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必修一第5章第4节光合作用（一）第5章第4节光合作用（一）一、回顾光合作用发现的科学史1、1771年，普利斯特利通过实验证实_____。2、1779年，英格豪斯重复多次普利斯特利的实验，发现普利斯特利的实验只有_______时才能成功，植物只有_______才能更新污浊的空气。1785年，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的气体是二氧化碳。3、根据能量守恒定律，植物在进行光合作用时，将_______能转化为_______能储存在某种物质中，这种物质是什么？根据生活经验，土豆里含有大量淀粉，把土豆的叶片用_______脱色后加_______会变蓝，说明土豆叶片里也含有淀粉，所以人们怀疑（假设）光合作用产生了淀粉。4、1864年萨克斯的实验。实验对象：暗处理后的天竺葵叶片，暗处理的目的是______________自变量：叶片是否照光因变量：_______，观测指标是叶片脱色处理后______________。实验结果：___________实验结论：______________5、1880年，恩格尔曼的实验。背景：1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。假设：光合作用的场所是实验对象：水绵（叶绿体呈__状）、___细菌。自变量：______________因变量：叶绿体照光部位是否产生氧气，观测指标是_______。实验结果：好氧细菌集中聚集在叶绿体的照光部位。实验结论：_____________。6、1939年，鲁宾和卡门用_______法探究光合作用产生的氧气来自水还是二氧化碳。第一组实验：向植物（小球藻）提供H2O和C18O2，分析释放的氧气。第二组实验：向植物（小球藻）提供_____，分析释放的氧气。问题：如何分析两组实验释放的氧气？____。实验结论：_______。7、同位素标记法小结：同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。例如，最早发现的碳元素原子量是12，后来又发现了原子量为13和14的碳元素，12C、13C和14C除了原子量不同外，其他的化学性质相同，因此只能放在元素周期表的同一位置，这就是同位素名称最初的由来。放射性同位素与稳定性同位素：原子核能自动放射出肉眼看不见的具有一定穿透能力的射线的元素称为_______；原子核比较稳定，不能发出射线的元素则称为_______。例如，14C是放射性同位素，12C、13C则是稳定性同位素。高中阶段学习过的放射性同为素还有14C、3H、35S、32P、131I等。需要注意的是15N和18O是稳定性同位素。同位素的应用：①科学家通过特殊的放射性显影装置追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清生命活动和化学反应的过程。例如，用3H标记的亮基酸可以用来研究_______过程；35S标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中_______是否进入大肠杆菌，32P标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中_______是否进入大肠杆菌；14C标记的14CO2可以用来研究_____。②科学家也可通过测量分子质量或用离心技术来区别同位素，例如用18O标记的H218O和C18O2可以用来研究_______，用15N标记的大肠杆菌可以用来研究_______。8、20世纪40年代，卡尔文的实验。思路：将小球藻（一种单细胞的绿藻）放置在密闭容器中,然后将14C标记的14CO2通入容器，在照光后的不同时间，将培养的小球藻浸入热的酒精中。热酒精处理有三种功效：杀死细胞、终止酶的作用、提取溶解的分子。然后将提取物用纸层析法分离，并通过一定的方法鉴定其成分。问题：卡尔文发现，在光照后60秒，14C分布于许多化合物中，如何确定放射性首先出现在哪种化合物中？_______。假如光照40秒，发现14C分布于A、B、C、D四种物质中；光照30秒，发现14C分布于A、B、C三种物质中；光照20秒，发现14C分布于A、B、两种物质中；光照6秒和5秒，发现14C只分布于A中，说明CO2在暗反应过程中的转移途径是：CO2→____→____→____→____。卡尔文等用小球藻做实验，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为_______。二、绿叶中色素的提取和分离提取原理：叶绿体中的色素易溶于_______而不溶于水，可用_______等有机溶剂提取色素。分离原理：各种色素在_______中溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得____，反之则扩散的____，从而使各种色素相互分离。实验装置：如图实验过程：略实验结果：如图答案第5章第4节光合作用（一）一、回顾光合作用发现的科学史1、1771年，普利斯特利通过实验证实植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。2、1779年，英格豪斯重复多次普利斯特利的实验，发现普利斯特利的实验只有阳光照射时才能成功，植物只有绿叶才能更新污浊的空气。1785年，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的气体是二氧化碳。3、根据能量守恒定律，植物在进行光合作用时，将光能转化为化学能储存在某种物质中，这种物质是什么？根据生活经验，土豆里含有大量淀粉，把土豆的叶片用热酒精脱色后加碘会变蓝，说明土豆叶片里也含有淀粉，所以人们怀疑（假设）光合作用产生了淀粉。4、1864年萨克斯的实验。实验对象：暗处理后的天竺葵叶片，暗处理的目的是消耗掉叶片中的营养物质自变量：叶片是否照光因变量：光合作用产物，观测指标是叶片脱色处理后加碘的颜色变化。实验结果：曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化实验结论：光合作用的产物有淀粉5、1880年，恩格尔曼的实验。背景：1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。假设：光合作用的场所是叶绿体实验对象：水绵（叶绿体呈带状）、好氧细菌。自变量：叶绿体是否照到光因变量：叶绿体照光部位是否产生氧气，观测指标是好氧细菌的分布。实验结果：好氧细菌集中聚集在叶绿体的照光部位。实验结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。6、1939年，鲁宾和卡门用同位素标记法探究光合作用产生的氧气来自水还是二氧化碳。第一组实验：向植物（小球藻）提供H2O和C18O2，分析释放的氧气。第二组实验：向植物（小球藻）提供H218O和CO2，分析释放的氧气。问题：如何分析两组实验释放的氧气？测定其分子质量。实验结论：光合作用释放的氧气来自水。7、同位素标记法小结：同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。例如，最早发现的碳元素原子量是12，后来又发现了原子量为13和14的碳元素，12C、13C和14C除了原子量不同外，其他的化学性质相同，因此只能放在元素周期表的同一位置，这就是同位素名称最初的由来。放射性同位素与稳定性同位素：原子核能自动放射出肉眼看不见的具有一定穿透能力的射线的元素称为放射性同位素；原子核比较稳定，不能发出射线的元素则称为稳定性同位素。例如，14C是放射性同位素，12C、13C则是稳定性同位素。高中阶段学习过的放射性同为素还有14C、3H、35S、32P、131I等。需要注意的是15N和18O是稳定性同位素。同位素的应用：①科学家通过特殊的放射性显影装置追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清生命活动和化学反应的过程。例如，用3H标记的亮基酸可以用来研究分泌蛋白的合成和运输过程；35S标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中蛋白质是否进入大肠杆菌，32P标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中DNA是否进入大肠杆菌；14C标记的14CO2可以用来研究光合作用暗反应过程。②科学家也可通过测量分子质量或用离心技术来区别同位素，例如用18O标记的H218O和C18O2可以用来研究光合作用产生的氧气来自水还是二氧化碳，用15N标记的大肠杆菌可以用来研究DNA的复制方式（是半保留还是全保留）。8、20世纪40年代，卡尔文的实验。思路：将小球藻（一种单细胞的绿藻）放置在密闭容器中,然后将14C标记的14CO2通入容器，在照光后的不同时间，将培养的小球藻浸入热的酒精中。热酒精处理有三种功效：杀死细胞、终止酶的作用、提取溶解的分子。然后将提取物用纸层析法分离，并通过一定的方法鉴定其成分。问题：卡尔文发现，在光照后60秒，14C分布于许多化合物中，如何确定放射性首先出现在哪种化合物中？缩短光照时间，检测放射性出现在什么化合物中。假如光照40秒，发现14C分布于A、B、C、D四种物质中；光照30秒，发现14C分布于A、B、C三种物质中；光照20秒，发现14C分布于A、B、两种物质中；光照6秒和5秒，发现14C只分布于A中，说明CO2在暗反应过程中的转移途径是：CO2→A→B→C→D。卡尔文等用小球藻做实验，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。二、绿叶中色素的提取和分离提取原理：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。分离原理：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则扩散的慢，从而使各种色素相互分离。实验装置：如图实验过程：略实验结果：如图若发现一轮复习讲义填空版及答案有错误或不恰当的地方，请通过写留言的方式告知，我会在留言回复里加以更正！必修一第5章第4节光合作用（二）必修一第5章第4节光合作用（二）三、光合作用的过程1、光反应在类囊膜上分布着许多被称为光系统的色素蛋白复合体（光系统I和光系统II），它们吸收光子后会释放出高能电子，电子沿类囊体膜上的电子传递链（多种蛋白质有序排列）传递，形成电子流，电子最终传递给NADP+(氧化型辅酶II)，使其还原成NADPH。电子在传递的过程中一部分能量用于将H+从叶绿体基质转运到类囊体腔，导致类囊体膜两侧产生H+浓度梯度，当H+顺浓度梯度返回叶绿体基质时，驱动ATP合成酶复合体催化ATP的生成。问题1：电子传递的过程中，将叶绿体基质中的H+泵入了类囊体，在此过程中H+跨膜转运的方式是______。问题2：驱动ATP合成酶合成ATP的能量是______，在此过程中H+跨膜转运的方式是______。问题3：光反应的能量变化：光能→电能→类囊体膜内外的H+浓度梯度→______中的活跃化学能。2、暗反应在暗反应阶段中，绿叶通过_____从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被_____还原。它必须首先与植物体内的_____结合，这个过程叫做_____。一个二氧化碳分子被一个C5分子固定后，很快形成_____。在有关酶的催化下，C3接受_____释放的能量并且被_____还原。随后，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化，形成_____；另一些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化，又形成_____。3、画出光合作用全过程的示意图（参考课本）4、光合作用和细胞呼吸都产生[H]，但含义不同，光合作用光反应产生的[H]的中文名字叫_____，用于暗反应还原C3；有氧呼吸_____阶段也产生[H]，中文名字叫_____，用于还原_____；无氧呼吸第一阶段也产生[H]，用于还原_____。5、当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量变化例如：停止光照，短时间内C3、C5、[H]、ATP相对含量的变化如下：停止光照→_____不再产生→导致_____过程减弱，但_____过程仍正常进行→短时间内C3含量相对_____，C5含量相对_____。C3含量增多有两方面的原因：①C3的还原过程减慢，C3消耗速率_____；②二氧化碳的固定正常进行，__________。C5含量减少有两方面的原因：①C5的再生过程减慢，_______________；②___________________6、分析下列物质在限定条件下短时间内的含量变化趋势例1、如图所示为夏季白天适宜条件下植物体细胞中与能量转