高中生物人教版高中必修分子与细胞细胞的能量供应和利用

第五章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用——探究历程与光合作用的过程1．1648年Helmont柳树实验五年后开始时5年后实验前后的差值柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量90.8kg90.743kg+74.7kg－0.057kg说明什么？当时的结论：植物的物质积累不是来自土壤，而是来源于水。2．1771年普利斯特利结论：植物可以更新空气。此实验结果说明了什么？有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。②植物体只有绿叶才能更新空气。英格豪斯实验（1779年）

此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。4．1845年梅耶物理学——能量转换与守恒定律光能绿色植物？化学能

到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下吸收的是CO2，放出的是O2。1864年，德国萨克斯实验黑暗处理一昼夜强光照射2小时酒精隔水加热，脱绿碘液曝光部分变蓝遮光部分不变蓝天竺葵①碘液染色的目的是什么?酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?植物先进行暗处理几小时，目的是什么?

②该实验的自变量和因变量是什么？消耗掉营养物质避免对实验干扰色素检测是否有淀粉产生自变量：有无光照结论：绿色植物的光合作用产生了淀粉。因变量：是否产生淀粉③哪一组是对照组，哪一组是实验组？曝光：对照组遮光：对照组讨论：（萨克斯实验的延伸）一、设计实验①验证CO2是光合作用的原料提示：银边天竺葵的叶片边缘部分的细胞无叶绿体②验证光合作用需要叶绿体若探究光合作用是否产生淀粉若探究光合作用是否需要光照曝光：实验组遮光：实验组①怎样验证光合作用需要CO2？萨克斯实验的延伸自变量：有无CO2因变量：是否产生淀粉②验证光合作用需要叶绿体？萨克斯实验的延伸AB暗处理光照酒精脱色碘蒸气处理实验结果：A不变蓝B变蓝水绵是常见的淡水藻类每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。恩格尔曼的实验（1880）P100叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。叶绿体接受光照，产生氧气。（1）水绵（3）设置“没有空气的黑暗环境”的目的：（4）设置“极细的光束照射”的目的：（2）好氧细菌（5）进行黑暗（局部光照）和曝光对比实验：（1）水绵：叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。：可确定释放O2

的部位。（3）设置“没有空气的黑暗环境”的目的：排除O2和光的干扰。（4）设置“极细的光束照射”的目的：叶绿体上可分为光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。（5）进行黑暗（局部光照）和曝光对比实验：再次验证实验结果。恩格尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处?时期科学家所做试验1648海尔蒙特发现植物生长所需的养料主要来自水，而不是土壤。1771普利斯特利植物能更新空气1779英格豪斯植物需要阳光才能更新空气。1845梅耶光能转化成化学能1864萨克斯叶片在光下能产生淀粉。1880恩格尔曼光合作用的场所是叶绿体1941鲁宾卡门光合作用释放的O2来自水。20世纪40年代卡尔文CO2被用于合成糖类等有机物。P101光合作用的定义光合作用的反应式P103条件原料产物场所光合作用的实质：合成有机物，储存能量。1.光合作用原料、场所、条件、产物各是什么？7.1941年美国科学家鲁宾和卡门实验H2OC18O2H218O

O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O218O2

18O2

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CO2

结论：光合作用释放的氧气全部来自水。能否只做第二组？方法：同位素标记法不能叶绿体可见光2H2OO2吸收（CH2O）有机物怎么合成的？8.20世纪40年代卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向.实验过程：C3C5和(CH2O)一、当向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后，检测到了多种14C标记的化合物。二、缩短实验时间，光照五秒后，检测到了含有14C标记的C3

、C5和(CH2O)。三、将光照时间逐渐缩短到几分之一秒的时候，发现95%的放射性，集中在C3中。思考：第一种产物是什么？此后又有哪些物质生成？卡尔文循环C52C3多种酶（CH2O）CO2固定还原色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶（CH2O）CO2吸收光解固定还原酶光反应暗反应场所类囊体薄膜叶绿体基质2.光合作用的探究历程(连线)：叶绿体中的色素光能供氢酶供能多种酶参加催化(CH2O)ADP+Pi酶ATP2C3C5CO2H2O水的光解光反应暗反应方框内应该填什么?H2OO2[H]暗反应光反应项目联系能量转换物质变化条件部位光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供了ADP和Pi。ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能多种酶、CO2叶绿体基质CO2+C52C3酶2C3（CH2O）+C5酶[H]、ATP①CO2的固定：②C3的还原：光能→ATP中活跃的化学能光、色素、酶、水叶绿体的类囊体薄膜②ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：2H2O4[H]+O2光产物经典考点思考：光下，中断CO2的供应，C3、C5含量如何变化？停止光照，供应CO2，C3、C5含量如何变化？还原光下，中断CO2的供应，C3、C5含量如何变化？C3含量下降C5含量上升经典考点：还原停止光照，供应CO2，C3、C5含量如何变化？C3含量上升C5含量下降经典考点：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d对点训练(1)图中A是______,温度对___阶段影响最大。(2)图中C是_______，它被传递到叶绿体的______，用于_______。正常情况下，夜晚I阶段能否进行？

。(3)在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________，(4)图中G、F分别是________,正常情况下，F的物质的量是G的____倍，光照减弱，DEFJ的量短期变化是________。(5)图中H为I提供__________。I为H提供

。I[H]基质还原C3色素吸收的光能[H]和ATP叶绿体的色素C5、C32【对点训练】请据图回答下列问题：光H2OBACDE+PiFGCO2JHID的转移途径是

。类囊体薄膜→叶绿体基质不能ADP和Pi再总结呼吸与光合关系1.某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A.CO2

叶绿体ATPB.CO2

叶绿素ATPC.CO2

乙醇糖类D.CO2

三碳化合物糖类D2.在光合作用过程中，能量的转移途径是（）A.光能ATP叶绿素葡萄糖B.光能叶绿素ATP葡萄糖C.光能叶绿素CO2

葡萄糖D.光能ATPCO2葡萄糖B4.将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于（）A．光合作用生成的水中B．仅在周围的水蒸气中C．仅在植物释放的氧气中D．植物释放的氧气和周围的水蒸气中D5.光合作用中，光能