高中生物必修1优质课：5.4.2 光合作用的原理和应用 (1)

高中生物必修一

- 1 - 第2课时 光合作用的原理和应用

课前自主预习案

一、光合作用的概念与探究历程

1．光合作用的概念[填图]

2．光合作用的探究历程[填表]

科学家 实验过程或依据 实验结论

1771年普利斯特利 密闭玻璃罩＋绿色植物＋ 蜡烛→不易熄灭小鼠→不死亡 植物可以更新空气

1779年英格豪斯 500多次植物更新空气实验 在阳光照射下，植物体只有绿叶才能更新空气

1845年梅耶 根据能量转化和守恒定律 光合作用把光能转换成化学能储存起来

1864年萨克斯 绿叶→暗处放置→叶片一半曝光、一半遮光→碘蒸气处理→颜色变化(曝光处呈深蓝色) 植物叶片在光合作用中产生了淀粉

1941年鲁宾和卡门 光合作用释放的O2全部来自H2O

20世纪

40年代

卡尔文 用14C标记CO2 探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即卡尔文循环

二、光合作用的过程

1．过程及分析[据图填空] 高中生物必修一

- 2 - 2．反应式

CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O2

判断下列有关光合作用叙述的正误

(1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上( )

(2)光反应过程中合成了ATP，需要的能量来源于呼吸作用分解的有机物( )

(3)光反应的进行不需要任何酶的参与( )

(4)高等绿色植物白天进行光反应，夜晚进行暗反应( )

(5)光反应为暗反应提供[H]和ATP( )

(6)暗反应必须在无光的条件下进行( )

(7)暗反应需要的ATP是由光合作用合成的糖经过有氧呼吸产生的( )

(8)在离体的叶绿体基质中添加[H]、ATP和CO2后，可以完成暗反应( )

(9)光反应和暗反应必须都在光照条件下才能进行( )

(10)光合作用产生的O2来自CO2和H2O中的O( )

(11)绿色植物光合作用的反应物是CO2和H2O，产物是有机物和O2( )

第3课时 光合作用原理应用和化能合成作用

►达标练习

1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速率并未随之增加，主要限制因素是 ( )

A．呼吸作用和暗反应 B．光反应

C．暗反应 D．呼吸作用

解析：生长于较弱光照条件下的植物光反应弱，生成的ATP和[H]少，即使提高CO2浓度，暗反应的速率也不会提高，光合作用速率并未随之增加。

答案：B

2．下图表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化。下列能正确表示e点时单位时间内棚内植株消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)的是(

)

解析：e点时CO2的量不再增加，超过e点后CO2的含量下降，说明此时光合作用速率等于细胞呼吸速率，即光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸消耗的O2的量。

答案：B

3．硝化细菌将二氧化碳和水合成为糖类，其能量来自于( )

A．光能 B．电能

C．化学能 D．生物能

解析：硝化细菌利用将NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量，用于将CO2和H2O合成为糖类。

答案：C

4．光合作用和化能合成作用的相同之处是( )

A．都以太阳能作为能源

B．都需要环境中的物质氧化释放的能量

C．都可以将无机物转变为有机物

D．都是高等生物的代谢类型

解析：光合作用是绿色植物利用光能把CO2和H2O转化为有机物的过程；化能合成作用是某些微生物利用环境中的物质氧化释放的化学能，把CO2和H2O转变成有机物的过程。两者的不同点是，前者利用的能量是光能，后者利用的能量是化学能，两者的相同点：都是把无机物转变为有机物，从生物类型来看，前者是所有绿色植物都能进行的，而后者只有低等生物——硝化细菌等微生物才能进行。

答案：C

5．(2018·长春高一检测)将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试管是( )

4.3 光合作用的原理和应用

【学习目标（导）】

1.熟练掌握光合作用的原理

2.掌握光合作用在实际生活中的应用

3.会分析影响光合作用的因素

【自主思考（思）】

１、光反应

（1）场所：叶绿体的 上。

（2）时间：短促、以微秒计

（3）条件：需 、色素、酶、水

水的光解：

（4）物质变化

ATP的合成：

（5）能量变化：将光能转化成活跃的 储存在ATP和[H]中，均用于 。

(请同学们思考：暗反应的场所和条件？暗反应过程中物质和能量是如何变化的？)

２、暗反应：

（1）场所：叶绿体的 中

（2）时间：较缓慢

（3）条件：不需 和色素，需要 和CO2

（5）能量变化：ATP和[H]中的活跃化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能。

３、影响光合作用的外界因素 。

４、化能合成作用的概念：

。

它们是属于 生物。

【小组合作学习（议、展、评）】

1、画出光合作用过程图解：

2、完成下表：

项 目 光反应 暗反应

场 所

条 件 需色素和光 需要多种酶 物质变化 2H2O→4[H]+O2↑ CO2的固定：

C3的还原：

能量变化 光能→ ATP中活跃的化学能→

实 质 光能变为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物

3、结合光合作用的过程分析：当光照突然停止，其他条件不变时，叶绿体中ATP、还原性氢(NADPH)、C3、C5、C6H12O6的含量如何变化，当二氧化碳含量由不足突然升高时，这些物质怎样变化？

人教版生物必修一第5章-第4节-能量之源光和光合作用(二)(课文填空)

1 / 5 第4节能量之源—光与光合作用

二 光合作用的原理和应用

光合作用是指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。

一、光合作用的探究历程

1.光合作用探究经典实验

发现者 实验

结论

普利斯特利 小鼠与绿色植物放在同一个玻璃罩内,小鼠没有窒息而死 植物可以更新空气

英格豪斯 做了500多次植物更新空气的实验 在阳光照射下,植物体只有绿叶才能更新空气

梅耶 根据能量转换和守恒定律 光合作用把光能转换成化学能储存起来

萨克斯 绿色叶片→暗处放置→叶片一半曝光另一半遮光→碘蒸气处理→颜色变化(深蓝色出现) 植物叶片在光合作用中产生了淀粉

鲁宾和卡门 H2O+C18O2→O2

O+CO2→18O2 光合作用释放的氧气全部来自于水

卡尔文 用14C标记CO2 探明了CO2中碳转化成有机物中碳的途径即卡尔文循环

针对普利斯特利的实验，有人认为植物也能使空气变污浊。持这种观点的人，很可能是在无光条件下做的这个实验。无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。（对应教材“旁栏思考题”）

同位素标记法 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。

2.教材“思考与讨论”

(1)光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是糖类和氧气，场所是叶绿体，条件是要有光，还需要多种酶等。光合作用的反应式是： .（对应教材“思考与讨论”第1题）

(2)从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。（对应教材“思考与讨论”第2题）