第5章 第4节 第2课时 光合作用的原理(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019单选）

第2课时　光合作用的原理 聚焦·学案(一)　光合作用的探究历程 基础—自主学习 [助读教材] 1．光合作用的概念理解 2．探索光合作用原理的部分实验 边角知识发掘 　(教材P102“思考·讨论”延伸思考) (1)希尔反应实验中为什么要加入铁盐或其他氧化剂？该实验能不能完全说明光合作用释放的氧气全部来自水中的氧？ 提示：水分解后产生的H＋需要有受体才能使反应持续进行。不能，该实验中虽然没有CO2，但是无法排除是不是其他含氧化合物的氧转移后生成了氧气。 (2)鲁宾和卡门用同位素标记法研究了光合作用过程，该方法有什么好处？其实验中的自变量是什么，无关变量应如何处理？ 提示：可追踪物质的进行和变化规律，弄清化学反应的详细过程；自变量是同位素氧原子的标记位置，无关变量应保持相同且适宜。 [概念检测] 1．判断下列表述的正误 (1)光合作用的场所是叶绿体。(×) (2)希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生O2的化学反应。(√) (3)鲁宾和卡门利用放射性同位素18O标记CO2和H2O，证明了光合作用产物O2来源于H2O。(×) 2．下列几位科学家的相关探究实验中，所用技术方法不同于其他三位的是(　 ) A．卡尔文探究碳元素在光合作用中的转移途径 B．鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水 C．恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所 D．科学家探究分泌蛋白的合成和分泌途径 解析：选C　A、B、D选项中的科学家都用到了同位素标记法。 深化—合作学习 [活动质疑] 1．光合作用中有机物产生的探索 (1)研究碳的转移途径 卡尔文用小球藻进行实验，将其装在一个透明的密闭容器中，他向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5 s时，14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种三碳化合物(C3)中。 ①请据上述材料，用符号和箭头表示碳的转移途径。 提示： ②如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，请说出可能的实验思路。 提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。 (2)探索C5和C3的关系 ①实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。 ②实验结论： C3与C5之间是相互循环的。 2．光合作用中能量的转化 (1)阿尔农实验1 ①实验过程：离体叶绿体，加入ADP、Pi，给予光照。发现叶绿体生成ATP，且同时水光解产生氧气。 ②实验结论：光照下，水光解产生氧气的同时ADP和Pi合成ATP。 (2)阿尔农实验2 ①实验过程：离体叶绿体，在黑暗条件下，供给ATP、NADPH和CO2，发现离体叶绿体中有糖类生成。但在没有ATP、NADPH供给的情况下不能合成糖类。 ②实验结论：黑暗条件下，CO2合成糖类需要ATP和NADPH。 [迁移应用] 1．光合作用的科学研究经历了漫长的探索过程，众多科学家作出了重要贡献。下列说法错误的是(　 ) A．希尔反应能说明植物光合作用中水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应 B．鲁宾和卡门根据实验结果推测出CO2中C的转移途径 C．鲁宾和卡门用同位素标记的方法发现了光合作用中氧气来自水 D．阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随 解析：选B　希尔实验的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，A正确；卡尔文根据实验结果推测出CO2中C的转移途径，B错误；鲁宾和卡门运用同位素标记法标记O元素进行对比实验，发现了光合作用中氧气来自水，C正确；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，D正确。 2．植物学家希尔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)，在光下可以释放出O2，该实验被称为希尔反应。后来科学家将叶绿体破碎离心，分别收集绿色沉淀部分和无色上清液部分，绿色沉淀部分悬浮后照光可以产生O2。下列说法错误的是(　 ) A．绿色沉淀部分含量最多的色素是叶绿素a B．希尔反应场所是叶绿体类囊体薄膜 C．铁盐等氧化剂是希尔反应的催化剂 D．希尔的实验中，将叶绿体离体可排除细胞呼吸对实验的干扰 解析：选C　绿色沉淀部分(主要是叶绿素a和叶绿素b)含量最多的色素是叶绿素a，A正确；水在光下裂解可以产生氧气，该实验被称为希尔反应，场所是叶绿体类囊体薄膜，B正确；铁盐等氧化剂是氢受体，接受H＋，参与反应，不是催化剂，C错误；希尔实验中将叶绿体离体可排除细胞呼吸产生的CO2对实验的干扰，D正确。 聚焦·学案(二)　光合作用中物质变化和能量转化有什么关系 基