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1.光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。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
2、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O2D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，
3、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HO，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
4、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1.反应式：CO2H2O(CH2O)O2。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：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，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
5、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过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，过程发生于叶绿体基质中B图示依次为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14CO2C3糖类D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分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应，B正确；光反应
6、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()AC3增多、C5减少BC3增多、C5增多CC3减少、C5增多DC3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
7、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
8、确，D错误。答案C技法提升1.“模型法”表示C3和C5的含量变化注意：以上各物质含量的变化是在外界条件改变的短时间内发生的，且是相对含量的变化。2同位素标记元素转移途径课堂小结一、知识结构二、重要术语1光合作用2.光反应3.暗反应三、重要概念1光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。2光合作用包括光反应与暗反应两个阶段，光反应需要光，暗反应不直接需要光，但持续的暗反应必须在光下才能进行。3光反应是叶绿体中的色素吸收光能，将水分子分解，产生氧气，同时生成NADPH与ATP的过程，这一过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行。4暗反应是CO2被五碳
9、化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应阶段产生的NADPH、ATP的作用下被还原形成糖，并再次生成五碳化合物的过程。暗反应在叶绿体基质中进行。5光反应和暗反应既有区别又有联系：两个过程进行的场所、所需条件以及物质和能量转变等各不相同，但两者又是相互联系的，光反应是暗反应的基础，没有光反应，暗反应不能持续进行。当堂检测查漏补缺巩固提升1下列关于光合作用发现史的叙述错误的是()A卡尔文用同位素示踪技术探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径B鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水，而不是来自CO2，实验中没有设置对照C恩格尔曼实验中用极细的光束照射水绵，叶绿体上光
10、照多的与光照少的部位为一组对照实验；被光束照射的部位与没有被光束照射的部位分别为实验组和对照组D萨克斯实验进行黑暗处理是为了耗尽原有的淀粉，实验中的遮光组与见光组分别为实验组和对照组答案B解析鲁宾和卡门利用18O分别对H2O和CO2进行标记证明了光合作用释放的O2来自水，而不是来自CO2，这两组实验均为实验组，为相互对照。2光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是()A叶绿体类囊体的薄膜上进行光反应和暗反应B叶绿体类囊体的薄膜上进行暗反应，不进行光反应C叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应答案D解析光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，暗反
11、应是在叶绿体内的基质中进行的。3以下反应过程在叶绿体基质中完成的变化有()H2OHO2 ATPADPPi能量2C3(CH2O)C5 CO2C52C3AB CD答案C解析H2OHO2发生在类囊体薄膜上，属于光反应中的物质变化，不符合题意；光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中，此过程中需要消耗光反应产生的ATP，因此“ATPADPPi能量”发生在叶绿体基质中，符合题意；2C3(CH2O)C5的反应发生在叶绿体基质，即为暗反应中三碳化合物的还原，符合题意；CO2C52C3的反应发生在叶绿体基质，即为暗反应中二氧化碳的固定，符合题意。4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BC3生成(CH2O)需要H、ATP和多种酶C提高温度一定能促进(CH2O)的生成D无光条件有利于暗反应进行答案B解析暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原，发生在叶绿体基质中，A错误；若图示是在最适温度下进行的，提高温度则会降低酶的活性，使酶促反应受影响，会抑制(CH2O)的生成，C错误；无光时，不能形成ATP和H，会影响C3的还原，从而不利于暗反应的进行，D错误。