光合作用学案

第 1 页 共 19 页 第五章 第4节 能量之源—光与光合作用 导学案

班级： 姓名： 预习案

一、 复习目标 1．简述叶绿体的结构和功能，说出绿叶中色素的种类和作用 2．能图示光合作用的过程，简述光合作用原理的应用 3．学会分析环境因素对光合作用强度的影响 4．理解光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素、相关实验及在生产实践中的作用,学会分析实验数据、图表、曲线等形式的试题， 5.学习获取信息、理解信息，提高分析、推理、评价及实验探究能力。 二、 知识梳理 （一）捕获光能的色素和结构 1．捕获光能的色素 (1)实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法) ①提取的原理是什么? ②分离的原理呢?

(2)色素的种类和吸收光谱 色素种类 颜色 吸收光谱 滤纸条上位置 叶绿素 (约占3/4) 类胡萝卜素 (约占1/4) 2.叶绿体的结构和功能(识图作答) (1)叶绿体的结构?

(2)色素和酶的分布? (3)功能? （二）光合作用的过程和应用 1.反应式：

2．光合作用的过程 (1)光反应：①场所? ②条件? 第 2 页 共 19 页

③物质变化? ④能量变化? (2)暗反应：①场所? ②条件? ③物质变化? ④能量变化? 3．光合作用的应用： (1)光合作用强度指什么? (2)影响光合作用强度的因素有哪些?

4．化能合成作用： (1)概念： 。 (2)实例：硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时所释放的化学能，将 和合成 。

三、 预习自测 1、下列有关生物新陈代谢的叙述，正确的是（ ） A、光合作用全过程需在光照条件下才能进行 B、细胞呼吸必须有氧气参与 C、生物新陈代谢是由酶催化的一系列反应组成的 D、生命活动所需能量直接来自于有机物氧化分解 2、下列关于光合作用的叙述中，正确的是（ ） A、酶的专一性决定了暗反应在叶绿体类囊体薄膜上进行 B、在暗反应过程中酶和C5的数量不会因消耗而减少 C、在较强光照下，光合作用强度随着CO2浓度的提高而增强 D、水在光下的分解速率和CO2的固定速率基本不受温度影响 3.晴天中午，密闭玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍较低，主要原因是 A．2O浓度过低 B．2O浓度过高 C．2CO浓度过低 D．2CO浓度过高 4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ） A、叶绿体的类囊体的薄膜上进行光反应和暗反应 B、叶绿体的类囊体的薄膜上进行暗反应，不进行光反应 C、叶绿体的基质可进行光反应和暗反应 D、叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应 5、离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是（ ） A、C3增多，C5减少 B、C3增多，C5增多 C、C3减少，C5增多 D、C3减少，C5减少

合作探究案

考点一、光合作用发现史中的经典实验分析 1．1771年普里斯特利实验 第 3 页 共 19 页

绿色植物＋点燃蜡烛――→玻璃罩密封蜡烛不易熄灭绿色植物＋小鼠――→玻璃罩密封小鼠不易窒息死亡植物更新空气

缺点：缺乏 (记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其纠正) 2．1864年萨克斯实验 提前暗处理——目的： 实验过程、现象（结果） 3．1880年恩格尔曼实验

水绵好氧细菌――→黑暗、无空气

显微镜观察

极细光束照射叶绿体―→好氧细菌集中在照光处完全曝光―→好氧细菌集中在带状叶绿体处

实验组： 对照组： 思考：恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？ 提示：主要表现在以下四个方面

4．20世纪30年代鲁宾、卡门实验 实验方法： 。

例1、德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )。 ①本实验未设对照组 ②有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因 ③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉 A．①～④全部 B．只有②③④ C．只有①②③ D．只有②③ 变式：下图表示德国科学家萨克斯的实验，叶片光照24 h后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明( ) 第 4 页 共 19 页

①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧气 ⑤光合作用产生淀粉 A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．①③

考点二、光合作用过程分析 光反应与暗反应的比较 过 程 光反应 暗反应

图 解 条 件 场 所 物质转化 能量转化 关 系 例2、三碳化合物在细胞内的变化曲线。据图回答下列问题。

图1 图2 第 5 页 共 19 页

(1)图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是____________。 (2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。 (3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：________________________________________________________________________。 (4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：________________________________________________________________________。 例3、在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题。 (1)图中物质A是________(C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是________________；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_________________。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________(低、高)。 (4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(高、低)，其原因是_________________________________________。 【归纳分析】光照与CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6合成量的影响。 当外界因素中光照强弱、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、[H]、ATP及C6H12O6生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系如何呢？试归纳。

(1)光照强→弱CO2供应不变 即：停止光照(强→弱)时， 。 (2)突然增强光照时， 。 (3)光照不变减少CO2供应 即：停止(减少)CO2供应时， 。 (4)突然增加CO2供应时， 。 考点三、影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 （一）单因子变量对光合作用的影响(外界因素) 1．光照——光合作用的动力 ①光照时间越长，产生的光合产物越多。 第 6 页 共 19 页

②光质，由于色素吸收可见光中的 最多，吸收 最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用 的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高光能利用率。 ③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： 。 AB段表明： 。 B点： 。 BC段表明： 。 应用： 。 外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律： ①呼吸速率增加，CO2(光)补偿点 ；呼吸速率减小，CO2(光)补偿点 。 ②呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光)补偿点 ；条件的改变使光合速率上升时，CO2(光)补偿点 。 2．CO2浓度 曲线分析：图1中A点表示： 图2中的A′点表示： 两图中的B和B′点都表示 ，两图都表示 。 应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。 3．温度 曲线分析：温度主要是通过影响 而影响光合作用速率。 应用： 。

4．必需矿质元素 曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。 应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。 （三）多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素) 曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为 ，