2019-2020学年高中生物 第5章 第4节 第2课时 光合作用的探究历程和基本过程学案 新人教版必修1

第2课时光合作用的探究历程和基本过程[学习目标] 1.了解光合作用的探究历程，说出光合作用的概念。2.掌握光合作用的光反应和暗反应过程以及二者的关系。3.简述化能合成作用。

知识点一光合作用的探究历程

知识梳理

02光能，把□03二氧化碳和水转化成□04储

1.光合作用的概念：绿色植物通过□01叶绿体，利用□

05氧气的过程。

存着能量的有机物，并且释放出□

2．光合作用的探究历程

1.萨克斯的实验中先把绿叶在暗处放置目的是什么？如何形成对照？

提示：先把绿叶在暗处放置的目的是进行饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉，避免了叶片中原有淀粉对实验结果的干扰；叶片一半遮光，一半曝光，形成对照。

2．萨克斯的实验中为什么要用酒精脱色后再加碘液处理？

提示：避免叶片颜色对实验结果的干扰。

3．鲁宾、卡门采用的实验方法是什么？

提示：同位素标记法。

典题分析

题型一光合作用的探究历程

[例1] 科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是( )

A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量

B．萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉

C．普利斯特利的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2

D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O

解题分析恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成氧气的量，A错误；萨克斯的实验成功证明了光合作用产生了淀粉，B正确；普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，没有证明植物吸收和释放的气体成分，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O 分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2，D错误。

答案 B

知识拓展

1.光合作用的发现历程中经典实验的比较

2.同位素标记法的实验应用

使用范围：可用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向，进而了解细胞的结构和功能，化学物质的变化、反应机理等。

(1)标记某元素，追踪其转移途径。如用18O标记H182O，光合作用只产生18O2；再用18O标记C18O2，光合作用只产生O2；证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O而不是来自于CO2。

(2)标记特征化合物，探究生理过程，以研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程。

知识点二光合作用的过程及化能合成作用

知识梳理

光能

(CH2O)＋O2。

1.反应式：CO2＋H2O――→

叶绿体

2．光合作用的过程

3．环境条件骤变与C3、C5及ATP等物质含量变化

(1)CO2供应正常，光照停止时，C3、C5的含量变化

(2)光照正常，CO2供应停止，C3、C5的含量变化

4．化能合成作用

(1)概念：利用体外环境中的□01某些无机物氧化时所释放的能量来制造□02有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。

(2)实例

(3)自养生物和异养生物

1.若突然停止光照，光反应和暗反应如何变化？提示：光反应立即停止，暗反应仍能进行一段时间，最后也停止。

2．光合作用产生的ATP水解释放的能量能用于生物体各项生命活动吗？

提示：不能。光合作用产生的ATP水解释放的能量只能用于暗反应中C3还原。3．光合作用过程有水产生吗？

提示：有。光合作用暗反应产生水。

典题分析

题型二光合作用过程分析

[例2] 据下面光合作用图示判断，下列叙述不正确的是( )

A．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，⑥过程发生于叶绿体基质中

B．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)

C．如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类D．②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子吸收等

解题分析根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应，B正确；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，A正确；光合作用过程中，CO2首先与C5相结合，形成C3，然后C3被还原形成糖类等有机物，C 正确；光反应产生的ATP只用于暗反应，呼吸作用产生的ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动，D错误。

答案 D

[例3] 离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是( )

A．C3增多、C5减少B．C3增多、C5增多

C．C3减少、C5增多D．C3减少、C5减少

解题分析若突然中断CO2供应，C3生成速率下降，消耗速率不变，C3减少，C5生成速率不变，消耗速率下降，C5增多。

答案 C

[例4] 在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是( ) A．红光，ATP下降B．红光，未被还原的C3上升

C．绿光，[H]下降D．绿光，C5上升

解题分析植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光，对绿光的利用很少。突然改用光照强度与白光相同的红光照射后，光反应速率加快，产物[H]和ATP上升，进而C3的还原过程加快，即C3的消耗速率加快，而C3生成速率不变，导致未被还原的C3下降，A、B错误；而改用光照强度与白光相同的绿光照射后，光反应速率减慢，产物[H]和ATP下降，进而C3的还原过程减慢，即C5的生成速率减慢，而C5的消耗速率不变，导致C5下降，C正确，D错误。

答案 C

技法提升

1.“模型法”表示C3和C5的含量变化