第第3課時(shí)課時(shí) 能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用課前落實(shí)課前落實(shí)知識(shí)點(diǎn)一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)二 光合作用的探索歷程 連一連知識(shí)點(diǎn)三 光合作用的反應(yīng)式及過(guò)程1.反應(yīng)式：_。2.過(guò)程(1)區(qū)別：(2)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供_；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供_。3.判一判(1)葉綠體中的色素主要分布在類(lèi)囊體腔內(nèi)。( )(2)光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中。( )(3)葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所。( )知識(shí)點(diǎn)四 光合作用原理的應(yīng)用1.光合作用強(qiáng)度是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造_的數(shù)量。2.影響光合作用強(qiáng)度的因素包括空氣中_、土壤中_的多少、光照的_和光的_以及溫度的高低等。知識(shí)點(diǎn)五 化能合成作用1.概念：某些細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某些_氧化時(shí)所釋放的能量制造_的合成作用。2.實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用_時(shí)所釋放的化學(xué)能，將_合成糖類(lèi)。3.綠色植物和硝化細(xì)菌都能合成有機(jī)物，因此屬于_生物，而人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物，屬于_生物教材解讀1.教材97頁(yè)問(wèn)題探討溫室補(bǔ)充光源用何種單色光最有效？為什么不用綠色薄膜或綠色光源？【提示】 補(bǔ)充紅光和藍(lán)紫光，因?yàn)樯刂饕丈鲜鰞煞N單色光，吸收最少的是綠光。2.仔細(xì)閱讀教材99頁(yè)圖5-10，并回答教材100頁(yè)資料分析及教材100頁(yè)練習(xí)一中的3題。3.根據(jù)教材101102頁(yè)“光合作用的探究歷程”，列舉生物學(xué)史涉及到的科學(xué)家及實(shí)驗(yàn)思想(對(duì)照原則)和成就。4.了解教材102頁(yè)同位素標(biāo)記法及教材103頁(yè)相關(guān)信息中H的含義。5.課后經(jīng)典題：教材100頁(yè)二中2題；教材106頁(yè)二中1題；教材108頁(yè)一中判斷題和畫(huà)概念圖及三中1題。自我校對(duì)知識(shí)點(diǎn)一 紅光和藍(lán)紫光 藍(lán)紫光 DNA、RNA、酶 色素和酶 光合作用知識(shí)點(diǎn)二 a c e d b知識(shí)點(diǎn)三 1.CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O22.(1)光、色素、酶 類(lèi)囊體薄膜 H+O2ATP ATP中活躍的化學(xué)能 酶 葉綠體基質(zhì) C3 (CH2O) 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 (2)H和ATP ADP、Pi3.(1) (2) (3)知識(shí)點(diǎn)四 1.糖類(lèi)2.二氧化碳的濃度 水分 長(zhǎng)短和強(qiáng)弱 成分知識(shí)點(diǎn)五 1.無(wú)機(jī)物 有機(jī)物2.氨的氧化 二氧化碳和水3.自養(yǎng) 異養(yǎng)考點(diǎn)透析考點(diǎn)透析考點(diǎn)一 光合作用的過(guò)程核心突破 1.識(shí)圖領(lǐng)悟光合作用過(guò)程 2.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較圖解暗反應(yīng)光反應(yīng)過(guò)程光反應(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(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行；沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成關(guān) 系A(chǔ)TP中活躍的化學(xué)能 (CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能光能電能活躍化學(xué)能，并儲(chǔ)存在ATP中能量轉(zhuǎn)化水光解2H2O4HO2ATP的合成ADPPi酶能量ATP物質(zhì)轉(zhuǎn)化葉綠體基質(zhì)葉綠體類(lèi)囊體薄膜場(chǎng) 所有光、無(wú)光都可以必須在光下條 件易錯(cuò)必明1.色素只存在于光反應(yīng)部位葉綠體類(lèi)囊體薄膜上，但光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶參與，所以與光合作用有關(guān)的酶存在于兩個(gè)部位葉綠體類(lèi)囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，但暗反應(yīng)中酶的種類(lèi)和數(shù)量多。2.若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用：甲一直光照10分鐘；乙光照5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲0，m2n20C.甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，限制因素主要是光反應(yīng)D.甲圖中c點(diǎn)時(shí)，乙圖中有m1n1m4n4 【課堂筆記】 _【解析】 乙圖中m1m4分別表示線粒體釋放、細(xì)胞釋放、細(xì)胞吸收、葉綠體吸收的CO2量，n1n4分別表示線粒體吸收、細(xì)胞吸收、細(xì)胞釋放、葉綠體釋放的O2量。A項(xiàng)正確，甲圖中的縱坐標(biāo)數(shù)值是整個(gè)細(xì)胞吸收的CO2量，即為乙圖中的m3。B項(xiàng)錯(cuò)誤，如在e點(diǎn)時(shí)，葉綠體產(chǎn)生的O2足夠線粒體呼吸消耗，n20。C項(xiàng)正確，甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，即達(dá)到光飽和，其主要原因是葉綠體中的色素有限，來(lái)不及吸收和利用太多的光能。D項(xiàng)正確，甲圖中c點(diǎn)時(shí)，光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，故有m1n1m4n4。【答案】 B【糾錯(cuò)筆記】 光照強(qiáng)度與光合速率曲線(1)曲線分析：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，細(xì)胞內(nèi)的代謝特點(diǎn)如圖2所示，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度(如圖3所示)。B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(如圖4所示)。光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱(chēng)為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上就不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱(chēng)為光飽和點(diǎn)。B點(diǎn)以后的細(xì)胞代謝特點(diǎn)可用圖5表示。(2)應(yīng)用：陰生植物的B點(diǎn)前移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所示；間作套種農(nóng)作物的種類(lèi)搭配，林帶樹(shù)種的配置，可合理利用光能；適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)精講實(shí)驗(yàn)精講實(shí)驗(yàn)9 葉綠體中色素的提取和分離理論指導(dǎo)1.實(shí)驗(yàn)原理(1)提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。(2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離?！咎貏e提醒】 關(guān)鍵詞及其與試劑的對(duì)應(yīng)關(guān)系提取色素?zé)o水乙醇；分離色素層析液。 2.實(shí)驗(yàn)程序3.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵(1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。(2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細(xì)胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。(3)制備濾紙條時(shí)，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散均勻，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(4)濾液細(xì)線不僅要求細(xì)、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再畫(huà)12次。(5)濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶或色素較少。【特別提醒】 (1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少；(2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度大??；(3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。實(shí)戰(zhàn)演練【例】 下列是某實(shí)驗(yàn)小組在完成葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)所遇到的有關(guān)問(wèn)題，分析回答下列問(wèn)題。(1)剪碎5 g新鮮濃綠的菠菜葉片放在研缽中，加入SiO2后，經(jīng)迅速研磨成糊狀，發(fā)現(xiàn)糊狀的研磨液呈現(xiàn)淺綠色，其原因是沒(méi)有加入_，使得_。(2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將畫(huà)有濾液細(xì)線的濾紙條(已重復(fù)幾次畫(huà)線)插入層析液，幾分鐘后取出觀察，發(fā)現(xiàn)濾紙條上無(wú)色素分帶現(xiàn)象，而用同一濾液做實(shí)驗(yàn)的乙同學(xué)的濾紙條上卻色素分帶明顯。甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是_。(3)若選用在缺Mg的營(yíng)養(yǎng)液中長(zhǎng)期培養(yǎng)的玉米葉片作實(shí)驗(yàn)材料，層析后濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶，其原因是_。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束幾天后，甲、乙兩同學(xué)發(fā)現(xiàn)部分預(yù)留葉片已變黃。甲同學(xué)認(rèn)為這是由于葉片中葉綠素降解所造成的，乙同學(xué)則認(rèn)為是類(lèi)胡蘿卜素含量增加所致。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷哪個(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)正確。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：從預(yù)留的葉片中挑選出足量的、分量相等、大小相近的已變黃葉片和綠色鮮嫩的葉片，分別編號(hào)為A、B兩組。_。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與B組相比，若A組濾紙條只有上面兩條色素帶或上面兩條色素帶較B組的窄，則_的觀點(diǎn)是正確的。_，則_的觀點(diǎn)是正確的?！窘馕觥?(1)在色素的提取過(guò)程中，研磨時(shí)要加入碳酸鈣，防止葉綠素在研磨過(guò)程中被破壞，加入無(wú)水乙醇，讓色素溶解并提取出來(lái)。(2)乙同學(xué)濾紙條上無(wú)色素帶，說(shuō)明濾液細(xì)線中的色素溶解到層析液中，即層析液觸及濾液細(xì)線。(3)Mg是合成葉綠素的必需元素，無(wú)Mg不能合成葉綠素a和葉綠素b。(4)通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)探究發(fā)黃的葉片中某些色素是否因降解而減少，某些色素是否含量增加。對(duì)照組選取正常未發(fā)黃的葉片，實(shí)驗(yàn)組選取已變黃的葉片，通過(guò)提取分離這兩種葉片中的色素，比較各種色素的含量，得出結(jié)論?！敬鸢浮?(1)碳酸鈣和無(wú)水乙醇 葉綠素分子受到破壞、色素沒(méi)有被提取出來(lái)(2)層析液觸及濾液細(xì)線(3)缺Mg植物不能合成葉綠素(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在相同條件下，進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，測(cè)定和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較這兩種葉片色素的組成和含量 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：甲同學(xué) 與B組相比，若A組濾紙條上面的兩條色素較寬 乙同學(xué)u高考隨堂考向一 光合作用過(guò)程的考查1.判斷正誤(1)(2009安徽，1B)H2O在光下分解為H和O2的過(guò)程發(fā)生在基質(zhì)中。( )(2)(2010天津，1改編)在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。( )(3)(2009浙江，4C)光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP。( )(4)(2009全國(guó)，1D)葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用。( )(5)(2009浙江，4D)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5)2.（2012山東）夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )A.甲植株在a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用B.乙植株在e點(diǎn)有機(jī)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(wú)法關(guān)閉答案 D解析 a點(diǎn)時(shí)，甲植株光合作用吸收二氧化碳的速率與細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳的速率相等，在此之前，光合作用已經(jīng)開(kāi)始，A錯(cuò)；18時(shí)以后，乙植物的細(xì)胞呼吸開(kāi)始強(qiáng)于光合作用，此時(shí)有機(jī)物的積累最多，B錯(cuò)；bc段下降的原因是氣孔部分關(guān)閉導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足，de段下降的原因是光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)提供的H和ATP不足導(dǎo)致，C錯(cuò)；bd段，乙曲線出現(xiàn)圖中走勢(shì)的原因是氣孔會(huì)部分關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足，甲曲線的趨勢(shì)其原因可能為氣孔無(wú)法關(guān)閉，D對(duì)。3.(2011新課標(biāo)全國(guó))番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降，原因是( )A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度不變答案 B解析 本題考查葉綠素的組成和光合作用過(guò)程。鎂是葉綠素的組成成分；在缺鎂的營(yíng)養(yǎng)液中，由于葉綠素不能正常合成而導(dǎo)致葉片中葉綠素含量下降，光合作用光反應(yīng)強(qiáng)度降低，光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和H減少，暗反應(yīng)也減弱。考向二 影響光合作用的因素及實(shí)踐應(yīng)用4.(2011福建)下圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率(單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.在9：3011：00之間，花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過(guò)程減緩B.在11：0012：30之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的多C.在17：00時(shí)，玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同D.在18：30時(shí)，玉米既能進(jìn)行光反應(yīng)，也能進(jìn)行暗反應(yīng)答案 B解析 在9：3011：00之間，光照較強(qiáng)，光反應(yīng)強(qiáng)，花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過(guò)程減緩；分析圖解可知，在11：0012：30之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的少，B錯(cuò)誤；在17：00時(shí)，玉米和花生的凈光合速率相同，單位葉面積釋放O2速率相同；在18：30時(shí)，玉米凈光合速率為零，說(shuō)明光合作用與呼吸作用相等，此時(shí)既能進(jìn)行光反應(yīng)，也能進(jìn)行暗反應(yīng)。5.（2012浙江）某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下,氣孔開(kāi)度(即氣孔開(kāi)放程度)與光合速率的變化如圖所示。（1）停止供水后，光合速率下降。這是由于水是_的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)_的主要介質(zhì)。（）在溫度、光照相同的條件下，圖中點(diǎn)與點(diǎn)相比，光飽和點(diǎn)低的是_點(diǎn)，其主要原因是_。（）停止供水一段時(shí)間后，葉片發(fā)黃，原因是_，此時(shí)類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給碳反應(yīng)的_減少。（）生產(chǎn)實(shí)踐中，可適時(shí)噴灑植物激素中的_，起到調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)度的作用。答案 （）光合作用（或光反應(yīng)） 運(yùn)輸（）B 缺水，氣孔開(kāi)度降低，二氧化碳的吸收減少（）缺水，葉綠素合成受阻，類(lèi)胡蘿卜素相對(duì)含量增加而呈現(xiàn)黃色 和H（）脫落酸解析 （）水是光合作用的原料，同時(shí)又是良好溶劑，是細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)。（）由圖可知，點(diǎn)時(shí)葉片缺水，氣孔開(kāi)度值小，葉片二氧化碳的吸收量少，光飽和點(diǎn)低。（）水分越多，細(xì)胞的代謝越旺盛，停止供水，導(dǎo)致葉片細(xì)胞內(nèi)水分減少，代謝減慢，葉綠素合成速率變慢，葉綠素被分解，類(lèi)胡蘿卜素含量相對(duì)增加，因此呈現(xiàn)黃色，此時(shí)類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)破壞，光反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，和H減少。（）在缺水情況下，脫落酸可以使植物氣孔關(guān)閉，使植物保持休眠狀態(tài)，這樣有利于植物抵抗不利環(huán)境?？枷蛉?光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)的考查6.（2011安徽）保水劑是一類(lèi)高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物興趣小組探究“保水劑和氮肥對(duì)小麥光合作用的影響”，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：材料用具：相同土壤基質(zhì)栽培的小麥幼苗若干，保水劑，氮肥等。方法步驟：選取長(zhǎng)勢(shì)一致的小麥幼苗若干，平均分為A、B、C三組，分別施用適量的保水劑（60 kghm-2）、氮肥（255 kghm-2）、保水劑（60 kghm-2）+氮肥（255 kghm-2）,置于相同的輕度干旱條件下培養(yǎng)，其它培養(yǎng)條件相同且適宜。在小麥灌漿期選擇晴朗無(wú)風(fēng)的上午，于10:0011:00從每組選取相同數(shù)量的葉片，進(jìn)行CO2吸收量及葉綠素含量的測(cè)定。結(jié)果（均值）如下表：3.0515.91C3.0213.04B3.0710.66A葉綠素含量/mgg-1CO2吸收量/molm3s-1組號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：適量的保水劑與氮肥配施有利于提高小麥光合作用強(qiáng)度。（1）請(qǐng)指出上述方法步驟的缺陷并改正：步驟_;步驟_。（2）如不考慮方法步驟中的缺陷，從影響光合作用的內(nèi)在因素分析，保水劑與氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是_。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量_（大于、等于、小于）光合作用過(guò)程中CO2實(shí)際消耗量，理由是_。光合作用強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)定CO2吸收量，也可以通過(guò)測(cè)定_釋放量計(jì)算。答案 （1）缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn) 選取相同部位相同數(shù)量葉片（2）提高了光合作用酶的數(shù)量和活性（3）小于 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量是光合作用過(guò)程中CO2消耗量與呼吸作用CO2釋放量之差 O2解析 考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)中要遵循對(duì)照原則和單一變量原則，所以步驟應(yīng)該增加正常生長(zhǎng)，不做特殊處理的對(duì)照試驗(yàn)，步驟要保證無(wú)關(guān)變量相同，所以取相同部位的葉片。（2）影響光合作用的內(nèi)在因素有色素和酶。根據(jù)題目表格信息，葉綠素含量幾乎沒(méi)有差別，所以是影響酶的數(shù)量和活性。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量是光合作用過(guò)程中CO2消耗量與呼吸作用CO2釋放量之差，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量小于光合作用過(guò)程中CO2實(shí)際消耗量。根據(jù)光合作用的化學(xué)反應(yīng)式，光合作用強(qiáng)度可以是單位時(shí)間反應(yīng)物CO2的消耗量或生成物O2的釋放量。