5.4第2课时光合作用的原理课件高一上学期生物人教版必修1

第2课时

光合作用的原理学有目标

新课程标准必明1.描述光合作用是怎样进行的。2.说明光合作用过程中物质变化与能量转换的关系。记在平时

核心语句必背1.光合作用的反应式为：

2.光反应的场所是类囊体薄膜，产物是O₂

、[H]和ATP。3.

暗(碳)反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等物质。4.光合作用的能量转换为：光能—→ATP中活跃的化学能—→有机物中稳定的化学能。[理清主干知识]一

、光合作用的概念及探索光合作用原理的部分实验1.

光合作用的概念(1)场所：绿色植物的

叶绿体(2)能量来源：光能。(3)反应物：

CO₂和H₂O。(4)产物：O₂

、糖类

等有机物。预习新教材——

自学区新课程学案让核心素养落地生根科学家实验过程及现象实验结论希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬

浮液中有水，没有二氧化碳),在光照下可以释放出氧气光合作用释放的O₂

中的氧元素来在

;氧气的产

生和糖类的合成是(

填“是”或“不是”)同一个化学反应鲁宾和卡门HO+CO₂—

→植物—

→180H₂O+C¹8O₂—

→

植物

—

→O₂

光合作用释放的氧气来自K小

阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP,且这

一

过程总是

与

水的光解

相伴随

水的光解可合成

ATP2.探索光合作用原理的部分实验二、光合作用的过程光能1.

反应式：CO₂+H₂O

叶绿体(CH₂O)+O₂

2.过程[

据图填空]①NADPH

②

2C3

③ADP+Pi

④

O₂

⑤

(CH₂O)

叶绿体基质光反应暗反应场所类囊体的薄膜上叶绿体基质中条件需光不需要光

物质变化光能H₂O能>H++

O₂

十能

量

；NADP++H+十能量—→NADPH;CO₂+C₅-

酶

>2C₃

;2C₃NADPH、ATP酶ADP+Pi十能量ATP

(CH₂O)

+C₅能量变化光

能

—

→ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能→(CH₂

O)中

的化学能3.光反应与暗反应的比较酶[诊断自学效果]1

.

鲁宾和卡门用H

28O和CO₂作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是

(

)A.

释放的氧气全是O₂B.释放的氧气一部分是O₂,

一部分是18O₂C.

释放的氧气全是18O₂D.释放的氧气大部分是O₂,

少部分是18O₂解析：鲁宾和卡门用H

28

O和CO₂作为原料进行光合作用实验，其目的是探究光合作用释放出的O₂

的来源，通过放射性检测，光合作用产生的氧气全部是18O₂。答案：C有关该实验的说法错误的是A.

反应后溶液的pH

降低B.每生成1

mol

O₂转移4mol

电子C.

叶绿素被氧化D.

该实验可说明光合作用产生的O₂来源于水2.希尔实验是将分离出的叶绿体加到草酸铁中，经光照后发生反应：()解析：从反应式可看出，反应后溶液酸性增强，pH

降低，每生成1

mol

O₂会转移4

mol

电子，但叶绿素并没有改变，同

时可知光合作用产生的O₂

来源于水。答案：C3.在光合作用过程中，光能最初用于

(

)A.CO₂

的固定

B.C₃的还原C.

水的光解

D.将淀粉分解为葡萄糖解析：光能被转化成ATP中活跃的化学能，同时分解水产生NADPH和

O₂。答案：C4.

光合作用的光反应和暗反应依次发生在

(

)A.

细胞质、细胞核中B.

叶绿体的外膜、内膜上C.

叶绿体的类囊体薄膜上、叶绿体的基质中D.

叶绿体的基质中、叶绿体的类囊体膜上解析：光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。答案：C5.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是(

)A.H₂O

、CO₂

、ADPB.CO₂

、NADPH

、ATPC.H₂O

、CO2

、ATPD.NADPH

、H₂O

、ADP解析：光合作用暗反应过程包括CO₂的固定(CO₂+c₅酶2C₃)和C₃

的还原

,需要NADPH作为还原剂和酶的催化，并消耗能量(ATP)。答案：B让核全胜新学考——互动区新知探究一探索光合作用原理的实验[在探究中学]人们对光合作用的认识是一个漫长的渐进过程，请阅读教材“思考·讨论”的内容，讨论并交流下列问题：1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水提示：不能，悬浮液中没有CO₂,氧气中的氧元素不可能来自CO₂,但可能来自其他物质，而且没有进行定量分析。地生根学案落程养课心素新2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应提示：能说明，因为悬浮液中没有CO₂,不能合成糖类。3.分析鲁宾和卡门的实验，你能得出什么结论提示：氧气中的氧元素全部来自水。4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系：提示：H₂O水的光解,O₂光能ww叶绿体ATP中的色素

-ADP+Pi[在应用中悟][典例1]

(2019·全国卷I

)将一株质量为20

g

的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，

一段时间后植株达到40g,

其增加的质量来自于

(

)A.水、矿质元素和空气

B.

光、矿质元素和水C.

水、矿质元素和土壤

D.

光、矿质元素和空气[解析]

根据光合作用的过程，植物产生的有机物主要来自空气中CO₂的转化，另外植株增加的质量还来自对水和矿质

元素的吸收。光合作用过程中，光是光合作用进行的动力。答案]

A[在训练中评]1.(2018·北京高考)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,

照

光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中

()A.

需要ATP提供能量

B.DCIP

被氧化C.

不需要光合色素参与

D.

会产生氧气解析：光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，

光合色素吸收光能，

一方面使水光解，释放出氧气和形成[H],

另一

方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形

成ATP。

结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP

后，DCIP会被[H]还原。

答案：

DA.

物

质a和物质b都是氧气B.物

质a

无放射性，物质b有放射性C.

物质a

和物质b的分子量相同D.

光合作用释放的氧气中氧元素来源于水2.用放射性同位素分别标记二氧化碳和水，做了如下实验，下列就实验结果、结论的描述错误的是(

)解析：用放射性同位素分别标记二氧化碳和水，供给植物进行光合作用，植物能合成有机物，释放氧气，图中物质a

和物质b都是氧气；光合作用产生的氧气来自水，而不是二

氧化碳，由图可知，物质a无放射性，物质b有放射性；物

质a氧气的分子量是32,物质b氧气的分子量是36;根据试

题分析，该实验的结论是光合作用释放的氧气中氧元素来

源于水。答案：C②2多种酶参加催⑥CH₂O)光反应阶段

暗反应阶段新知探究二光合作用的过程[在探究中学]光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应。如图是光合作用的图解，结合该图和教材内容分析：ADP+PiNADP在光下的分解

化光

能③①⑤H₂O1.写出图中序号代表的物质的名称①叶绿体中的色素；②O₂

;③NADPH;④ATP;

⑤C₃

;⑥C₅。

2.

据图分析光合作用过程中的物质变化光反①水的光解：

H₂O光能H++O₂+能量

应

②NADPH的合成：NADP++H+十能量—→NADPH

阶段

③ATP的合成：

ADP+Pi十能量酶

ATP

暗反应①CO₂

的固定：

CO₂+C

₃

ATP

阶段

②C₃

的还原：

酶

→(CH₂O)

十C5

H、2C酶NADP₅—→3.根据光合作用的反应过程，回答下列问题(1)暗反应有光无光都能进行，那么暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗提示：不能，因为在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH和ATP。(2)若用放射性同位素分别标记H₂O中的O,则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性提示：放射性的O可在释放的O₂中检测到。(3)若标记CO₂中的¹⁴C,

请写出光合作用过程中4C的转化途径。提示：

¹⁴CO₂—→

¹4C₃—→(¹⁴CH₂O)(4)光合作用的总反应式及各元素的去向。提示：(5)分析光反应与暗反应的联系。提示：光反应产物NADPH、ATP为暗反应提供还原剂和能量；暗反应产生的ADP

、Pi为光反应形成ATP提供了原料。C₆H₂O₆(葡萄糖)+6H₂O+6O₂光能叶绿体12H₂O+6CO₂

系统认知外界条件改变对光合作用中有关物质含量的影响据图分析可知，外界条件(如光照、CO₂

浓度等)改变时，光合作用中C₃

、C₅

、NADPH、ATP

含量的变化如下

表：条件C₃C₅N

A

D

P

H

和ATP模型分析光照由强到弱，

CO₂供应不变增加减少减少或没有光

光照，照强_弱---C₃C₅

、[H]、ATP0

时间光照由弱到强，

CO₂供应不变减少增加增加物质的量光光

照，照

弱强C₅

、[H]、ATP-C₃0时间光照不变，CO₂由充足到不足减少增加增加CO₂CO₂充足不足0C₅

、[H]、ATP-C₃时间光照不变，CO₂由不足到充足增加减少减少CO₂

!CO,充足不足

C₃C₅

、[H]、ATP0

时间物质的量物质的量物质的量[特别提醒]

①以上各物质的变化是相对含量的变化，不是合成速率，而且是在条件改变后的短时间内发生的。②在以上各物质的含量变化中：C₃

和C₅含量的变化是相反的，即C₃

增加，则C₅减少；NADPH

和ATP

的含量变化是

一致的，即都增加，或都减少。A.阶段②中稳定的化学能转变成活跃的化学能B.若中断CO₂的供应则阶段①产生的b增

多

，d减少C.

阶段①中c为NADH,作为还原剂参与阶段②中f的还原D.为该植物提供¹⁴CO₂,则

4C的转移途径为：

h→f→有机物[在应用中悟][典例2](2019·温州月考)如图为某植物光合作用的示意图，下列相关叙述正确的是

(

)[解析]

阶段②表示暗反应，在暗反应中，活跃的化学能转变成稳定的化学能；光反应和暗反应是紧密联系、相互

影响的两个过程，阶段①为光反应，b

为O₂

,d

是ATP,

若

中

断CO₂的供应，则光反应也会受到影响，所以光反应产生的

O₂

与ATP

均会减少；c为NADPH,f

为C₃

,NADPH

作为还原

剂参与阶段②中f的还原；h

是CO₂

,f

是C₃,

为该植物提供¹4CO₂,

则⁴

C的转移途径为：¹4CO₂→¹4C₃→有机物。答案]

D[典例3]

用一定浓度的NaHSO₃溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C₃

的含量下降，C₅

的含量上升。NaHSO₃溶液的作用可能是

(

)A.

促进叶绿体中CO₂的固定B.促进叶绿体中ATP

的合成C.

抑制叶绿体中NADPH

的形成D.

抑制叶绿体中有机物的输出[解析]

若NaHSO₃溶液促进叶绿体中CO₂的固定，则CO₂

被C₅固定形成的C₃增加，则消耗的C₅增加，故C₅的含量

将减少，C₃

的含量将增加；若NaHSO₃溶液促进叶绿体中ATP

的合成，则被还原的C₃增多，消耗的C₃

增加，生成的C₅增多，而CO₂被C₅固定形成C₃的过程不变，故C₃的含量将减

少

，C₅

的含量将增加；若NaHSO₃溶液抑制叶绿体中NADP

H

的形成，则被还原的C₃减少，生成的C₅减少，而CO₂被C₅固

定形成C₃的过程不变，故C₃的含量将增加，C₅的含量将减少；若NaHSO₃溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C₃的还原过程变慢，生成的C₅减少，而CO₂被C₅固定

形成C₃的过程不变，故C₃的含量将增加，C₅的含量将减少。答

案

BA.结构a

中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B.供给¹⁴CO₂,

放射性出现的顺序为CO₂→C₃→

甲C.

结构a释放的O₂可进入线粒体中D.叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔中解析：叶绿体中的色素主要分布于类囊体的薄膜上。答案：D[在训练中评]3.如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是(

)H₂O4.玉兰叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，如果将它移至暗室中，短时间内叶绿体中C₃与C₅相对含量的变化分别是

()A.

增多

减少

B.

减

少

增多C.增

多

增多

D.

减少

减少解

析：叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，C₃和C₅处于动态平衡状态；移至暗室后，短时间内由于光反应速度下

降

，ATP

和NADPH

的合成减少，C₃

还原成C₅的过程受到影

响，而C₅仍能正常和CO₂反应生成C₃,

故C₃增

多

，C₅减少。答案：A项目光合作用细胞呼吸场所植物细胞内的叶绿体细胞质基质和线粒体或细胞质基质条件只在光下进行有光、无光都能进行能量变化光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳

定的化学能有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能

十热能让核

3

挑战新选考——

自选区探究光合作用与细胞呼吸的区别和联系[理解深一点]根案落地生程学养课心素新项目光合作用细胞呼吸实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量范围含叶绿体的植物细胞和光合细菌所有活细胞联系光能光合作用2(化学能)热

能

A

T

P细胞呼吸(有氧呼吸)[难度加一点][典例]下图是某植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化图解，其中①~④表示过程。相关叙述错误A.过程①③④都能合成ATPB.过程①②③④总是同时进行C.

过程①③都在生物膜上进行D.

过程④产生的[H]还来自水(

)的是[解析]

据图可知，过程①~④依次是光合作用的光反应阶段、光合作用的暗反应阶段、有氧呼吸的第三阶段、有

氧呼吸的第一、二阶段，其中①③④都能合成ATP;过

程①②③④不一定同时进行，如晚上仅进行③④(有氧呼吸)而不进行①②(光合作用);过程①是光合作用的光反应阶段，场所是类囊体薄膜，过程③是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜；过程④是有氧呼吸的第一、二阶段，产生的[H]

除了来自葡萄糖之外，还来自水。答案]

B[训练难一点]1.

(2019·唐山一模)下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述，错误的是

(

)A.光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料B.

有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料C.

两者产生气体的阶段都有水参与D.

两者产生气体的阶段都与生物膜有关解析：光合作用光反应阶段的产物O₂

可作为有氧呼吸第三阶段的原料；有氧呼吸第三阶段的产物H₂O可作为光合作用光

反应阶段的原料；光合作用光反应可将H₂O