\编于星期二\17点【解题探究】(1)图示信息:①为_______________,②为__,③为__,④为____。(2)关键知识:突然停止光照时,光反应速率_____,C3的还原速率_____,则细胞中C3含量_____。叶绿体中的色素O2C3ATP降低降低增加当前第46页\共有60页\编于星期二\17点【解析】(1)①为叶绿体中的色素,提取时常用无水乙醇;叶绿素a为蓝绿色,胡萝卜素在层析液中溶解度最大,则其在滤纸上扩散速度最快。(2)②为O2,可参与有氧呼吸的第三阶段。当前第47页\共有60页\编于星期二\17点(3)③为C3,光照停止,导致光反应产生的ATP和[H]减少,暗反应中C3还原减弱,则细胞中C3含量增加。(4)④为ATP,光照充足时,叶肉细胞中能产生ATP的过程为光合作用和细胞呼吸,其场所为叶绿体、线粒体和细胞质基质。

当前第48页\共有60页\编于星期二\17点答案:(1)无水乙醇叶绿素a胡萝卜素(2)O2三(3)C3增加(4)叶绿体、细胞质基质、线粒体当前第49页\共有60页\编于星期二\17点【互动探究】(1)光照条件的改变如何影响暗反应的进行?提示:暗反应中C3的还原需要消耗光反应产生的[H]、ATP,光照条件的改变通过影响[H]和ATP的含量影响暗反应。当前第50页\共有60页\编于星期二\17点(2)在不改变光照条件,增加CO2浓度的情况下,试分析短时间内③和④含量如何变化。提示:CO2浓度增加,固定时消耗的C5增多,产生的C3增多,C3还原时消耗的ATP增多,故细胞中③(C3)含量增多、④(ATP)含量减少。当前第51页\共有60页\编于星期二\17点【方法规律】光照、CO2浓度变化时,细胞中C3、C5的变化规律(1)理论依据:细胞中C3的含量取决于C3的生成速率和C3的消耗速率。C3的生成通过CO2的固定实现,C3的消耗通过C3的还原实现,如下图所示:当前第52页\共有60页\编于星期二\17点由C5+CO2→2C3可知,细胞中C3、C5的含量变化相反。当前第53页\共有60页\编于星期二\17点外界条件变化分析结果光照强→弱光反应减弱,[H]和ATP减少,C3还原减弱,C3消耗减少,C5产生减少C3含量增多,C5含量减少光照弱→强光反应增强,[H]和ATP增多,C3还原增强,C3消耗增多,C5产生增多C3含量减少,C5含量增多(2)实例分析:当前第54页\共有60页\编于星期二\17点外界条件变化分析结果CO2浓度高→低CO2固定减弱,C3产生减少,C5消耗减少C3含量减少,C5含量增多低→高CO2固定增强,C3产生增多,C5消耗增多C3含量增多,C5含量减少当前第55页\共有60页\编于星期二\17点【补偿训练】1.离体的叶绿体在光照下稳定进