第18讲 光合作用的过程-【暑假自学课】2023年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第18讲 光合作用的过程 【学习目标】 1.通过对探索光合作用原理的希尔实验、鲁宾和卡门实验、阿尔农实验资料的分析，尝试归纳光合作用的过程和基本原理。 2.通过分析、讨论教材光合作用过程示意图，从物质与能量观的视角，说明光合作用过程中的物质变化和能量变化，阐明光合作用的原理。 3.通过对光合作用光反应和暗反应过程的比较，厘清光反应和暗反应的区别和联系，说明光合作用的意义。 4.通过设计和实施探究环境因素对光合作用强度影响的活动，理解光照强度、二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。 5.通过实施探究环境因素对光合作用强度影响的活动，进一步学会控制自变量，观察和检测因变量变化及设置对照实验的方法和技能。 6.通过总结影响光合作用强度的因素及原理分析，解释农业生产提高农作物产量的管理措施，并增强节约粮食的意识。 【问题探讨】 1.你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。思考探讨下面的问题： ①靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ ②为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 2.1937年，英国植物学家希尔(R.Hill)发现，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。思考探讨下面的问题： ①希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ ②希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 2.1941年，美国科学家鲁宾和卡门用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的条件下，第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的氧气都是18O2。思考探讨下面的问题： ①鲁宾和卡门的实验说明什么？ ②鲁宾和卡门实验采用了什么技术？实验的方法是什么？ 3.1964年以后，美国科学家卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。思考探讨下面的问题： ①卡尔文在实验中采用了什么技术？ ②卡尔文实验得到了什么样的结论？ 【课前预习】 一、探索光合作用原理的部分实验 1.19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O ，O2被 ，C和H2O结合成 ，然后 分子缩合成糖。 2.1937年，英国植物学家希尔(R.Hill)发现，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。希尔反应可用 表示。 3. 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的条件下，第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的氧气都是18O2。该实验说明光合作用中释放的氧气中的氧元素 。 4.1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体光照时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。ATP形成和希尔反应的关系可以表示为 。 5.1964年以后，美国科学家卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。鲁宾、卡门实验和卡尔文实验证明氧气产生和糖类的合成 同一个化学反应，而是 进行的。 二、光合作用的过程 1.根据是否需要光能，光合作用的一系列化学反应可以概括地分为 和 （也称为碳反应）两个阶段。 是光合作用的第一个阶段，必须 才能进行； 是光合作用的第二个阶段， 都能进行。 2.光合作用的过程 3.光反应阶段和暗反应阶段比较 反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 物质变化 能量变化 产   物 相同点 实质 三、探究环境因素对光合作用强度的影响（以光照强度对光合作用强度的影响为例）