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1、光合作用及其在生产上的应用（1min）一：细胞的能量供应体系1.该能量供应体系中的核心是什么物质？为什么？答：ATP，因为ATP可以直接为生命活动供能。2.细胞呼吸和光合作用在该能量供应体系中起什么作用？答：细胞呼吸把糖类中的能量转换到ATP中供应各项生命活动的正常进行（除光合作用）;光合作用把光能转化为化学能储存在糖类中，供细胞呼吸使用。3.从细胞能量供应的角度思考，简述光合作用在该能量供应体系中的地位。答：光合作用作为能量的最终来源方式，对于生物圈来说是不可获取缺，但在细胞能量供应的过程中，光合作用制造有机物把能量储存起来，间接供应能量维持其它的生命活动，所以光合作用不是每种生物都必须具备
2、的代谢过程。能进行光合作用的生物也无需时刻都进行光合作用。光合作用对生命个体的能量供应来的影响来说有一定的滞后性，地位是不如呼吸作用的。（8min）二：光合作用4.从粮食生产的角度思考，写出你认为光合作用过程中最核心的一个物质变化过程，并做出解释：答：CO2C3（CH2O）；因为粮食的主要成分是淀粉，植物积累的淀粉越多，粮食的产量就越高。5.不难看出，暗反应过程的物质转化就可以把CO2合成淀粉，那光反应的物质转化对合成淀粉又有什么用？答：水的光解主要是为了产生NADPH；NADPH参与C3的还原过程；ATP的合成则是为了储存光能；ATP为C3的还原提供能量。6.从物质和能量的角度思考，自然生长
3、的植物中光反应和暗反应能独立运行吗？答：不能，光反应的能量转化需要暗反应提供物质，暗反应的物质转化需要光反应提供能量。7.从粮食生产的角度思考，你认为光合作用的意义是什么？答：把光能转化成化学能，储存在淀粉等有机物中，为人类的生存提供物质和能量。（13min）8.绘出光合作用过程的图解：9.写出光合作用总反应式：练习1：将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于A水、矿质元素和空气 B光、矿质元素和水C水、矿质元素和土壤 D光、矿质元素和空气（16min）10.尝试解释下列因素影响光合作用的原因：（20min）请总结植物体中水的作用：
4、答：构成细胞结构，良好溶剂，参与化学反应，提供细胞生存的环境，运输营养物质结合水的作用，回忆初中知识，分析植物根系吸收的水分的去向：答：植物通过根从土壤中吸收水分，吸收来的水只有大约1%被植物体利用，大约99%都通过绿色植物的蒸腾作用以水蒸气的形式散发到大气当中去了。植物处于轻度水分缺乏环境中会如何调节以维持自身的相对稳定？答：减少蒸腾作用对水分的散失，以保证其它生命活动的水分供应。植物通过减小气孔开度，从而降低蒸腾作用。请问减小气孔开度对光合作用有什么影响吗？答：使植物对CO2的吸收量减少，从而降低暗反应，导致光合作用速率下降。（25min）练习2：将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水
5、进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片气孔开度减小，回答下列问题。（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_。（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_，出现这种变化的主要原因是_。答案（1）增强（2）降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少（27min）11.小组合作运用光合作用的原理，尝试提出1种增加粮食产量的方案（尽可能写得具体，可行），并说出该方案相比传统农业的优点：答：植物工厂，计算机控制，控制光照，温度，湿度，CO2浓度以及无极营养的供给，无土栽培。优点：基本不受自然条件制约，可根据植物生长情况进行调节，让植物生长达到最佳状态，使产量达到最大，减少人
6、力资源。参照光合作用过程，设计人工光和系统，人工合成淀粉。优点：理论能量转化效率高，生产条件持续可控，生产周期短，占地面积小。不受时间空间限制。（35min）12.如果通过植物工厂技术生产粮食和通过人工合成淀粉技术生产粮食有哪些区别和联系？植物工厂人工合成淀粉区别依靠植物本身的生长，产生粮食。不需要植物，通过生物反应器，生产粮食。联系利用光合作用的原理生产有机物。13.在采访中科研人员说“到现在为止，我们人工合成淀粉只是在一条非自然的途径组建上获得了成功，离真正的应用工业化差距还比较大。”你认为目前为止为什么还不能实现人工合成淀粉工业生产？答案：从物质化上来看，二氧化碳来源并不缺乏，但是物质转
7、化过程中酶的制造成本问题。从能量上来看，用光伏点解水产生氢气过程中的能量转化效率以及其它化学反应所需的能量来源都是有待解决的问题。如果其成本远远高于农业生产，就没有实际生产的意义。练习：人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_，模块3中的甲可与CO2结合，甲为_。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_（填：“增加”或“减少”）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_。（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_（填：“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是_。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。答案：（1）模块1和模块2；五碳化合物（或：C5）（2）减少；模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足（3）高于；人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类）（4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少学科网（北京）股份有限公司