2018-2019学年高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第四节 能量之源--光与光合作用 5.4.2.1课件 新人教版必修1.ppt

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光合作用的过程,一、光合作用的探究历程1.光合作用的概念:(1)场所:绿色植物的_中。(2)能量转化:_储存在有机物中的_。(3)物质转化:_和_有机物和_。,叶绿体,光能,化学能,CO2,H2O,O2,2.光合作用的探究历程(连线):,二、光合作用的过程,1.写出图中标号代表的含义:(1)生理过程:_。:_。(2)物质:_。_。_。_。,光反应,暗反应,叶绿体中的色素,O2,C3,ATP,2.写出和的反应场所:_。:_。3.总反应式:_。,类囊体的薄膜上,叶绿体内的基质中,CO2+H2O(CH2O)+O2,【预习自测】1.真核细胞中光合作用发生的部位是()A.叶绿素B.叶绿体C.类囊体的薄膜D.叶绿体的基质【解析】选B。光合作用分为光反应和暗反应,真核细胞中光反应的场所是类囊体薄膜,暗反应的场所是叶绿体基质,因此真核细胞中光合作用的场所是叶绿体。,2.在植物光合作用的发现历程中,萨克斯的成就是()A.证明植物能够吸收CO2,同时放出O2B.证明叶片在光下能够产生淀粉C.证明光合作用释放的氧气由叶绿体产生D.追踪到光合作用中碳元素的行踪,【解析】选B。萨克斯采用碘液检测淀粉的方法,证明叶片在光下能产生淀粉;恩格尔曼通过实验证明O2是由叶绿体释放出来的;卡尔文用14C标记的14CO2追踪了碳元素的行踪。,3.光合作用释放出的O2来自参加反应的()A.CO2B.H2OC.CO2和H2OD.C6H12O6【解析】选B。根据鲁宾和卡门的实验,证明光合作用释放的O2来自反应物中的水。,4.在暗反应阶段,生成C3的反应物有()A.CO2和C5B.H2O和C5C.O2和C5D.CO2和H2O【解析】选A。暗反应阶段,外界的CO2和叶绿体内的C5反应生成两分子的C3。,主题1光合作用的探究历程【问题探究】1.萨克斯的实验:根据萨克斯实验过程图解,探讨下列问题:,(1)两个关键操作的目的:将叶片在暗处放置几个小时(即饥饿处理)的目的:_。遮光处理的目的:_。,消耗掉叶片中的营养物质,设置对照实验,(2)碘蒸气处理后遮光区和曝光区的实验现象及实验结论。,黑暗中不产生淀粉,光照下可产生淀粉,2.鲁宾和卡门的实验:,(1)实验方法:_。(2)图中的A、B物质分别表示:A:_,B:_。(3)在鲁宾和卡门的实验中,用18O同时标记的物质是:_。不能同时标记的原因:_。(4)鲁宾和卡门的实验结论是:_。,同位素标记法,O2,18O2,H2O或CO2,若同时标记H2O和,CO2,则不能区分产物O2中的氧元素是来自H2O还是CO2,光合作用释放的氧气全,部来自水,而不是二氧化碳,【探究总结】光合作用探究历程中的重要结论(1)植物可以更新空气(普利斯特利)。(2)证明了光和绿叶在更新空气中不可缺少(英格豪斯)。(3)叶绿体是进行光合作用的场所(恩格尔曼)。(4)植物将光能转化为化学能储存起来(梅耶)。(5)光合作用的产物有淀粉(萨克斯)。,(6)光合作用释放的氧气来自水(鲁宾和卡门)。(7)CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳(卡尔文)。,【探究训练】1.下列是光合作用探究历程中有关实验的叙述,其中正确的是()A.恩格尔曼发现光合作用的场所是叶绿体的实验中只用了水绵一种生物材料B.普利斯特利发现了光在植物更新空气中的作用,C.萨克斯直接把置于光下的绿叶进行一半遮光和一半曝光处理,一段时间后用碘蒸气处理,实验结果可以成功地证明光合作用的产物有淀粉D.利用了极细的光是恩格尔曼成功的原因之一,【解题指南】解答本题的关键是掌握以下两点:(1)恩格尔曼实验设计的巧妙之处:选用了带状叶绿体的水绵和好氧细菌为生物材料;用极细的光束照射。(2)萨克斯首先将叶片进行暗处理,消耗掉叶片里面的有机物,排除了绿叶中原有淀粉的影响。,【解析】选D。恩格尔曼实验中用了水绵和好氧细菌两种生物材料,A错误;普利斯特利发现了绿色植物可以更新空气,但没有发现光在这个过程中的作用,B错误;萨克斯首先将叶片进行暗处理,消耗掉叶片里面的有机物,然后进行了对照实验,C错误;利用了极细的光可以将水绵的带状叶绿体分为曝光和黑暗两个部分,从而形成对照,因此是恩格尔曼成功的原因之一。,【补偿训练】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,如下图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,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【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)植物进行光合作用的场所只在叶绿体。(2)光合作用需要光照。,【解析】选B。本题考查光合作用的条件及场所。光合作用需要光照。部位c被锡箔纸遮盖,不能进行光合作用产生淀粉,而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,也不能进行光合作用产生淀粉,所以碘处理后不会变蓝。,2.(2017临沂高一检测)在开展生物学实践活动时,对照实验设计应遵循单一变量的原则。为了研究光对大豆生长的影响,某小组设计了如下实验:在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗,并进行如下处理。在这一实验设计中,有一处不正确,需要改正的为(),A.乙花盆放在光亮处B.甲花盆放在黑暗处C.甲花盆的温度高于20D.乙花盆浇充足的水,【解析】选D。乙花盆放在黑暗处,甲花盆放在光亮处,相互对照,不需要改正,A、B不符合题意;温度是无关变量,无关变量保持一致,都为20,不需要改正,C不符合题意;水是无关变量,无关变量应保持一致且适宜,因此乙花盆水分不充足,不对,乙花盆应浇充足的水,D符合题意。,主题2光合作用的过程【问题探究】1.光反应阶段:,(1)光反应阶段的条件:_;场所:_。(2)光反应阶段的反应物和产物:反应物:_。产物:_。,光照、水、酶、色素等,类囊体薄膜上,H2O、ADP、Pi,O2、H和ATP,(3)光反应阶段中物质和能量的变化:物质变化:_。能量变化:_。,水光解,产生O2和H,光能转变为ATP中活跃的化学能,2.暗反应阶段:,(1)暗反应阶段的条件:_;场所:_。(2)暗反应阶段中的物质和能量变化:,CO2、光反应阶段产生的ATP和,H、多种酶的催化,叶绿体基质中,能量变化:_。,ATP中活跃的化学能转化成糖类(CH2O)等,有机物中稳定的化学能,3.光反应和暗反应的相互关系:(1)光反应与暗反应之间的物质供应关系:光反应:_。暗反应:_。(2)在无光条件下,暗反应能否长期进行?若暗反应停止,光反应能否持续进行?,为暗反应提供H和ATP,为光反应提供ADP和Pi,提示:不能。因为无光条件下,光反应不能进行,光反应的产物ATP和H减少,不能满足暗反应的需求,暗反应将停止进行。不能。暗反应停止,光反应产生的ATP和H积累过多,抑制光反应的进行。,4.外界环境骤变对光合作用中物质含量的影响:当外界因素中光照强度、CO2浓度骤然变化时,短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP及(CH2O)的生成量,进而影响叶肉细胞中这些物质的含量,总结规律填写下表:,增加,减少,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,增加,增加,减少,增加,减少,减少,增加,【探究总结】1.光合作用的实质:(1)物质变化:将无机物转化为有机物,并储存能量。(2)能量变化:光能ATP中活跃的化学能葡萄糖等有机物中稳定的化学能。,2.光反应和暗反应的区别和联系:,3.光合作用过程中的元素和物质去向:(1)氧元素(2)碳元素:CO2C3(CH2O)(3)氢元素:H2OH(CH2O)+H2O,(4)叶绿体中H、ATP、ADP和Pi的运动方向。H和ATP:类囊体薄膜叶绿体基质。ADP和Pi:叶绿体基质类囊体薄膜。,【探究训练】1.(2017合肥高一检测)下图为高等绿色植物光合作用图解,以下说法正确的是(),A.是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中B.是氧气,可参与有氧呼吸的第二阶段C.是三碳化合物,能被还原为(CH2O)D.是ATP,在叶绿体基质中生成,【解析】选C。叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误;分析题图可知,光反应阶段,水分解形成了和H,因此是氧气,但氧气参与有氧呼吸的第三阶段,B错误;三碳化合物被H还原为(CH2O),C正确;是ATP,此处ATP形成于光反应阶段,场所是叶绿体的类囊体膜上,D错误。,2.(2017德州高一检测)对光合作用图解分析不正确的是(),A.图中为真核生物的光合作用过程B.若突然停止CO2供应,则短时间内三碳化合物的含量将上升C.图中为O2,为ATPD.用3H标记的3H2O进行示踪,可发现3H的转移途径为3H2O3H糖类,【解析】选B。图中有类囊体,故细胞中存在叶绿体,应为真核生物,故A正确;若突然停止CO2供应,CO2的固定变慢,三碳化合物生成糖类的速度基本不变,则短时间内三碳化合物的含量将下降,故B错误;图中的为O2,为ATP,故C正确;水中的3H的转移途径是3H2O3H糖类,故D正确。,【补偿训练】(2016徐州高一检测)如图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是(),A.该反应的场所是叶绿体的类囊体B.在无光条件下,有利于