高中生物必修一
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．通过对光合作用的过程的学习，形成1．了解光合作用的探究历程。 物质与能量的生命观念。 2．阐明光合作用的过程和实质。(重2．通过对光反应与暗反应学习，养成分难点) 3．说出光合作用过程中的物质和能量变化。(重点) 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 普利斯特利 英格豪斯 梅耶 萨克斯 恩格尔曼 植物可以更新空气 植物体只有在阳光照射下才能更新空气 光合作用把光能转化成化学能储存起来 植物叶片在光合作用中产生了淀粉 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所 结论 - 1 -
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鲁宾和卡门 卡尔文 光合作用释放的氧气全部来自水 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
CO＋H光能
22O叶绿体――→(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．COCO酶
2的固定：C5＋2――→2C3。 b．C的还原：C―酶33＋[H]ATP―→(CH2O)＋C5。
c．ATP―酶
―→ADP＋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 -
)
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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．√
( ) ( ) ( )
[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 1
光合作用的探究历程 光照时间(s) 2 - 3 -
放射性物质分布 三碳化合物 高中生物必修一
2 3 20 60 12种磷酸化糖类 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。
[归纳总结]
1．普利斯特利的实验
(1)实验过程及现象
??蜡烛：不易熄灭
密闭玻璃罩＋绿色植物＋?
??小鼠：不易窒息死亡(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
碘蒸气??一半曝光――→变蓝
黑暗中饥饿处理的绿叶?
碘蒸气
?一半遮光――→不变蓝?(2)实验分析
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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：
18
H182O＋CO2→植物→O2
H2O＋CO2→植物→O2
18
?
光合作用释放的O2，全部来自于H2O
18(2)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质(H182O和CO2)，因变量是
O2的放射性。
1．历经一个多世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是( )
A．普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气 B．萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件 C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2
C [本题考查光合作用的探究历程。恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是进行光合作用的场所，而没有定量分析光合作用生成的氧气量。]
2.某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现
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人教版生物必修一讲义：第5章+第4节 第2课时 光合作用的探究历程和过程+Word版含答案
