《2021--2022学年 人教版 必修一光合作用的原理和应用学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021--2022学年 人教版 必修一光合作用的原理和应用学案.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2课时光合作用的原理和应用（见学生用书P63）1 .说明光合作用以及对它的认识过程。2 .尝试探究影响光合作用强度的环境因素。3 .说出光合作用原理的应用。4 .简述化能合成作用。一、光合作用的概念L概念光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出 氧气的过程。场所:叶绿体。能量来源:光能。反响物:二氧化碳和水。产物:有机物和氧气。实质:合成有机物，储存能量。5 .反响式光能-C02+H20叶绿体 （CH2OHO2二、光合作用的探究历程1.177T1772年，普利斯特利证实植物可以更新空气。年，英格豪斯证实:普利斯特利的实验只有在光下,绿叶才能
2、更新空气。年，由于发现了空气的组成人们才明确绿叶在光下放出的是6吸收的是毁。年，梅耶根据能量转化与守恒定律指出,植物在进行光合作用时才巴光能转换成化学熊储存起来。年，萨克斯通过实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。年，鲁宾和卡门利用同位素标记法证实光合作用释放的氧气来自水。世纪40年代,卡尔文等探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成直机物中碳的途径。三、光合作用的过程.填写图中序号ac所代表的物质a：H；b：ATP；c：C（）2。1 .图示I过程是光反响阶段。场所:类囊体薄膜上。条件:光、色素和酶等。叶绿体中光合色素吸收光能的作用I.将水分解为氧和凹，氧直接以斑的形式释放出去，凹那么被传递到
3、吐绿位内的基质中，作为渣漫 的复原剂，参与到暗反响阶段的化学反响中去。II.在有关酶的作用下，促成ADP与Pi反响形成”E，这样光能就转变为储存在皿中的化学能。3 .图示n过程是暗反响阶段。场所:叶绿体基质。条件:酶、皿、ATP。具体过程.山的固定:绿叶通过气孔吸收的co%在特定酶的作用下，与a（一种五碳化合物）结合。I .在有关酶的催化作用下,G接受皿释放的能量，并且被回复原。HL 一些接受能量并被复原的C在酶的作用下经过一系列反响转化为糖类;另一些接受能量并被复原的C3/ 经过一系列变化,又形成G,继续参与CO2的固定。四、光合作用强度1 .概念:植物在单位时回内通过光合作用制造壁的数量。
4、2 .表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。3 .影响因素（1）光合作用的原料一一水、C02e影响C02供给的因素:空气中二浓度和叶片气孔开闭情况等。动力一一光能。场所一一叶绿体。影响叶绿体的形成和结构的因素:一无机营养和病虫害。（4）酶影响酶活性的因素，如温度。五、探究光照强度对光合作用强度的影响1 .取材:用打孔器制备30片小圆形叶片。2 .排气将小圆形叶片放入注射器内釉气使小圆形叶片中的气体逸出。3 .沉水:将处理过的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。4 .分组:取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含二氧化碳的清水，分别放入10片小圆形叶片。5 .光照:分别对
5、这3个实验装置置于劭强、中、弱三种光照下。6 .观察并记录:同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。六、化能合成作用.概念:利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的方式。1 .代表生物:硝化细菌等。2 .物质变化:C02和IL0转化为糖类等有机物。阅读课本，判断正误。1 .类囊体上产生的四和ATP均可为暗反响提供能量。（V）.光反响和暗反响在叶绿体的不同部位进行。（V）2 .光反响和暗反响必须都在光照条件下才能进行。（X）2。在光下分解为凹和的过程发生在叶绿体基质中。（X）5 .在适宜光照条件下，叶肉细胞中C02的固定场所是叶绿体基质。（J）.暗反响只有物质的变化，没有
6、能量的变化。（X）6 .进入叶绿体的CO?不能被叫直接复原。（V）.光反响为暗反响提供固和ATP,而暗反响不能为光反响提供物质和能量。（X）7 .生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO,浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反响。（J）i 1光合作用过程解读观察以下列图梳理光合作用过程相关问题L完成以下表格比较工程光反响暗反响需要条件色素、光照、酶不需要色素和 光，需要多种酶反响场所叶绿体类囊 体的薄膜上叶绿体的基 质中物质变化水的光解：水分解生 成凹和02； ATP的合 成：在相关酶 的作用下ADP和 Pi形成ATPCO2的固定：CO2+C5 f 2C3* /C3的复原：2C3+H-
7、(Ch2o)+c5比较工程光反响暗反响能量变化光能一一ATP、H中活泼的化学能ATP、H中活泼 的化学能一一 有机物中稳定 的化学能相应产物(k H和 ATP糖类等有机物(续表)2 .为什么光反响阶段发生在类囊体薄膜上，而暗反响阶段发生在叶绿体基质中？答要在类囊体薄膜上有吸收光能的色素和进行光反响相关的酶;在叶绿体基质中有进行暗反响相关的 酶。3 .光反响和暗反响之间的关系是什么?答得光反响为暗反响提供复原剂用和能量物质ATP,暗反响利用能量物质合成有机物，同时为光反响提 供 ADP、Pi 等。-一光合作用过程工程工程光反响暗反响条件外界条件:光照 内部条件:色素、酶外界条件:不需要光照 内部
8、条件:酶反响场所叶绿体类囊体的薄膜叶绿体基质物质变化水的光解： 水分解成H和02；(2)ATP的合成： 在相关酶的作用 下,ADP和Pi形成ATPC0?的固定:CO2+C52c3；C3的复原:C3+H atp(ch2o)+c5能量变化光能f ATP、闻中活 泼的化学能ATP、皿中活泼的化学能一有机物中稳定的化学能总反响式光能C02+H20 叶绿体(CH20)+02馁励 以下列图为高等绿色植物光合作用的图解，以下说法正确的选项是()。A.是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中8 .是0沙可参与有氧呼吸的第二阶段C.是三碳化合物，能被氧化为(CUO)D.是ATP,在类囊体薄膜上生成解析根据光合作用
9、图解可知，图中是光合色素，分布在叶绿体类囊体薄膜上,A项错误;是可参与有 氧呼吸的第三阶段,与有氧呼吸第一、二阶段产生的川结合生成水，释放大量的能量,B项错误;是三碳化合 物，在由光反响阶段提供的冏和ATP的作用下被复原为(CHzO),C项错误;是ATP,在叶绿体的类囊体薄膜上生 成,D项正确。2探究光照强度对光合作用强度的影响分析光照强度对某阳生植物co2吸收量和释放量的影响曲线，与同学讨论并思考以下问题。曲线点、 段进行的生理过程气体转移情况A点只进行呼吸作 用，对应的数值 为该植物的呼 吸速率吸收。2、释放co.AB段呼吸作用、光合作 用同时进行且呼吸 作用强度大于 光合作用强度吸收。2
10、、释放co2B点呼吸作用、光合作 用同时进行且呼吸 作用强度等十 光合作用强度。B 点为光补偿 点，植物只启在 大于B点对 应的光照强度时才 能生长不与外界 进行气体 交换BC段及C点以后呼吸作用、光合作 用同时进行，且呼 吸作用强度小 于光合作用强 度。其中C点对应 的光照强度为 光饱和点。CD 段继续增加光照强 度,光合作用强度 不再增加吸收C(k释放021.完成下表填空。对应的生理 状态模型2.测定植物呼吸速率和光合速率常用黑白瓶法，以下列图即为黑白瓶法测定植物光合速率与呼吸速率的装置及过程示意图:装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时,NaOH溶液可吸收容器中的;在测净光合速率时,NaH
11、g溶液 可提供，保证了容器内C0?浓度的恒定。测定原理甲装置在黑暗条件下，植物只进行，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO%所以单位时间内红色液 滴移的距离表示植物的吸收速率，可代表呼吸速率。乙装置在光照条件下，植物进行，由于NaHCQs溶液保证了容器内C02浓度的平衡,所以单位时间内红色 液滴移的距离表示植物的02释放速率,可代表净光合速率。真光合速率=净光合速率+呼吸速率测定方法将装置甲置于黑暗中一段时间，记录红色液滴移动的距离，计算。将装置乙置于光下一段时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到光合速率。(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物
12、理因素所引起的误差，应设置实验，即用死亡的绿色植物分别 进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。答案CO2c细胞呼吸左光合作用和细胞呼吸右呼吸速率真对照3 .请参照光照强度对某阳生植物C02吸收量和释放量的影响曲线图，画出光照强度对阴生植物CO2吸收 量和释放量的影响曲线。答案4 .该图像在农业生产上有什么指导意义？答案间作套种农作物时注意农作物种类搭配保证喜阳植物获得充足的阳光防止喜阴植物被阳光暴 晒。（2）温室大棚种植农作物时,适当增强光照强度。光合作用与细胞呼吸的相关计算下面图中,段表示植物呼吸速率，加段表示植物表观光合速率（即净光合速率）,伪十加段表示真正光合速率（即
13、实际 光合速率或总光合速率），它们的关系:真正光合速率二表观光合速率+呼吸速率。具体表述为如下。1 .光合作用消耗的也总量二从外界吸收的COz量+呼吸作用产生的C02量。2 .光合作用产生的02量二释放到外界的量+呼吸作用消耗的0。量。3. 一昼夜有机物的积累量（用C0二量表示）二白天从外界吸收的C0?量晚上呼吸作用释放的C02总量。仪 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为久久久d时，单位时间内C02释放量和产生总量 的变化;图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系。以下说法正确的选项是（）。A.图甲中，光照强度为6时，光合速率等于呼吸速率B.图甲中，光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个
14、单位的C02C.图乙中，当光照强度为X时恪田胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.图乙中，限制6、f、g点光合速率的因素主要是光照强度解析分析图甲可知，光照强度为b时,COZ释放量和产生总量相等，都为3个单位，细胞呼吸释放的CO2首 先供给叶绿体进行光合作用剩余局部释放到外界，说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度;光照强度为d 时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率，光照强度为a时,CS释放量即为呼吸速率，光照强度为d 时产生总量为8个单位，需要消耗的C0?也为8个单位，所以单位时间内需从外界吸收的CO2为2个单位;图 乙中的生物为蓝藻,蓝藻不含线粒体和叶绿体;图乙中，限制
15、g点光合作用速率的因素不是光照强度,可能是 C02浓度或温度等。答案B3探究co2浓度对光合作用强度的影响分析CO?浓度对植物C0?吸收量和释放量的影响曲线，与同学讨论并思考以下问题。2浓度影响光合作用强度的原理是什么？答暂CO?浓度通过影响植物的暗反响中C0?固定的速率进而影响光合作用强度。A点Al点B点和B点AB段和A B段2.解读CO2浓度影响光合作用强度的曲线。光合作用强度细胞呼吸作用强度时的C02浓度，即C0?补偿点 进行光合作用所需一的最低浓度C0l饱和点，即继续增加C02的浓度，光合作用强度不再增加在一定范围内，光合作用强度随C02浓度的增加而增大3.该图像在农业生产上有什么指导
16、意义？答案在大棚种植时，适当提高C0?浓度，如适当通风让外界C0?进入大棚等。大田种植时方距要疏密适当，要“正其行,通其风，多施有机肥。EB 将j 11苜植株的一叶片置于恒温的密闭小室内调节小室内co,浓度，在适宜的光照强度下测定叶片光合作用强度（以CS吸收速率表示），测定结果如下列图。以下相关表达正确的选项是（）。A.如果光照强度适当降低,A点左移,B点左移B.如果光照强度适当降低,A点左移,B点右移C.如果光照强度适当增强,A点右移,B点右移D.如果光照强度适当增强,A点左移,B点右移解析A点、B点分别是CO?补偿点、C0,饱和点，在A点光合速率等于呼吸速率,B点光合速率到达最大。 如果光
17、照强度适当降低,那么光合作用强度会降低,A点应右移,B点左移;如果光照强度适当增强，那么光合作 用强度会增加,A点左移,B点右移。答案DC（M或光）补偿点和饱和点的移动方向:COK或光）补偿点A是曲线与横轴的交点,COz（或光）饱和点B那么是最大光合速 率对应的C0?浓度（或光照强度）,位于横轴上。因为CO?和光照强度都是正向影响光合作用强度的两个因素，所以当其中一个因素增强，另一个因素可以适当减弱也能保 证植物的呼吸消耗，所以另一因素补偿点将左移;同时假设一个因素增强，那么到达最大光合作用强度时，需要的另一因素 也强化，所以另一因素的饱和点将右移。阴生植物与阳生植物相比,吸（或光）补偿点和饱
18、和点都应向左移动。探究温度对光合作用强度的影响分析温度对植物co,吸收量和释放量的影响曲线，与同学讨论并思考以下问题。1 .温度是如何影响光合作用强度的？答温度通过影响光合作用有关酶的活性影响光合作用强度。2 .解读温度影响光合作用强度的曲线。AB段在点之前，随着温度升高，光合作用强度增大B点酶的最适温度，光合作用强度最大BC段 随着温度升高，酶的活性 下降，光合作用强度 减小,50 左右光合作用强度几乎为零3 .该图像在农业生产上有什么指导意义？答案温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率;晚上适当降低温室内温度，以降低细 胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。某植物光合作用和呼
19、吸作用的最适温度分别为25。和30 ,右图表示30 时光合作用与光照强度的关系。假设温度降到25 （原光照强度和二氧化碳浓度保持不变），理论上图中相应点a、b、d的移 动方向分别是（）。A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移解析图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点及光饱和点时的光合作用强度。由题干“光 合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30可知，当温度从30降到25时,细胞呼吸强度降低,a 点上移;光合作用强度增强,所以光饱和点（d点）时吸收的C02增多,d点上移。b点表示光合作用强度二细胞呼 吸强度，在25时，细胞呼吸作用强度降低，光
20、合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下，要使 其仍然与细胞呼吸强度相等需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。答案C1 .由于呼吸作用和光合作用根本是两个相反的过程，因此呼吸速率增加，需要更强的光合作用来抵消呼吸消耗，（或 光）补偿点应右移，此时光饱和点不变，但最大值将下移。2 ,多因子变量对光合作用速率影响的分析方法当在P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强,光合速率不断提高。（2）当在Q点时,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因子 的方法。科学思维一一呼吸作用和光合作用的关系生产实
21、践中常需要运用归纳与概括等思维方法把握呼吸作用与光合作用的内在关系。绿色植物在进行 光合作用合成有机物的同时，也进行呼吸作用消耗有机物。假设光合作用生成的有机物除用于呼吸作用外 还有剩余，那么植物表现为旺盛的生长现象，反之，表现为衰老或死亡。在实际测定时，光合作用或呼吸作用的 强度可以通过测定单位时间内C（k 6或有机物的变化量来表示。内化运用 以下列图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小 室探究番茄植株光合作用速率的装置。请答复以下问题。图1中,过程进行的场所是，过程进行的场所是。过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过 程是。在适宜温度和光照条件下，向图
22、2所示的装置通入l，C02o当反响进行到0. 5 s时JC出现在C3中;反 响进行到5 s时-C出现在（CH2）中。该实验是通过控制（条件）来探究CO2中碳原子的转移路径，用到的实验 方法为。将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物氧气释放速率的变化，得 到如图3所示曲线。观察装置中液滴的位置,c点时刻的液滴位于起始位置的侧，液滴移到最右是在一天中 的点。在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：每隔20分钟记录一次刻度数据25273137 该组实验数据是在图3所示曲线的段获得的。如果要测定该植物真正光合作用的速率,该如何设置对 照实验?。解才由图
23、分析，过程产生了有机物，在进行光合作用,过程为光反响过程，在叶绿体类囊体薄膜上 进行;过程消耗有机物产生C02,进行呼吸作用，过程进行的场所是细胞质基质和线粒体基质;过程 呼吸作用为蛋白质合成供能。该实验的自变量为反响时间,用到的实验方法是同位素标记法。装置中 的C0?缓冲液能够使装置内的CO?浓度保持相对稳定。由图可知,c点之前，植物光合作用速率小于呼吸作用 速率消耗速率大于产生速率,装置中气体体积减小，因此c点时刻液滴位于起始位置的左侧,液滴移到最右 说明植物积累有机物最多,是在一天中的18时（g点）。由液滴的移动刻度可知，植物释放速率在增加，对应 图中的段。图中测定的是净光合速率,欲测定该植物真正光合作用的速率，须知道植物呼吸速率,可设置 如图2 一样的装置，遮光放在相同的环境条件下。答案类囊体薄膜细胞质基质和线粒体基质反响时间同位素标记法左18（g）ef设置如图2 一样的装置，将该装置遮光放在相同的环境条件下