5.4.2 光合作用的探究历程和过程-2021-2022学年高中生物必修1【名师导航】同步Word教参(人教版)

第2课时　光合作用的探究历程和过程 学 习 目 标 核 心 素 养 1.了解光合作用的探究历程。 2．阐明光合作用的过程和实质。(重难点) 3．说出光合作用过程中的物质和能量变化。(重点) 1.通过对光合作用的过程的学习，形成物质与能量的生命观念。 2．通过对光反应与暗反应的学习，养成分类与比较的科学思维方式。 3．通过对光合作用探究历程的相关实验的学习，提高实验设计和实验结果分析的科学探究能力。 一、光合作用的概念和探究历程 1．概念 (1)主要场所：叶绿体。 (2)能量来源：光能。 (3)反应物：二氧化碳和水。 (4)产物：有机物和氧气。 (5)实质：合成有机物，储存能量。 2．探究历程 科学家 结论 普利斯特利 植物可以更新空气 英格豪斯 植物体只有在阳光照射下才能更新空气 梅耶 光合作用把光能转化成化学能储存起来 萨克斯 植物叶片在光合作用中产生了淀粉 恩格尔曼 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所 鲁宾和卡门 光合作用释放的氧气全部来自水 卡尔文 探明了CO2转化成有机物的途径，这一途径称为卡尔文循环 二、光合作用的过程 1．反应式 CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 2．光合作用的过程 (1)填写图中字母所代表的物质 a：O2　b：[H]　c：2C3　d：C5 (2)图示Ⅰ过程是光反应阶段 ①场所：叶绿体的类囊体薄膜上。 ②条件：光、色素、酶等。 ③物质变化：将水分解为氧气和[H]，将ADP和Pi合成ATP。 ④能量变化：光能转变为储存在ATP中的活跃的化学能。 (3)图示Ⅱ过程是暗反应阶段 ①场所：叶绿体基质中。 ②条件：酶、[H]、ATP。 ③物质变化。 a．CO2的固定：C5＋CO22C3。 b．C3的还原：C3＋[H](CH2O)＋C5。 c．ATPADP＋Pi。 ④能量变化：ATP中活跃的化学能转变为(CH2O)中稳定的化学能。 1．普利斯特利和萨克斯的实验中都用到了对照实验原则。 (　　) 2．光合作用的光反应和暗反应阶段在叶绿体的不同部位进行。 (　　) 3．光合作用中光反应必须有光才可进行，暗反应没有光也可长期进行。 (　　) 4．光合作用制造的有机物中的氧来自水。 (　　) 5．光合作用的光反应阶段完成了光能到活跃化学能的转换。 (　　) 提示：1.√ 2．√ 3．×　暗反应需要光反应提供的[H]和ATP，没有光暗反应不能长时间进行。 4．×　光合作用制造的有机物中的氧来自CO2。 5．√ 光合作用的探究历程 [问题探究] 1．萨克斯实验中，实验前先要把植物在黑暗中放置一段时间，其目的是什么？此实验除了能证明光合作用的产物有淀粉外，还能说明什么问题？ 提示：实验前先要把植物在黑暗中放置一段时间的目的是消耗掉叶片中的淀粉，以免影响实验结果。此实验还能说明光合作用需要光照。 2．鲁宾和卡门实验采用的实验方法是什么？第一组和第二组有没有实验组和对照组的区别？ 提示：同位素标记法。没有实验组和对照组的区分，属于相互对照。 3．卡尔文往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照 ，然后用热酒精杀死小球藻，分别测定不同光照时间下，小球藻中的放射性物质，结果如下： 实验组别 光照时间(s) 放射性物质分布 1 2 三碳化合物 2 20 12种磷酸化糖类 3 60 除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等 (1)卡尔文用热酒精杀死小球藻的目的是什么？ 提示：目的是使酶失活，终止小球藻的光合作用及其他代谢过程。 (2)根据实验结果分析，光合作用过程中CO2首先固定在哪一种化合物中？ 提示：三碳化合物。 (3)光合作用产生的糖类物质还能转化为哪些物质？ 提示：氨基酸、有机酸等。 1．普利斯特利的实验 (1)实验过程及现象 密闭玻璃罩＋绿色植物＋ (2)实验分析 ①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。 ②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。 ③由于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。 2．萨克斯的实验 (1)实验过程及现象 黑暗中饥饿处理的绿叶 (2)实验分析 ①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化。 ②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。 ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。 3．鲁宾和卡门的实验 (1)实验过程及结论： (2)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质(HO和C18O2)，因变量是O2的放射性。 1．历经一个多世纪，经过许多