2019-2020年高中生物 課時21 光合作用的原理和應用導學案 新人教版必修1(I).doc
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2019-2020年高中生物 課時21 光合作用的原理和應用導學案 新人教版必修1(I) 【學習目標】 1．說出光合作用以及對它的認識過程。 2．嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。 3．說出光合作用原理的應用。 4．簡述化能合成作用。 【自主梳理】 1．光合作用的概念 (1)場所：綠色植物的__________中。 (2)能量轉(zhuǎn)化：__________轉(zhuǎn)化為儲存在有機物中的化學能。 (3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：__________和__________轉(zhuǎn)化為有機物和__________。 2．光合作用的探究歷程(連線)： 科學家 實驗結(jié)論 ①普利斯特利 ②英格豪斯 ③梅耶 ④薩克斯 ⑤魯賓和卡門 ⑥卡爾文 a.探明了碳在光合作用中轉(zhuǎn)化的途徑 b.光合作用有淀粉產(chǎn)生 c.只有光照下的綠葉才能更新空氣 d.光合作用中光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存起來 e.光合作用釋放的氧氣來自水 f.植物可以更新空氣 3．光合作用的過程：如圖所示。 (1)反應過程： (2)反應場所： Ⅰ._________，Ⅱ._________。 (3)化學反應： a.Ⅰ中的化學反應 ①水的光解：水分解成_________。 ②atp的合成：在_________的作用下，_________形成atp。 b.Ⅱ中的化學反應 ①CO2的固定：CO2與_________結(jié)合形成兩個_________。 ②C3的還原：C3接受_______釋放的能量并被_______還原，形成_______和_______。 c.總化學反應方程式：_____________________。 4．光合作用強度： (1)概念：植物在_____內(nèi)通過光合作用制造_____的數(shù)量。 (2)表示方法：一定時間內(nèi)_____或_____的數(shù)量來定量地表示。 5．影響光合作用的因素及實驗探究： 6．化能合成作用的概念：生物體利用體外環(huán)境中的_________能量來制造有機物的合成作用。 7．完成硝化細菌的化能合成作用過程。 【預習小測】 1．判斷正誤：光反應為暗反應提供[H]和H2O。 2．判斷正誤：破壞葉綠體外膜后，不能產(chǎn)生O2。 3．判斷正誤：在離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后， 可完成暗反應。 4．判斷正誤：光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的。 5．判斷正誤：植物體自身的遺傳特性可以影響光合速率。 6．判斷正誤：暗反應必須在無光條件下進行。 知識拓展 探究案 【探究一光合作用的過程】 (1)光反應階段： ①在下圖中用線段和箭頭標出光反應的物質(zhì)和能量變化。 ②根據(jù)標出的過程總結(jié)光反應的條件和產(chǎn)物。 (2)暗反應階段： ①請接著在上圖中標出暗反應中CO2的固定和C3的還原過程。 ②若用14C標記CO2中的C，則能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測到放射性？ (3)光反應和暗反應的聯(lián)系： ①若暗反應停止，光反應能否持續(xù)進行？ ②描述光合作用過程中[H]、ATP、ADP的運動方向。 ③總結(jié)光反應和暗反應的關系。 【典例精析】 如圖所示，圖甲為光合作用部分過程的圖解，圖乙表示改變光照后，與光合作用有關的C5和C3在細胞內(nèi)的含量變化。請據(jù)圖回答問題。 (1)圖甲中A表示的物質(zhì)是__________，它是由____________________產(chǎn)生的，其作用主要是__________。 (2)圖甲中ATP的合成所需的能量最終來自于__________。若用放射性同位素14C標記CO2，則14C最終進入的物質(zhì)是__________。 (3)圖乙中曲線a表示的化合物是__________，在無光照時，其含量上升的原因是______________________________。 (4)圖乙中曲線b表示的化合物是__________，在無光照時，其含量下降的原因是__________________________________________________。 【變式訓練】 下圖為某綠色植物光合作用和有氧呼吸的主要生理過程，請據(jù)圖回答問題([ ]內(nèi)填序號)。 (1)圖中A表示的生理過程為______________，具體部位是______________。 (2)圖中B表示的生理過程為______________，形成兩個C3的過程叫作______________。 (3)①②過程進行的場所分別是______________、______________。 (4)在①②③過程中，產(chǎn)生ATP最多的是 ____________。 【探究二光合作用速率的影響因素】 2．光照強度對光合作用速率影響的分析，如圖所示： A點：光照強度為0，此時只進行_________，CO2釋放量表示此時的_________。 AB段：光照強度增大，光合作用逐漸_________，CO2的釋放量逐漸減少(有一部分用于光合作用)，此時細胞呼吸強度_________光合作用強度。 B點：_________點，此時細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用。 BC段：隨著光照強度不斷增大，光合作用不斷_________，在C點時_________，C點對應的光照強度稱為_________。 3．CO2濃度對光合作用速率影響的分析，如圖所示： 上圖所示的光合速率為___________光合速率；A點為___________，此時___________速率等于___________速率。 【典例精析】 夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是 A.甲植株在A點開始進行光合作用 B.乙植株在E點有機物積累量最多 C.曲線BC段和DE段下降的原因相同 D.兩曲線BD段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關閉 【變式訓練】 以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是 A.光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機物的量與30 C時相等 B.光照相同時間，在20 C條件下植物積累的有機物的量與25 C時相等 C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少 D.兩條曲線的交點表示光合作用制造的有機物與細胞呼吸消耗的有機物的量相等 【隨堂自測】 1．下列關于光合作用探究歷程的敘述，不正確的是 A.薩克斯讓葉片在暗處放置幾小時，然后一半遮光、一半曝光，并用碘蒸氣處理，得出光合作用需要光照才能進行 B.恩格爾曼以好氧細菌和水綿為實驗材料進行實驗， 得出氧氣是由葉綠體釋放出來的 C.梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，指出植物在進行光合作用時把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來 D.魯賓和卡門利用同位素標記法，證明光合作用釋放的氧氣來自水 2．下列關于光合作用的敘述，正確的是 A.光反應在葉綠體的類囊體薄膜上進行，暗反應在葉綠體基質(zhì)中進行 B.光反應需要光，不需要酶，暗反應不需要光，需要多種酶 C.對植物突然停止光照，暗反應也馬上停止 D.光反應分解水生成O2，暗反應消耗O2氧化C5 3．如圖表示的是在CO2體積分數(shù)為1%和0.03%兩種情況下，某農(nóng)作物的光合作用強度與光照強度之間的關系。據(jù)圖分析，限制Q點的光合作用強度的因素是：①CO2體積分數(shù) ②光照強度 A.① B.② C.①② D.與①和②無關 4．冬天利用溫室進行蔬菜種植可以提高經(jīng)濟效益，但需要調(diào)節(jié)好溫室的光照、濕度、氣體和溫度，以提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。下列措施及方法不正確的是 A.適當增加光照，以補充冬季陽光不足 B.向溫室內(nèi)定期補充二氧化碳氣體，以增大光合作用強度 C.由于溫室內(nèi)外溫差大，在溫室薄膜上結(jié)成一層水膜，要及時擦干，以防透光率降低 D.增加溫室中氧氣的含量，促進細胞呼吸釋放更多的能量，從而增大光合作用的強度 5．下圖為光合作用的過程圖解，請回答下列問題。 (1)寫出圖中各標號所代表的物質(zhì)：①___________，④___________，⑦___________。 (2)葉綠體中色素吸收的光能，有兩方面用途：______________________和___________。 (3)C3的兩個去向是形成___________和___________。 (4)CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑：CO2→___________→___________。 6．下圖中①?⑤表示植物體葉肉細胞中與[H]的來源和去向相關的生理過程，依次發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中的是 A.①②⑤ B.①③④ C.②③④ D.②④⑤ 7．生長于較弱陽光下的植物，當提高CO2濃度時，光合速率并未加快。對這一現(xiàn)象最可能的解釋是 A.細胞呼吸受阻影響光合作用 B.C3還原的還原劑和ATP不足 C.暗反應過程所需的酶在弱光條件下活性低 D.細胞呼吸強度大，大量消耗光合作用產(chǎn)物 8．將面積相等的兩種植物的葉片甲、乙分別放置在相同的、溫度適宜且恒定的密閉小室中，給予充足的光照， 下列有關說法正確的是 A.甲、乙兩葉片的光合作用強度一定相同 B.甲、乙兩葉片的光合作用強度都將逐漸下降 C.若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲葉片的細胞呼吸強度一定比乙低 D.若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲固定CO2的能力較乙低 9．下圖表示大棚載培的植物在環(huán)境因素發(fā)生改變時，葉綠體內(nèi)C3和C5含量的變化情況。下列選項中最可能導致這種變化的環(huán)境因素是 A.給植物增施氮肥和鎂肥 B.大棚載培的植物通過增施農(nóng)家肥料補充CO2 C.給植物補充適宜強度的人工光照 D.夜間適當降低植物的環(huán)境溫度 10．下圖是植物的光合作用強度與光照強度之間的關系圖，選項中能夠反映A點時的生理過程及量變關系的是 11．下圖中曲線a表示黃豆光合作用速率與光照強度的關系(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在B點時改變某條件，曲線變?yōu)閎。下列分析合理的是 A.與B點相比，A點葉綠體中的C3含量較低 B.在B點時，升高溫度會導致曲線由a變?yōu)閎 C.制約A點光合作用速率的因素主要是葉綠體中色素的含量 D.制約C點光合作用速率的因素可能是CO2濃度 12．為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定條件，這些條件是 A.光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 B.光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 C.黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 D.黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 13．某學校研究小組利用葉面積相等的甲、乙兩種植物的葉片分別進行了以下兩組實驗(假設兩組實驗在相同且適宜的溫度下進行，且忽略光照對細胞呼吸的影響)。 實驗一將甲、乙兩種植物的葉片分別放置在相同的密閉小室中，給予充足的光照，利用紅外測量儀每隔5 min測定一次小室中的CO2濃度，結(jié)果如下圖中I所示。 實驗二給予不同強度的光照，測量甲、乙兩種植物葉片的CO2吸收量和CO2釋放量，結(jié)果如圖II所示。 請據(jù)圖分析回答問題。 (1)固定CO2能力較強的植物是________。 (2)當實驗一從開始經(jīng)過10 min時，甲植物通過光合作用制造的有機物總量比乙植物_______，原因是________________________________。 (3)實驗一中，若在第5 min時，光照強度突然降低，甲植物的C3含量在短時間內(nèi)將________。實驗二中，若給予的光照強度為X 1x(A
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