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一、光合作用的概念及其探究过程1．对光合作用概念的理解(1)场所：绿色植物的。(2)能量来源：。(3)反应物：。(4)产物：等有机物。(5)反应式：。CO2、H2O叶绿体光能O2、糖类2．光合作用的探究历程人物实验过程及现象结论普利斯特利植物能英格豪斯500多次植物更新空气实验植物体只有绿叶且在条件下才能更新空气梅耶根据能量转换和守恒定律得出光合作用时光能转化成储存起来更新空气有光化学能2．光合作用的探究历程人物实验过程及现象结论萨克斯光合作用的产物除O2外还有鲁宾和卡门H182O＋CO2―→植物―→18O2H2O＋C18O2―→植物―→O2光合作用释放的氧气来自卡尔文用14C标记的14CO2，供小球藻光合作用，追踪放射性CO2中的C在光合作用中转化为中的碳淀粉水有机物二、光合作用的过程1．光合作用过程图解图中Ⅰ的名称是：，Ⅱ的名称是：，Ⅰ＋Ⅱ总称为：。光反应暗反应光合作用2．光反应和暗反应过程的比较项目光反应暗反应场所叶绿体的上叶绿体的中条件光、色素、酶、水、ADP、Pi多种酶、[H]、ATP、CO2、C5物质变化①水的光解：2H2O――→光能②ATP的形成：ADP＋Pi＋能量――→酶ATP①CO2的固定：CO2＋C5――→酶2C3②C3的还原：2C3――→[H]、ATP酶＋C5类囊体薄膜基质4[H]＋O2（CH2O）项目光反应暗反应能量变化光能转变成ATP中活跃的化学能转变成贮存在(CH2O)中的稳定的化学能相互联系光反应产物[H]、ATP为暗反应提供和能量；暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料ATP中活跃的化学能还原剂一、光合作用探究历程1．教材问题探讨分析读教材P101～P102内容，讨论并交流下列问题：(1)根据所学设计实验遵循的原则，分析普利斯特利实验有没有不足之处？若有如何补充？提示：有，缺少空白对照实验。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，观察蜡烛燃烧情况和小鼠的生存状况。(2)分析萨克斯实验中的变量、对照实验类型及得出的实验结论。(3)鲁宾和卡门实验利用的是什么方法？实验中的自变量和因变量分别是什么？提示：①自变量：光照；因变量：叶片颜色变化。②自身对照。③实验结论：光合作用的产物有淀粉，还证明了光是光合作用的必要条件。提示：放射性同位素标记法。自变量是标记的物质，因变量是O2的放射性。2．将下列科学家的实验和实验得出的结论连线二、光合作用过程1．教材问题探讨分析根据教材P103光合作用过程的图解，思考并回答下列问题：(1)有人认为：光反应必须在有光条件下进行，暗反应必须在无光条件下进行，这种说法是否正确？(2)分析光合作用过程，思考哪些过程不需要酶的催化，哪些过程需要酶的催化？提示：不正确。光反应必须在有光条件下进行，暗反应有光、无光均可进行。提示：色素吸收光能的过程不需要酶的催化，而ATP的形成、CO2的固定、C3的还原均需要酶的催化。(3)试利用同位素标记法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。①用放射性同位素18O标记H2O中的O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？②若用14C标记CO2中的C呢？③试总结光合作用中各元素的去向(用箭头表示)。提示：在氧气中可检测到18O。反应式如下：H182O光反应18O2[H]――→暗反应(CH2O)＋H2O提示：14CO2→2C3(只有一个14C)→(14CH2O)提示：光合作用总反应式及各元素去向：(4)光反应和暗反应的关系：①在无光条件下，暗反应能否长期进行？②若暗反应停止，光反应能否持续进行？③总结光反应和暗反应的关系。提示：不能。因为无光条件下，光反应不能进行，光反应的产物ATP和[H]减少，不能满足暗反应的需求，暗反应将停止进行。提示：不能，暗反应停止，光反应产生的ATP和[H]积累过多，抑制光反应的进行。提示：光反应和暗反应相辅相成，相互依存。2．光照强度、CO2浓度突然改变，光合作用过程中C3、C5、[H]和ATP的相对含量变化分析(1)突然停止光照，其他条件都适宜，分析短时间内C3、C5、[H]和ATP的相对含量怎样变化？(2)突然停止CO2供应，其他条件都适宜，分析短时间内C3、C5、[H]和ATP的相对含量怎样变化？提示：C3升高，C5降低，[H]和ATP降低。提示：C3降低，C5升高，[H]和ATP升高。3．判断下列说法是否正确(1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上。()(2)光反应过程中合成了ATP，需要的能量来源于呼吸作用分解的有机物。()(3)光反应的进行不需要任何酶的参与。()(4)高等绿色植物白天进行光反应，夜晚进行暗反应。()××××光合作用和有氧呼吸的比较光合作用有氧呼吸代谢性质合成代谢分解代谢发生部位含叶绿体的细胞活细胞反应场所叶绿体主要在线粒体内(第一阶段在细胞质基质中)光合作用有氧呼吸条件光、H2O、CO2、适宜温度、酶、色素有氧、有光无光均可、适宜的温度、O2、酶能量代谢光能转变成化学能储存在有机物中释放有机物中化学能，一部分转移到ATP中物质代谢将无机物合成有机物有机物分解成无机物(H2O、CO2)联系[特别提醒]光合速率与呼吸速率的关系(1)光合速率的概念：光合作用进行的程度常用光合速率来表示，光合速率是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消耗多少CO2)。净光合速率常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。总(实际)光合速率常用O2产生量、CO2固定量或有机物的产生量来表示。(2)二者之间的关系净光合速率＝总光合速率－呼吸速率(3)曲线图的含义[例1]关于光合作用探究历程的实验，下列叙述不正确的是()A．普利斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡——证明了绿色植物在光照下吸收二氧化碳，放出氧气，从而更新了空气B．萨克斯把绿色叶片一半曝光、一半遮光作为对照，用碘蒸气处理后观察颜色变化——证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉C．恩格尔曼用水绵和好氧细菌在黑暗环境中以极细光束照射，曝光作为对照处理，观察细菌分布——证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所D．鲁宾和卡门用同位素标记H2O和CO2，供绿色植物利用，分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧全部来自参加反应的H2O[解析]普利斯特利的实验全部是在有光的条件下进行的，并未设置对照实验(黑暗环境中的组别)，因此不能证明光照的作用；再者普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，而并未具体到更新哪种空气成分。萨克斯的实验中有对照，光为自变量，淀粉为因变量；恩格尔曼的实验中的自变量是光照处理的位置，所以得出叶绿体是产生氧气的场所；鲁宾和卡门用同位素标记H2O和CO2，形成对照。[答案]A[例2]如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A表示________，B表示________，C表示________，D表示________。(2)在a中发生的过程称为________，在a中含有的参与此过程的物质是________。(3)在a中发生的能量转变是________。(4)图乙中，从________点开始合成有机物，至_______点有机物合成终止。(5)AB段C3含量较高，其主要原因是____________________________________________。(6)G点C3含量极少，其原因是_________________________________________________。(7)G点与F点相比，G点时叶绿体中[H]含量较________(选填“高”或“低”)。[解析](1)根据图甲中物质转化关系可判断，A代表H2O，B代表CO2，C代表C3，D代表C5。(2)图甲中a表示叶绿体类囊体薄膜，其上分布有色素和酶，是光反应进行的场所。(3)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转变是光能→ATP中活跃的化学能。(4)根据图乙中C3含量的变化曲线可知，C3含量从B点开始减少，说明在有光的条件下，C3被还原，至I点时，C3含量又保持不变，说明此时没有光，不能进行光反应，缺乏[H]和ATP，暗反应停止，不再合成有机物。(5)图乙AB段缺乏光，不能进行光反应，缺乏[H]和ATP，C3不能被还原。(6)G点时光照强度强，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，CO2不能通过气孔进入，缺乏CO2，CO2固定减弱，C3生成减少。(7)G点时C3缺乏，光反应正常进行，[H]积累，而F点时，C3含量比G点时高，消耗[H]多，积累的[H]少。[答案](1)H2OCO2C3C5(2)光反应色素和酶(3)光能→ATP中活跃的化学能(4)BI(5)无光不进行光反应，不产生[H]和ATP，C3不能被还原(6)气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱(7)高填充：①水的光解②ATP的形成③CO2的固定④三碳化合物的还原1．光合作用的实质是合成有机物，储存能量；而呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。2．光合作用的反应式：。3．光反应的场所是类囊体薄膜，产物是O2、[H]和ATP。4．暗反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等物质。5．光合作用中的物质转变：(1)14CO2―→14C3―→(14CH2O)；(2)H182O―→18O2。6．光合作用的能量转变：光能―→ATP中活跃的化学能―→有机物中稳定的化学能。1．(海南高考)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h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，没有出现蓝色的部位是()A．a、b和dB．a、c和eC．c、d和eD．b、c和e解析：光合作用需要光照，部位c、e被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，故也不能进行光合作用，所以a、c、e处加碘液不会变蓝。答案：B2．鲁宾和卡门用H182O和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是()A．释放的氧气全是O2B．释放的氧气一部分是O2，一部分是18O2C．释放的氧气全是18O2D．释放的氧气大部分是O2，少部分是18O2解析：鲁宾和卡门用H182O和CO2作为原料进行光合作用实验，其目的是为了探究光合作用释放出的O2的来源，通过放射性检测，光合作用产生的O2全部来源于水。答案：C3．光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，参与暗反应必需的物质是()A．H2O、CO2、ADPB．CO2、[H]、ATPC．H2O、CO2、ATPD．[H]、H2O、ADP解析：暗反应过程包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，在此过程中需要CO2、[H]和ATP及多种酶参与反应。答案：B4．光合作用的光反应和暗反应依次发生在()A．细胞质、细胞核中B．叶绿体的外膜、内膜上C．叶绿体的类囊体薄膜上、叶绿体的基质中D．叶绿体的基质中、叶绿体的类囊体膜上解析：光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中。答案：C5．小麦的叶肉细胞通过光合作用合成葡萄糖，组成葡萄糖的碳、氢和氧三种元素分别来自()A．CO2、C3H6O3和H2OB．CO2、H2O和H2OC．CO2、H2O和CO2D．C3H6O3、H2O和CO2解析：光合作用的反应式是CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O2，根据美国科学家鲁宾和卡门的实验可知，光合作用释放的O2全部来源于水，葡萄糖中的C、O来自于CO2，H来自于水。答案：C6．如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A．该反应的场所是类囊体的薄膜B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成D．无光条件有利于暗反应进行解析：图示表示光合作用的暗反应过程，其反应场所是叶绿体基质，该过程有氧和无氧条件下均能进行，但需要多种酶催化、充足的CO2、光反应提供的[H]、ATP及适宜的温度等条件，适当提高温度可以提