1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2课时光合作用的原理学习目标核心素养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。1.生命观点：阐明在光合作用过程中物质与能量的变化，形成物质与能量观。2.科学思维：分析光合作用过程图示，归纳与概括光反应与暗反应过程及异同。3.科学探究：体验和学习光合作用的探究历程中的科学实验设计思路。知识点一探索光合作用原理的部分实验 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反应式：CO2H2O(CH2O)O23探索光合作用原理的部分实验4总结：通过
2、以上实验得出：光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一化学反应，而是分成光反应和暗反应两个阶段。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：是。因为希尔实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与。模拟鲁宾、卡门的实验时，能不能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记观察？提示：不能，CO2和H2O中的氧均标记，则难得出正确结论。题型一探索光合作用原理的部分实验例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
3、科学家发现甲醛是光合作用的原料C希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放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；甲醛对植物有害，不能作为原料参与光合作用，B错误；鲁宾、卡门实验证明O2中的氧来自于H2O，D错误。答案C知识拓展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
4、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 1光反应过程易漏边角(课本P103)相关信息水分解为氧和H的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP与H结合形成NADPH。2暗反应过程(1)美国科学家卡尔文用小球藻做的实验方法：同位素示踪法。过程：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的。为什么暗反应不能较长时间在黑暗条件下
5、进行？提示：因为暗反应需要光反应为其提供ATP、NADPH。光合作用中ADP的移动方向？提示：叶绿体基质类囊体。(2)暗反应过程注：C3是指三碳化合物3磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物核酮糖1,5二磷酸(RuBP)。3光反应与暗反应的关系上图说明：光反应为暗反应提供ATP、NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP。光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利用，还养活了包括你我在内的所有异养生物。光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。易漏边角(课本P104)相关信息光合作用的产物部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过
6、韧皮部运输到植株各处。结合光反应和暗反应过程分析，若突然停止光照或停止CO2供应，叶绿体中ATP、NADPH、C3和C5相对含量发生怎样的变化。提示：(1)CO2供应正常，光照停止时，ATP、NADPH、C3、C5的含量变化(2)光照正常，CO2供应停止C3、C5的含量变化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CNADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量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
7、过程判断分别表示NADPH、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。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，B正确；NADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量，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
8、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知识拓展同位素标记元素转移途径H：C：O：1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，暗反应是在叶绿体的基质中进行的。2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 CO2C52C3A BC D答案C解析H2
9、OHO2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。3如图为高等绿色植物光合作用图解，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O2，可参与有氧呼吸的第三阶段C是C3，能被氧化为(CH2O)D是ATP，在叶绿体基质中生成答案B解析表示光合色素，表示O2，表示C3，表示ATP。
10、叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；有氧呼吸第三阶段，H与O2反应生成H2O，B正确；C3被NADPH还原形成有机物，C错误；光反应阶段形成ATP，场所是叶绿体的类囊体薄膜，D错误。4离体的叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，若改变某一条件，则叶绿体中ATP和O2的相对含量变化如图所示，则改变的条件是()A光照由强到弱，CO2供应不变B光照由弱到强，CO2供应不变C光照不变，CO2供应由充足到不足D光照不变，CO2供应由不足到充足答案C解析光反应利用光能将水分解，释放O2，同时合成ATP，暗反应消耗ATP将三碳化合物还原。图中O2相对含量降低，表明光反应减弱，而光反应减弱不会导致A
11、TP相对含量增加，应是暗反应消耗的ATP减少，导致ATP积累，从而限制了光反应，导致O2含量下降，由此可推测应是CO2供应减少。5如图为光合作用示意图，请根据该图回答下列问题。(以下问题均用图中字母或相应文字回答)(1)甲指光合作用的_，乙指光合作用的_。(2)在炎热夏季中午，植物的“午休”现象发生的直接原因是_的供给不足。(3)在该过程中具有还原性的物质是_。若CO2停止供应，首先增加的是_。(4)能量转换的过程是光能_。(5)请写出光合作用的总反应式：_。请写出E生成F的反应式：_。(6)在D中，含量最少的是_，含量最多的是_。答案(1)光反应阶段暗反应阶段(2)CO2(3)C(4)E(A
12、TP)、C(NADPH)L(有机物)(5)CO2H2O(CH2O)O2ATPADPPi能量(6)胡萝卜素叶绿素a解析(1)据题图分析，甲是光合作用的光反应阶段，乙是光合作用的暗反应阶段。(2)植物“午休”现象的直接原因是植物为避免蒸腾作用过强而部分气孔关闭，二氧化碳供应不足。(3)光合作用过程中具有还原性的物质是C，即NADPH。CO2停止供应，五碳化合物(I)的消耗停止，短时间内其来源不变，所以首先增加的是五碳化合物(I)。(4)光合作用过程中能量转换的过程是光反应将光能转变为ATP和NADPH中的化学能，经暗反应转换为有机物中稳定的化学能。(5)光合作用的总反应式为CO2H2O(CH2O)O2。E是ATP，F是ADP和Pi，E生成F的反应式为ATPADPPi能量。(6)D是色素分子，含量最少的是胡萝卜素，最多的是叶绿素a。- 11 - 版权所有高考资源网
