2022年高三生物專題復(fù)習(xí) 光合作用知識(shí)教案一.   學(xué)習(xí)內(nèi)容：復(fù)習(xí)光合作用，理解光合作用的重要意義，知道光合作用的概念，場所，基本條件和過程，葉綠體是綠色植物光合作用的場所，光合色素的是光合過程中進(jìn)行光能轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，光合過程的暗反應(yīng)是有機(jī)物合成過程，掌握光合過程中光能的能量轉(zhuǎn)換過程，C3植物、C4植物的區(qū)別。 二. 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1. 光合作用的意義2. 光合作用的能量轉(zhuǎn)換過程3. 光合作用有機(jī)物的生成4. 提高光合作用的效率 三.   學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1. 光合作用的意義2. 光合作用的能量轉(zhuǎn)換過程，有機(jī)物生成過程3. 生物固氮 四.   復(fù)習(xí)過程：1. 光合作用概念范圍：綠色植物（葉綠體），具有光合色素的生物（藍(lán)藻，褐藻等）條件：光照場所：葉綠體內(nèi)反應(yīng)物：二氧化碳、水產(chǎn)物：有機(jī)物（糖類、脂類、某些氨基酸）、氧氣能量轉(zhuǎn)換：光能轉(zhuǎn)化換為有機(jī)物中的化學(xué)能酶：多種酶的參與（類囊體上光反應(yīng)有關(guān)的酶 葉綠體基質(zhì) 暗反應(yīng)有關(guān)的酶）2. 光合作用色素 A. 色素分布：色素分布在內(nèi)囊體的膜上，色素分子可以吸收、轉(zhuǎn)換光能B. 色素種類： 葉綠素a （藍(lán)綠色） 紅光類囊體葉 葉 綠 素（3/4）  葉綠素b （黃綠色） 籃紫光的膜上 類胡蘿卜素（1/4）  葉黃素 （黃色） 胡蘿卜素 （橙黃色） 藍(lán)紫光色素功能：（1）具有吸收和轉(zhuǎn)換光能作用的色素絕大多數(shù) 葉綠素a全 部 葉綠素b，胡蘿卜素，葉黃素這些色素吸收光能，通過共振傳遞光能給特殊狀態(tài)的葉綠素a（2）吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠色a，吸收其他色素傳來的光能，轉(zhuǎn)換成電能色素特點(diǎn)：是脂溶性色素，分離時(shí)利用紙層析法分離。由于色素在不同的溶劑中溶解度不一樣，在濾紙上的運(yùn)動(dòng)速度不一樣，可達(dá)到分離目的，從上開始：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a，葉綠素b。3. 光合作用的過程光合作用：是葉綠體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程。 能量轉(zhuǎn)換：光能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用 水光解釋放氧氣 物質(zhì)變化： 二氧化碳的固定和還原 糖類等物質(zhì)的形成（1）光合作用的能量轉(zhuǎn)換過程 光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換： 光能轉(zhuǎn)換成電能 光反應(yīng)階段三階段： 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 光反應(yīng)階段活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能 暗反應(yīng)階段<1> 光能轉(zhuǎn)換成電能場所：葉綠體類囊體膜上物質(zhì)：葉綠體色素能量傳遞轉(zhuǎn)換過程： A：處于特殊狀態(tài)的葉綠素a分子 C：電子供體 D：電子受體 特殊狀態(tài)的葉綠素A失去電子，成為強(qiáng)氧化劑 電子受體接受電子并將其傳給內(nèi)囊體上的電子傳遞鏈，生成ATP和NADPH 電子供體將電子給葉綠素A，自身被氧化，并激活水光解酶，最終從水中的電 子 水被光解H2OO2 + 2 H+ +2e 在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素A不斷失去電子和獲得電子，從而形成電子流，光能就不斷的轉(zhuǎn)換成了電能。<2> 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能輔酶：煙酰胺酰嘌呤二核苷磷酸，英文簡寫NADP+ NADP+能得到兩個(gè)電子和一個(gè)還原氫生成NADPH（還原性輔酶）物質(zhì)轉(zhuǎn)換 NADP+ +2e +H+NADPH能量轉(zhuǎn)換 電能活躍的化學(xué)能同時(shí)，葉綠體利用光能轉(zhuǎn)換成的另一部分電能，將ADP轉(zhuǎn)換成ATP，已活躍的化學(xué)能的形式儲(chǔ)存起來。NADPH是很強(qiáng)的還原劑，可以將二氧化碳最終還原成糖類等有機(jī)物，自身被氧化成NADP+繼續(xù)接受電子<3> 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能暗反應(yīng)中，二氧化碳被固定形成C3化合物，在酶的作用下，接受NADPH和 ATP釋放出來的能量，并被NADPH還原，經(jīng)復(fù)雜的酶促反應(yīng)，最終生成含穩(wěn)定化學(xué)能的化合物。 光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程總反應(yīng)式：6CO2 +12 H2OC6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O4. 光合作用的意義光合作用是生物界最基礎(chǔ)的，最重要的新陳代謝，是所有生物生存的基石。意義：（1）自然界的能量來源、物質(zhì)來源（2）調(diào)節(jié)大氣中的二氧化碳、氧氣的比例，對生物的生存進(jìn)化有重要意義5. 光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較 （1）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP、H）,放出氧氣活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化學(xué)能儲(chǔ)存起來（CH2O）時(shí)間短促、以微秒計(jì)較緩慢條件需葉綠素、光、酶不需要葉綠素和光、需要酶場所在葉綠體的類囊體膜上在葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)變化2H2O4H + O2ADP+ PiATPCO2的固定CO2 + C5C3CO2的還原（CH2O）能量變化葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能（2）光合作用與呼吸作用比較項(xiàng)目光合作用呼吸作用附錄區(qū)別反應(yīng)部位葉綠體主要在線粒體都是雙層膜細(xì)胞器、具有能量轉(zhuǎn)化功能，有自己的DNA所需條件光、色素、酶CO2和H2OO2和H2O、有機(jī)物、酶所用的酶 （系統(tǒng)）不同，在基質(zhì)和膜上都有分布物質(zhì)變化 無機(jī)物有機(jī)物 無機(jī)物有機(jī)物 小分子有機(jī)物光合作用：同化作用呼吸作用：異化作用兩者共同作用完成能量在生物圈內(nèi)的流動(dòng)全過程能量變化儲(chǔ)存能量：光能化學(xué)能釋放能量：化學(xué)能熱能及ATP中的化學(xué)能等聯(lián) 系光合作用為呼吸作用提供氧氣，呼吸作用位光合作用提供CO2光合作用位幾乎所有的生物提供物質(zhì)能量來源，呼吸作用是能量的利用6. 提高光合作用效率（1）C3植物和C4植物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)項(xiàng)目C3植物C4植物維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體呈“花環(huán)”結(jié)構(gòu)，細(xì)胞較大列緊密，含無基粒的葉綠體，且數(shù)量多，個(gè)體大葉肉細(xì)胞細(xì)胞排列疏松，都含葉綠體圍繞維管束鞘的一圈細(xì)胞排列緊密，含有正常葉綠體地理分布適于溫度較低的環(huán)境中，溫帶和寒帶地區(qū)適于溫度較高地區(qū)，熱帶和亞熱帶地區(qū)進(jìn)化鑒別進(jìn)化中出現(xiàn)較早，蕨類、裸子植物和木本植物都是C3植物進(jìn)化中出現(xiàn)較晚，比C3植物高等；只有在草本植物中才有C4植物常見植物大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆、菠菜等高粱、玉米、甘蔗、莧菜等由于C3植物和C4植物在結(jié)構(gòu)上的差異，兩者在固定CO2時(shí)有不同的途徑（2）C4植物光合作用的特點(diǎn).過程圖解：（3）基本特點(diǎn)： 在C4植物中有C4途徑也有C3途徑 C4途徑發(fā)生在葉肉細(xì)胞的葉綠體中，C3途徑發(fā)生在維管束鞘細(xì)胞葉綠體中 C4途徑起到傳遞集中CO2作用，將外界的光合原料傳遞到維管束鞘細(xì)胞葉綠體內(nèi)合成有機(jī)物 在傳送CO2的過程中，要消耗能量，來自ATP提供能量 二氧化碳的轉(zhuǎn)移通過草酰乙酸、丙酮酸完成，不是氣體直接通過細(xì)胞傳遞 C4途徑中固定CO2的酶（PEP羧化酶）有很強(qiáng)的親和能力，可以將大氣中的低濃度CO2固定下來 C4途徑固定CO2的能力要比C3途徑中的強(qiáng)，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力 干旱條件下，葉片氣孔關(guān)閉，C4植物能利用葉肉細(xì)胞間隙的低濃度CO2光合，C3植物不能（3）光合作用效率光合效率：綠色植物通過光合作用制造的有機(jī)物中所含的能量，與光合作用中吸收的光能的比值光合效率 = 光合作用制造的有機(jī)物中的能量 / 光合作用中吸收的光能的比值提高作物產(chǎn)量方法：（4）光強(qiáng)對光合作用的影響 光照的重要性：是光合作用基本條件，直接影響作物的光合作用效率 光強(qiáng)的影響：不同的作物對光照的強(qiáng)弱需求不同 光成分的影響：不同顏色的光對農(nóng)作物的光合作用效率有一定的影響 對光合效率的影響能量相等的單色光照射綠色植物：紅光和藍(lán)紫光有利于提高光合作用效率黃綠光不利于提高光合作用效率 對光合作用產(chǎn)物的成分的影響不同的單色光照射綠色植物藍(lán)紫光照射，光合產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和脂肪含量較多紅光照射下，光合產(chǎn)物中糖類較多（5）二氧化碳的供應(yīng) 影響：<1> CO2濃度很低時(shí)，綠色植物不僅不能制造有機(jī)物，還消耗體內(nèi)的有機(jī)物（曲線在X軸下方）<2> 在一定濃度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而加強(qiáng)（X軸上方曲線斜率為正）<3> 達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度的改變而改變（斜率為0部分）<4> 繼續(xù)提高CO2濃度，光合強(qiáng)度下降（斜率為負(fù)部分）該曲線的縱軸單位：單位時(shí)間內(nèi)，單位面積葉片生成有機(jī)物的量，用CO2表示。曲線的繪制考慮到光合作用和呼吸作用的共同影響，是植物的凈光合作用。 應(yīng)用：通常作物周圍的CO2濃度比較的低，隨著光合作用的進(jìn)行還會(huì)降低，作物常處“CO2饑餓狀態(tài)”。（6）必須礦質(zhì)元素的供應(yīng)<1> 礦質(zhì)元素的重要作用： <2> 礦質(zhì)元素對光合的影響氮：缺乏時(shí)，植株矮小，葉小色淡（葉綠素含量少），花少，籽實(shí)不飽滿過多時(shí)，葉大鮮綠，光合旺盛，營養(yǎng)生長旺盛，機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易倒伏磷：缺乏時(shí)，蛋白質(zhì)合成受阻，抗性降低用磷脂酶將離體葉綠體膜上的磷脂水解，光合其他條件具備但過程受阻鉀：對糖類的合成和運(yùn)輸影響，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，各種酶的輔助因子光合作用合成糖類，將糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官植物對礦質(zhì)元素的利用需要適量，過多過少都會(huì)造成不良的影響。缺乏任何一種礦質(zhì)元素都會(huì)引起特有的生理病癥。每種植物的病癥因缺乏的元素的種類和數(shù)量。不同元素間相互作用，病癥更復(fù)雜。<3> 應(yīng)用：鉀供應(yīng)充足，糖類合成加強(qiáng)，纖維素木質(zhì)素含量高，莖稈堅(jiān)韌，抗倒伏。葉菜多施氮肥，籽實(shí)類作物后期不宜大量施氮肥， 五. 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：光合作用是中學(xué)階段要掌握的一個(gè)重要的代謝，是生物界的最重要的新陳代謝，是幾乎整個(gè)生物界的物質(zhì)和能量的來源，其它的生物都直接或間接的以光合作用為基礎(chǔ)生存。光合作用的完成物質(zhì)轉(zhuǎn)換作用，將無機(jī)碳元素轉(zhuǎn)化成能儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，將光能轉(zhuǎn)換成其他生物可以利用的化學(xué)能。光合作用過程中水的氧被氧化成氧氣，二氧化碳被還原有機(jī)物中的碳，光合作用光反應(yīng)的進(jìn)行需要光照條件，暗反應(yīng)的進(jìn)行，需要有光反應(yīng)提供的能量和還原能力，兩者相互聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一體。 【模擬試題】1. 植物進(jìn)行光合作用時(shí)，如供給同位素14C標(biāo)記的二氧化碳，對于了解光合作用過程中的哪一項(xiàng)最有意義（ ）A. 光合作用過程中放出氧的來源B. 光合作用中葉綠素的作用C. 形成葡萄糖的過程D. CO2的吸收過程2. 葉綠體色素能夠在濾紙上擴(kuò)散，其中擴(kuò)散得最慢含量最多的分別是（ ）A. 胡蘿卜素、葉黃素 B. 葉黃素、葉綠素aC. 葉綠素a、葉綠素b D. 葉綠素b、葉綠素a3. 在生物的一生中，綠色植物呼吸作用產(chǎn)生的ATP較同化作用中消耗的ATP，動(dòng)物呼吸作用產(chǎn)生的ATP較同化作用中消耗的ATP的情況是（ ）A. 少、少 B. 少、多 C. 多、少 D. 多、多4. 關(guān)于暗反應(yīng)的敘述種錯(cuò)誤的是（ ）A. 必須接受光反應(yīng)產(chǎn)生的能量和還原劑B. 完成二氧化碳的固定和三碳化合物的還原C. 暗反應(yīng)的產(chǎn)物有葡萄糖、C5和水D. 暗反應(yīng)不需要光，只能在暗處進(jìn)行5. 溫室栽培蔬菜，一般采用什么顏色的玻璃做頂棚更能提高產(chǎn)量（ ）A. 紅色玻璃 B. 藍(lán)紫色玻璃 C. 綠色玻璃 D. 無色玻璃6. 番茄在適宜的溫室培養(yǎng)情況下，如改變下列（ ）會(huì)使產(chǎn)量增加A. 氧量 B. CO2量 C. 水量 D. 延長光照E. 白天升溫 F. 夜晚升溫 G. 夜晚降溫7. 將一枝金魚藻放在水中，如右圖所示。改變燈與燒杯的距離并通過統(tǒng)計(jì)藻枝放出的氣泡數(shù)，來進(jìn)行不同距離時(shí)光合作用強(qiáng)度的測定。結(jié)果如下表。請回答下列問題（ ）燈與燒杯之間的距離（cm）102030405060708090100氣泡數(shù)（個(gè)/min）161386543210（1）從圖或表中你能得出什么結(jié)論_。（2）當(dāng)燈與燒杯之間的距離分別為10crn和90cm時(shí)，收集分析氣泡中氣體的成分，結(jié)果如下表。燈與燒杯之間的距離（cm）氣體成分（%）CO2O2N210048529051481距離為10cm和90cm時(shí)氣泡中氣體比例不同的原因_。（3）請利用這種裝置構(gòu)想研究溫度對光合作用影響的實(shí)驗(yàn)思路：_。8. 下圖是光合作用過程實(shí)驗(yàn)圖解：請分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）裝置C中產(chǎn)生含碳有機(jī)物是由于在裝置A中結(jié)構(gòu)（ ） 進(jìn)行了 反應(yīng)，為在結(jié)構(gòu)（ ） 中進(jìn)行的 反應(yīng)提供了 等物質(zhì)的緣故。（2）裝置B中不能產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，主要是結(jié)構(gòu)中缺少 和 。（3）此實(shí)驗(yàn)說明葉綠體是進(jìn)行光合作用完整的 單位。（4）適當(dāng)增強(qiáng) ，增加 ，以及適當(dāng)提高溫度可提高 ，從而提高含碳的有機(jī)物的產(chǎn)量，并能產(chǎn)生較多的 。9. 下圖綠色植物所進(jìn)行的某種活動(dòng),試據(jù)圖回答：（1）該生理活動(dòng)的名稱是 。（2）它是在葉肉細(xì)胞內(nèi)被稱為 的細(xì)胞器中進(jìn)行的。（3）A、B、C各自所代表的物質(zhì)名稱是A. B. C. （4）需要消耗物質(zhì)A和B的生理過程的名稱是 （5）圖中編號所表示的生理過程是 （6）如果在該細(xì)胞器基質(zhì)中的酶因某種 原因而被破壞,則這一生理活動(dòng)過程的兩個(gè)階段中，最先受到影響的階段是 （7）色素吸收的 能,在這一生理活動(dòng)過程的 階段,部分被轉(zhuǎn)移到中,轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能；再經(jīng)過這一生理過程的 階段，轉(zhuǎn)變?yōu)?化學(xué)能。10. 科學(xué)工作者從植物細(xì)胞中提取葉綠體，放入含有ADP、磷酸鹽以及H的載體等物質(zhì)的溶液中，并在其它條件適宜的情況下，進(jìn)行光合作用的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成如圖，請據(jù)圖回答：（1）ab段由于缺乏CO2，使光合作用過程中的 不能進(jìn)行，因此無有機(jī)物生成；（2）bc段在提供了CO2之后，由于ab段已積累了大量的 物質(zhì)，所以有機(jī)物快速合成；（3）cd段在無光照條件下，由于光合作用過程中的 無法進(jìn)行，又由于ab段所積累的物質(zhì)被 的原因，使有機(jī)物合成率下降至零。   【試題答案】1. C 2. D 3. B 4. D 5. D 6. BDEG7.（1）光源越近光合作用越強(qiáng)，反映了光強(qiáng)越強(qiáng)光合作用越強(qiáng)（2）在10厘米時(shí)，金魚藻光合作用非常的強(qiáng)，光合作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于呼吸作用，產(chǎn)生的氣體中有氧氣在90厘米時(shí)，光強(qiáng)較弱，光合作用弱，呼吸作用強(qiáng)于光合作用，產(chǎn)生的氣體中含有二氧化碳（3）在同一光源條件下（如：10厘米時(shí)），用不同梯度的水浴溫度實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果：水 浴 溫 度 （ 攝 氏 度 ）-5010203040506070氣泡數(shù)（個(gè)/min）         8.（1）葉綠體片層膜上 光 基質(zhì) 暗 NADPH（或ATP） （2）固定CO2的C5（或RuBP） 有關(guān)酶 （3）結(jié)構(gòu) （4）光照 CO2濃度 光合速率 O2 9. （1）光合作用 （2）葉綠體 （4）ATP NADPH（H） 有機(jī)物（4）三碳化合物的還原 （5）水的光解 （6）光反應(yīng)階段 （7）光能 暗反應(yīng) 穩(wěn)定化學(xué)能10.（1）暗反應(yīng) （2）ATP和H （3）光反應(yīng) 暗反應(yīng)利用完