5.4.2 光合作用的原理和应用-【帮课堂】2022-2023学年高一生物同步精品讲义（人教版2019必修1）

第2课时　光合作用的原理和应用 ( 知识清单 ) 一、光合作用的概念 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。 二、光合作用原理 1．填写图中序号所代表的物质或结构 ①O2；②NADP＋；③ADP＋Pi；④C5。 2．图示Ⅰ过程是光反应阶段： (1)场所：[⑤]类囊体薄膜上。 (2)条件：光、色素和酶等。 (3)叶绿体中光合色素吸收光能的作用： ①将水分解为氧和H＋，氧直接以氧分子形式释放出去，H＋与NADP＋结合形成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。 ②在有关酶的作用下，提供能量促使ADP与P反应形成ATP，这样光能就转变为储存在ATP中的活跃的化学能。 (4)NADPH的作用： ①作为活跃的还原剂，参与暗反应阶段反应。 ②储存部分能量供暗反应阶段利用。 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、NADPH、ATP。 (3)具体过程： ①CO2的固定，即绿叶通过气孔吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5(一种五碳化合物)结合，形成C3分子。 ②在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。 ③一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列变化反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5，继续参与CO2的固定。 三、光合作用原理的应用 1．光合作用强度 (1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 (3)影响因素 ①光合作用的原料——水、CO2。 影响CO2供应的因素：环境中CO2浓度和叶片气孔开闭情况等。 ②动力——光能。 ③场所——叶绿体。 影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养和病虫害。 ④酶：影响酶活性的因素，如温度。 2．探究光照强度对光合作用的影响 取材 ↓ 排气 ↓ 沉水 ↓ 分组：取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含二氧化碳的清水、分别放入10片小圆形叶片 ↓ 光照：分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照 ↓ 观察并记录：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 3．在生产实践中的应用 实例 原理 间作套种 不同植物对光照的需求不同 冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用，夜间降温，抑制呼吸作用 “正其行、通其风” 增大CO2浓度，有利于光合作用的进行 合理灌溉 水缺少导致气孔关闭，CO2供应不足 ( 考点突破 ) 考点01 光合作用探究历程中的重要实验 【典型例题】 在科学家对光合作用的探索历程中，下列哪一项叙述不准确（       ） A．英格豪斯发现普利斯特利的实验必须在光下进行才能成功 B．萨克斯证明了光合作用产生的有机物中有淀粉 C．鲁宾和卡门利用同位素标记法，证明光合作用中释放的氧气中的氧元素来自二氧化碳 D．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位 【答案】C 【解析】 A、英格•豪斯重复普利斯特利的实验,发现只有在阳光下才能获得成功，英格•豪斯进一步证实,光是进行光合作用不可缺少的条件，A正确； B、1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，B正确； C、鲁宾和卡门利用同位素标记法，证明光合作用中释放的氧气中的氧元素来自水，C错误； D、德国科学家恩格尔曼的实验是这样的：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵．通过显微镜观察，发现好氧细菌只集中在叶绿体被光照到的部位附近；该实验说明有叶绿体的地方含有丰富的氧气，吸引了大量的好氧细菌，即光合作用的场所是叶绿体，D正确。 故选C。 【归纳总结】探索光合作用原理的部分实验 时间/发现者 内容 19世纪末 科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928年 科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖 1937年希尔 (英国) 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气 1941年鲁宾、卡门(美国) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H218O＋CO2―→植物―→18O2，H2O＋C18O2―→植物―→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水 1954年阿尔农 (美国) 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随 考点02 光合作用的过程 【典型例题】