多彩課堂2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第4節(jié) 能量之源-光與光合作用（二）導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1

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1、 第6課時　能量之源——光與光合作用 二　光合作用的原理和應(yīng)用 1.了解光合作用的研究歷史。 2.說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程。 3.解釋光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。 4.舉例說明光合作用原理的應(yīng)用。 5.嘗試探究影響光合作用的環(huán)境因素。 6.簡述化能合成作用。 　　一、光合作用的探究歷程 1.1771年,普利斯特利證實(shí)植物可以更新空氣。 2.1779年,英格豪斯證實(shí):普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有綠葉在①　光　下才能更新空氣。? 3.1785年,由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成,人們才明確綠葉在光下放出的是②　O2　,吸收的是③　CO2　。? 4.1845

2、年,梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律指出,植物在進(jìn)行光合作用時,把光能轉(zhuǎn)換成④　化學(xué)能　儲存起來。? 5.1864年,薩克斯通過實(shí)驗(yàn)證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了⑤　淀粉　。? 6.1939年,魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證實(shí):光合作用釋放的氧氣來自⑥　水　。? 7.20世紀(jì)40年代,卡爾文等探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成⑦　有機(jī)物　中碳的途徑。? 二、光合作用的過程 1.場所:光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所分別是⑧　類囊體的薄膜上　、⑨　葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中　。? 2.過程:光反應(yīng)過程的主要變化是⑩　色素　吸收光能,并且利用轉(zhuǎn)化的光能完成兩步重要的化學(xué)反應(yīng):一是水分解成　O2　和　[H]　;二

3、是合成了　ATP　。暗反應(yīng)階段的主要變化也是兩步重要的化學(xué)反應(yīng):一是　CO2　的固定,即從外界空氣中進(jìn)入葉綠體的CO2與　C5　結(jié)合形成　C3　;二是　C3　在　ATP、[H]和酶　等條件下還原成　有機(jī)物　和　C5　。? 三、化能合成作用 概念:能夠利用體外環(huán)境中的某些　無機(jī)物　氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物,叫作化能合成作用。? 1.生物圈中維持二氧化碳與氧氣相對平衡的生命活動主要是什么? 它們是如何影響空氣中二氧化碳與氧氣相對平衡的? 2.下圖是證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn),其中需將植物先進(jìn)行黑暗處理、對實(shí)驗(yàn)葉片進(jìn)行遮光和照光處理,以及對實(shí)驗(yàn)葉片進(jìn)行酒精脫色處理。

4、什么是黑暗處理?酒精脫色處理后葉片呈現(xiàn)何種顏色?滴加碘液后,出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么? 3.光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的實(shí)質(zhì)是什么?什么是化能合成作用? 4.凈光合速率、總光合速率與呼吸速率之間的數(shù)量關(guān)系是怎樣的? 5.光和二氧化碳主要影響光合作用的哪個階段?如果突然降低光照強(qiáng)度和突然停止二氧化碳的供應(yīng),則C3的含量將如何變化? 知識點(diǎn)一:光合作用過程解讀 1.什么叫光合作用?寫出光合作用總的化學(xué)反應(yīng)式。 2.光合作用的過程可分為哪兩個階段?發(fā)生的場所分別是什么?各階段主要進(jìn)行的生理過程分別是什么? 3.說出光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的

5、聯(lián)系。 4.暗反應(yīng)是在暗處進(jìn)行的嗎?為何稱為暗反應(yīng)階段?光合作用兩個階段能量轉(zhuǎn)換的形式如何? 知識點(diǎn)二:光合作用與有氧呼吸的關(guān)系及其影響因素 1.光合作用與有氧呼吸有何聯(lián)系?綠色植物晚上能否進(jìn)行光合作用、有氧呼吸? 2.通常以什么來定量表示光合作用的速率?影響光合作用的外界因素主要有哪些? 3.測定呼吸速率的方法是將植物置于黑暗中,測定容器內(nèi)CO2的增加量、O2或有機(jī)物的減少量。那么表觀(凈)光合速率又是如何測定的呢? 4.光合作用與呼吸作用在物質(zhì)代謝和能量代謝方面有什么區(qū)別? 例1　根據(jù)下圖光合作用圖解回答下列問題: (

6、1)葉綠素分子利用所吸收的光能首先將[　　]　　　　分解成　　　　和　　　　。? (2)暗反應(yīng)階段發(fā)生的兩個主要的化學(xué)變化是　　　　　和　　　　　。? (3)暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供　　　　、　　　　和多種酶的　　　　。? 例2　右圖表示A、B兩種植物光合速率隨光照強(qiáng)度改變的變化曲線,請分析回答: (1)在較長時間連續(xù)陰雨的環(huán)境中,生長受到顯著影響的植物是　　　　　。? (2)圖中的“a”點(diǎn)表示　　　　　　。如果以缺鎂的完全營養(yǎng)液培養(yǎng)A植物幼苗,則b點(diǎn)的移動方向是　。? (3)c點(diǎn)時,葉綠體中ADP的移動方向是從　　　　　向　　　　　移動。? (4)在其他外界因素都適宜的情況下,

7、b點(diǎn)與c點(diǎn)相比較,c點(diǎn)時葉肉細(xì)胞中C3的含量　　　　。(填“高”、“低”或“基本一致”)? (5)當(dāng)光照強(qiáng)度為g時,比較植物A、B的有機(jī)物積累速率M1、M2的大小和有機(jī)物合成速率N1、N2的大小,結(jié)果應(yīng)分別為:M1　　　　M2、N1　　　　N2。(填“>”、“=”或“<”)? 1.歷經(jīng)一個半世紀(jì),經(jīng)過許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物,在下面幾個著名實(shí)驗(yàn)中,相關(guān)敘述正確的是(　　)。 A.普里斯特利指出了植物更新空氣且光在這個過程中起關(guān)鍵作用 B.薩克斯的實(shí)驗(yàn)中,葉片在暗處放置幾小時的目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì) C.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中,定量分析了水綿

8、光合作用生成的氧氣量 D.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中,用18O標(biāo)記CO2,證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H2O而不是CO2 2.光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)。 A.光反應(yīng)不需要酶,暗反應(yīng)需要酶 　　　　　B.光反應(yīng)消耗水,暗反應(yīng)消耗ATP C.光反應(yīng)固定CO2,暗反應(yīng)還原CO2 D.光反應(yīng)儲存能量,暗反應(yīng)釋放能量 3.下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖,下列說法錯誤的是(　　)。 A.結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能 B.供給14CO2,放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2→C3→甲 C.結(jié)構(gòu)A釋放的O2可進(jìn)入線粒體中 D.如果突然停止CO2的供

9、應(yīng),短時間內(nèi)C3的含量將會增加 4.右圖表示某種植物在不同光照強(qiáng)度下,光合速率受CO2濃度影響的變化曲線。b點(diǎn)與c點(diǎn)相比較,b點(diǎn)時葉肉細(xì)胞中C5的含量是(　　)。 A.高 B.基本一致 C.低 D.無法判斷 5.下面是光合作用過程示意圖,請據(jù)圖回答: (1)請寫出字母所代表的物質(zhì): a.　　　　　　,b.　　　　　　,c.　　　　　　,d.　　　　　　,e.　　　　　　,? f.　　　　　　,g.　　　　　　。? (2)由“f”經(jīng)暗反應(yīng)產(chǎn)生“g”,可以分成　　　　　　　　　　　　　　　兩個階段。? (3)如果用同位素3H標(biāo)記參與光合作用的水,并追蹤3H,它最可能

10、的途徑是什么?　　　　　　　　　(用圖中字母表示) ? (4)根據(jù)題意,簡述光合作用能量變化的過程:? 　。? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 第6課時　能量之源——光與光合作用 二　光合作用的原理和應(yīng)用 知識體系梳理 ①光?、贠2　③CO2?、芑瘜W(xué)能　⑤淀粉?、匏、哂袡C(jī)物 ⑧類囊體的薄膜上?、崛~綠體內(nèi)的基質(zhì)中　⑩色素　O2　[H]

11、　ATP　CO2　C5　C3　C3　ATP、[H]和酶　有機(jī)物　C5　無機(jī)物 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流 1.光合作用和呼吸作用。光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣,呼吸作用吸收氧氣釋放二氧化碳,當(dāng)吸收和釋放的氧氣以及吸收和釋放的二氧化碳的量都相當(dāng)時,就會達(dá)到一個相對平衡的狀態(tài)。 2.黑暗處理就是將植物放在無光環(huán)境中,以便植物消耗完光合作用合成的有機(jī)物,也叫饑餓處理;酒精脫色處理后葉片呈黃白色;滴加碘液后,葉片遮光部分不變藍(lán)色,見光部分變藍(lán)色。 3.光反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的化學(xué)能,并放出O2;暗反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是把不穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能并固定CO2形成有機(jī)物?；芎铣勺饔檬侵咐铆h(huán)境中無機(jī)物

12、氧化時釋放的能量將無機(jī)物二氧化碳和水合成有機(jī)物的過程,如硝化細(xì)菌等少數(shù)生物。 4.凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。 5.光主要影響光合作用的光反應(yīng)階段,二氧化碳影響暗反應(yīng)階段。突然降低光照強(qiáng)度,C3的含量將增加;突然停止二氧化碳的供應(yīng),C3的含量將減少。 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 知識點(diǎn)一:光合作用過程解讀 1.綠色植物通過葉綠體,利用光能,把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲藏能量的有機(jī)物,同時釋放O2的過程,叫作光合作用,可用以下化學(xué)反應(yīng)式表示: CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O 2.光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。前者在葉綠體的類囊體的薄膜上進(jìn)行,包括水在光下分解成O2和[

13、H],ADP形成ATP。后者在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行,包括CO2的固定,形成C3,C3的進(jìn)一步還原形成糖類和C5。 3.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。沒有光反應(yīng),暗反應(yīng)無法進(jìn)行;沒有暗反應(yīng),有機(jī)物無法合成。光反應(yīng)是暗反應(yīng)的物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段,暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù),是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。 4.不是。這個階段中的化學(xué)反應(yīng),沒有光也能進(jìn)行,所以稱為暗反應(yīng),也就是說暗反應(yīng)在有光無光時均能進(jìn)行。光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)階段中轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在光合作用的產(chǎn)物中。 　　知識點(diǎn)二:光合作用與有氧呼吸的關(guān)系及其影響因素 1.二者的聯(lián)系是光合作

14、用為有氧呼吸提供物質(zhì)基礎(chǔ)——有機(jī)物和O2;有氧呼吸為光合作用提供CO2。綠色植物晚上能進(jìn)行有氧呼吸,不能進(jìn)行光合作用。 2.通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成量來定量表示光合作用的速率。影響光合作用的外界因素主要有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度等。 3.將植物置于光下,測定容器內(nèi)O2的增加量、CO2的減少量或有機(jī)物的增加量。 4.光合作用屬于合成代謝,即將無機(jī)物CO2和H2O合成有機(jī)物,同時儲存能量的過程;而呼吸作用則屬于分解代謝,即將有機(jī)物分解成CO2和H2O或不徹底的產(chǎn)物并釋放能量的過程。 思維拓展應(yīng)用 例1　(1)[1]H2O　[H]　O2　(2)C

15、O2的固定　C3的還原　(3)[H]　ATP　催化 【解析】圖中的1、2、3、4分別表示H2O、O2、[H]和ATP。 例2　(1)A　(2)植物的呼吸速率　向右　(3)葉綠體基質(zhì)　類囊體薄膜　(4)低　(5)=　> 【解析】c點(diǎn)與b點(diǎn)相比,光照強(qiáng)度更強(qiáng),產(chǎn)生的[H]更多,從而消耗的C3更多,因此c點(diǎn)時細(xì)胞中的C3比b點(diǎn)時低。 基礎(chǔ)智能檢測 1.B　2.B　3.D　4.A 全新視角拓展 5.(1)H2O　O2　ADP+Pi　ATP　[H]　CO2　糖類等有機(jī)物　(2)CO2的固定和三碳化合物的還原　(3)a→e→g　(4)光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 【解析】由光合作用過程并結(jié)合圖中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可判斷。a表示H2O,b表示O2,c表示ADP和Pi,d表示ATP,e表示[H],f表示CO2,g表示有機(jī)物。 思維導(dǎo)圖構(gòu)建 ①CO2+H2O　②葉綠體?、酃夥磻?yīng)　④暗反應(yīng)?、軦TP、[H]?、抻泄鉄o光 6