2019-2020年高中生物 第五节光合作用辅导教案 浙科版.doc

2019-2020年高中生物 第五节光合作用辅导教案 浙科版导学诱思一、生物的种类1.自养生物：进行光合作用的生物包括植物、藻类和某些细菌，它们以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物。2.异养生物：人、动物、真菌和大部分细菌直接或间接依靠自养生物的光合产物生活的生物。二、光合作用的细胞器叶绿体1.结构：叶绿体由两层膜围成，内有基粒和基质，基粒由类囊体组成。2.叶绿体色素：包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。三、光合作用的过程1.光反应（1）条件：光、色素、酶。（2）场所：类囊体膜中（光系统和光系统）。（3）过程：光系统：光能被吸收并转化为ATP中的化学能；水在光下裂解为H+、O2和电子。光系统：水中的氢（H+e-）在光下将NADP+还原为NADPH；光能被吸收并转化为NADPH中的化学能。（4）物质变化：H2ONADPH+O2。（5）能量变化：光能电能活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中。提示光能转化为电能，电能转化为活跃的化学能，活跃的化学能转化为稳定的化学能的场所分别在哪里？趣味思考:前两个阶段能量转化的场所是叶绿体类囊体膜中，最后一个阶段能量转化的场所是叶绿体基质。2.碳反应（1）条件：多种酶的催化。（2）场所：叶绿体内的基质中。（3）物质变化：CO2首先被一个RuBP分子固定，形成一个六碳分子，随机生成两个三碳分子，三碳分子被NADPH和ATP还原生成三碳糖磷酸，并将NADPH和ATP释放的化学能储存在糖分子中。三碳糖分子再生成RuBP，还有的三碳糖分子运到叶绿体外合成蔗糖或被叶绿体利用合成淀粉、脂肪和蛋白质。（4）能量变化：ATP和NADPH中的化学能转变为有机物中稳定的化学能。提示光合作用过程中NADPH是在哪里合成？作用是什么？趣味思考:NADPH是在光反应的场所叶绿体的基粒上形成的。NADPH用于碳反应还原C3化合物并提供能量。四、环境因素影响光合速率1.光合速率或称光合强度：指一定量的植物在单位时间内进行多少光合作用。2.影响因素：最重要的因素是光强度、温度和空气中的二氧化碳浓度。核心解读1.光合作用的色素与吸收光谱应用指南图示仅表明叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量较大，对黄绿光区的吸收量较少，并非不吸收；而类胡萝卜素的曲线也仅表示对蓝紫光的吸收量较大，对其他光吸收量较少。不同颜色温室大棚的光合效率A.无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。B.叶绿素对绿光吸收量最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。2.叶绿体处于不同的条件下，C3、C5、NADPH、ATP及糖合成量的变化是怎样的？条件C3C5NADPH、ATP糖合成量停止光照，CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照，CO2供应不变减少增加增加增加光照不变，停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变，CO2供应增加增加减少减少增加光照不变，CO2供应不变，糖运输受阻增加减少增加减少3.提高作物产量的途径有哪些？途径措施或方法延长光时补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）提高净光合作用速率维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）4.光合作用光反应和碳反应有什么区别和联系？光反应碳反应条件色素、光、酶、水多种酶、CO2、ATP、NADPH反应产物NADPH、O2、ATP有机物、ADP、Pi、水物质变化2H2O4NADPH+O2ADP+Pi+能量ATPCO2的固定：CO2+RuBP2C3CO2的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O能量变化光能电能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能实质光能转变为化学能，水光解产生O2和NADPH同化CO2形成（CH2O）联系光反应为碳反应提供NADPH和能量ATP；碳反应产生的ATP和Pi为光反应合成ATP提供原料5.外界环境对光合作用的影响（1）光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。AB：表明光照强度加强，光合作用逐渐加强。B点：光合作用强度细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点（植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长）。BC：随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强。C点：对应的光照强度为光饱和点。应用指南阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。（2）光照面积（如下图所示）曲线分析：OA：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大。A点：为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是叶片相互遮挡。OB：干物质量随叶面积增加而增加。BC：由于A点以后，光合作用不再增加，但叶片的呼吸量随叶面积的增大而增加，所以干物质积累量降低。应用指南适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，合理密植。（3）CO2浓度、含水量及矿质元素（如右图所示）曲线分析：OA：CO2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内，CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快。A点：即CO2、水、矿质元素达到饱和时，就不再增加了。应用指南“正其行，通其风”，温室内充CO2，即提高CO2浓度，增加产量的方法。合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。施用有机肥后，经土壤微生物分解后，既可为植物补充CO2，又可为植物提供各种矿质元素。（4）温度（如图所示）曲线分析：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在1035 下正常进行光合作用，其中AB段（1035 ）随温度的升高而逐渐加强，B点（35 ）以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50 左右光合作用完全停止。应用指南冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。（5）叶龄（如右图所示）曲线分析：OA：为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB：为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC：为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用指南农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗有机物。题例领悟题型一光合作用的光反应过程【例题1】 关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（）A.厌氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源B.需氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞溶胶都能产生ATPC.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体解析：叶肉细胞在光照条件下，叶绿体可通过光反应产生ATP，在需氧条件下，细胞溶胶、线粒体可通过呼吸作用产生ATP，因此选B项。答案：B反思感悟叶肉细胞ATP的来源有光反应、细胞溶胶、线粒体。题型二光合作用的过程【例题2】 （xx山东高考，7）下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。在图示结构上（）A.生物膜为叶绿体内膜B.可完成光合作用的全过程C.发生的能量转换是：光能电能化学能D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动解析：叶绿体内膜为生物膜的一种，图示为类囊体膜，光反应在叶绿体类囊体膜上进行，碳反应在叶绿体基质中进行，光反应产生的ATP用于碳反应。答案：C反思感悟光合作用的场所是叶绿体，光反应的场所是类囊体膜，碳反应的场所是叶绿体基质。光反应过程的能量转变是光能转换为电能再转化为活跃的化学能。碳反应的过程能量转变是活跃的化学能转变为稳定的化学能储存在有机物中。题型三光合作用的场所和过程【例题3】 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是（）A.光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B.光照相同时间，在20 条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等解析：本题考查学生对绿色植物光合作用和细胞呼吸的理解，影响两种生理作用的共同环境因素是温度，图中虚线表示光合作用的积累量（以CO2的吸收量为指标）实线表示绿色植物的呼吸作用强度（以CO2的释放量表示），二者之和才是绿色植物的实际光合作用量，35 时光合作用制造的有机物的量为3.536.5（mg/h），30 时为33.56.5（mg/h），故A选项正确；25 条件下积累的有机物量最多，故B选项错误，温度高于25 时，植物积累的有机物开始减少，制造的有机物仍在增加，故C选项错误，两曲线交点表示植物积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等，光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物的2倍，D选项也错。答案：A反思感悟光合作用和细胞呼吸是每年高考的重要考点，同时又考查了学生的识图能力、分析问题及提取信息能力及综合运用能力。植物的真光合作用速率=呼吸作用速率净光合作用速率。做题时一定要弄清光合作用曲线是净光合作用曲线，还是真光合作用曲线。如果已知真光合作用曲线，那么净光合作用曲线就是真光合作用曲线与呼吸作用曲线的差值。题型四光合作用的实验设计【例题4】 （xx宁夏高考，2）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液解析：水绵进行光合作用需要光照和CO2，NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境，是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。答案：B反思感悟光合作用的原料是二氧化碳和水，条件是光和叶绿体，产物是有机物和氧气。随堂训练1.（xx海南高考，3）在日光下，植物叶片中的叶绿素（）A.大量吸收绿光B.等量吸收不同波长的光C.主要吸收蓝紫光和绿光D.主要吸收蓝紫光和红光解析：植物所含有的色素中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。答案：D2.下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少）。甲、乙两图分别是（）A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱解析：叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素（包括叶绿体a和叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光，据图甲中此色素的吸收光谱吸收量多的范围集中在蓝紫光和红光区域，故此色素为叶绿素，而乙图中吸收光谱中吸收量较多的部位只在蓝紫光区域，因此，此色素为胡萝卜素，故B项正确。答案：B3.利用小球藻培养液进行光合作用实验时，在其中加入抑制碳反应的药物后，发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是（）A.叶绿素吸收光能的效率下降B.H等的积累，光反应速率减慢C.合成ATP所需酶的活性受到抑制D.碳反应中生成的水减少，使光反应的原料不足解析：生物体是一个整体，当碳反应受抑制后，H与ATP的消耗减少，而光反应的进行又会使H与ATP积累，产物的积累又会对光反应进行抑制，释放O2减少。答案：B4.光合作用的过程中，能量的转变过程是（）A.光能ADP中活跃的化学能稳定的化学能B.光能叶绿体中活跃的化学能稳定的化学能C.光能电能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能D.光能稳定的化学能活跃的化学能解析：光反应阶段把光能转变成活跃的化学能贮存在ATP中，碳反应阶段把活跃的化学能转变成稳定的化学能。答案：C