高中生物必修一光合作用

1第三节光合作用教学目的1．光合作用的发现（A：知道）。2．叶绿体中的色素（C：理解）。3．光合作用的过程和重要意义（D：应用）。重点和难点1．教学重点（1）叶绿体中的色素。（2）光合作用的过程。（3）光合作用的重要意义。2．教学难点光合作用中的物质变化和能量变化。教学过程【板书】光合作用的发现叶绿体中的色素光合作用光反应阶段光合作用的过程暗反应阶段光合作用的重要意义【注解】一、光合作用的概念和总反应式：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程。CO2+H2O光能和叶绿体（CH2O）+O26CO2+12H2O光能和叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2二、光合作用的发现年代创新发现人创新实验设计思路及现象实验结论1771年普时斯特利点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：蜡烛不易熄灭。小鼠与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：小鼠不容易窒息而死。植物可以更新空气1864年萨克斯把绿色植物放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉，然后一半曝光，另一半遮光一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的一半无颜色变化，曝光的一半则呈深蓝色。绿色叶片在光合作用中产生淀粉1880年恩吉尔曼水绵+好氧细菌黑暗、显微镜没有空气观察极细光束照射叶绿体完全曝光现象：好氧细菌只现象：好氧细菌集集中在带状叶绿体中在带状叶绿体所被光束照射到部位有受光部位的周围附近。（远离叶绿体的其余部位分布很少）氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所20世纪30年代鲁宾和卡门实验方法是同位素标记法H218O、CO2→现象：释放的氧气全是18O2即向植物提供H2O、C18O2→现象：释放的氧气全是O2光合作用释放的氧气来自于水2二、光合作用的场所——叶绿体（一）结构：双层膜，内部有无色基质和绿色基粒，每个基粒由多个类囊体垛叠而成。（二）色素1．分布：类囊体的薄膜上2．功能：吸收、传递和转换光能叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光叶绿素（3/4）叶绿素b3．种类胡萝卜素类胡萝卜素（1/4）主要吸收蓝紫光叶黄素【例析】．叶片呈现绿色的原因？（色素含量；色素对色光的吸收）．秋叶变黄的原因？（叶绿素分解快于类胡萝卜素）三、光合作用的过程（一）光反应（必须有光才能进行）1．部位：基粒类囊体的薄膜上2．条件：光、色素、酶水的光解：H2O光2[H]+21O23．内容供给暗反应（还原剂）ATP的形成：ATP+Pi+能量酶ATP（为暗反应供能）（水的光解和色素吸收光能不需酶参与）（二）暗反应（没有光也能进行，但必须要有光反应提供的[H]和ATP，事实上在黑暗中无法进行。）1．部位：叶绿体的基质2．条件：多种酶、[H]、ATP、CO2（“暗”这个条件并不必需；但暗反应若没有光反应提供的[H]和ATP就无法进行；所以暗处不能长时间进行暗反应）【例析】．对某植株作如下处理：（甲）持续光照10分钟；（乙）光照5秒钟后再黑暗5秒钟，连续交替进行20分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（B）A．甲多于乙B．甲少于乙C．甲和乙相同D．无法确定CO2的固定：CO2+C5酶2C33．内容CO2的还原：C3+[H]ATP酶（CH2O）（三）光合作用的过程图解（识、画、注意点）（四）光合作用速率（强度）的表示方法：1．CO2的吸收速率（净量和总量）2．O2的释放速率（净量和总量）3．葡萄糖的生成速率（净量和总量）3四、光合作用的实质1．物质转化：无机物（CO2和H2O）→有机物（糖类、一部分氨基酸和脂肪是光合作用的直接产物）2．能量转换：光能光反应ATP中的活跃化学能暗反应有机物中的稳定化学能3．实质：生物界最基本的物质代谢和能量代谢五、光合作用的意义1．为生物界提供有机物（一切生物的最终能量来源都是太阳能）2．使大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定3．把光能转换成化学能4．对生物进化具有重要作用原始生命（海洋保护它免受紫外线等的伤害）蓝藻（进行光合作用，大气中出现氧，进而出臭氧层，滤去太阳光中的大部分紫外线。）水生生物登陆（离开水，但有臭氧层的保护）进化为各种生物（包括水生生物和陆生生物）六、植物栽培与光能的合理利用1．延长光合作用的时间可以提高单位面积的产量2．增加光合作用的面积【例析】．下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量之比是（B）A．1∶2B．8∶9C．2∶1D．9∶8（看图：仔细比较两者的不同之处；双对照）．画出光合作用的过程图解，并分析当光照强度和CO2浓度的突然变化对叶绿体中C3和C5含量的影响。4（1）光强骤增[H]、ATP↑C3↓、C5↑（CH2O积累量↑；积累速率↑）光强骤减[H]、ATP↓C3↑、C5↓（CH2O积累量↑；积累速率↓）（骤减至低于光补偿点：[H]、ATP↓、C3↑、C5↓、CH2O积累量↓；积累速率↓）（2）CO2浓度骤增C3↑、C5↓（CH2O积累量↑；积累速率↑）CO2浓度骤减C3↓、C5↑（CH2O积累量↑；积累速率↓）（骤减至0：C3↓、C5↑、CH2O积累量↓；积累速率↓）[瞬时变化与后继变化：改变条件→瞬时变化→后继变化→新平衡]（3）在上述过程中可循环利用的物质有：C5、ADP、PI、酶。．下图曲线可称为“表现光合速率”变化曲线。请分析曲线上各点或段的含义：a点：光照强度为0时，CO2的释放速率，即呼吸速率。（可推算呼吸作用释放CO2量）ab段（不含A．b点）：随光照强度由O上升到b，CO2的表现释放速率渐小。是由于光合速率随光照强度上升而上升，CO2的吸收速率渐增；呼吸速率不变，CO2的真正释放速率不变，两者的代数和渐小导致的。表现光合速率为负值。b点：光照强度为b时，CO2的真正释放速率刚好等于CO2的真正吸收速率，是由于此时的光合速率等于呼吸速率导致的。即表现光合速率为0，把此时的光照强度（b）称为“光补偿点”。bc段（不含B．c点）：光照强度大于光补偿点以后，CO2的真正吸收速率开始在大于CO2的真正释放速率，是由于此时的光合速率开始大于呼吸速率导致的。表现光合速率渐增。c点：光照强度为d时（或大于d时），CO2的真正吸收速率达到最大值，不再变化；呼吸速率也不变，CO2的真正释放速率不变；两者的代数和不再变化。表现光合速率达最大值。把此时的光照强度（d）称为“光饱和点”。．下图是夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）限制ＡＢ段、ＢＣ段光合作用强度的主要外界因素分别是光、二氧化碳；（2）ＤＥ段光合作用强度下降的主要原因是：光照不断减弱；致使光合作用光反应产生的[H]和ATP减少，因而影响了暗反应的进行。（３）写出ＡＢ段能量转换的过程：光能光反应ATP中的活跃化学能暗反应有机物中的稳定化学能。5【同类题库】光合作用的发现（A：知道）．1771年，英国科学家普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今天我们对这一现象的合理解释是（A）A．植物可以更新空气B．蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物C．绿色植物在烛光下能制造有机物D．绿色植物在烛光下能释放氧气．范·海尔蒙特用桶盛着称好重量的土壤，插入称好重量的柳条，浇以雨水，并精确收集全部落叶等脱落物，5年后，柳树共增加干重74．4Kg，而土壤的全部损失还不到62．2g。请回答：（1）土壤中损失的少量物质是。（2）柳树增加干重的绝大部分．．．．物质来源是。[（1）矿质元素（2）雨水和空气中的CO2]．下图表示萨克斯的实验，在叶片照光24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（C）①光合作用需要CO2②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⑤光合作用制造淀粉A．①②B．③⑤C．②⑤D．①③叶绿体中的色素（C：理解）．绿色植物的色素在光合作用中不具有的作用是（C）A．吸收光能B．转换光能C．贮存光能D．传递光能．下列不属于叶绿素功能的是（D）A．吸收太阳光能B．利用光能使水分解C．利用光能合成ATPD．固定和还原CO2．叶绿体中的色素在光合作用中作为（D）A．最终产物B．水分解产生氢的受体C．原材料D．能量的吸收及转换者．在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（B）A．红光灯B．绿光灯C．白炽灯D．蓝光灯．把叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中，变暗的区域主要是（A）A．红光和蓝紫光区B．黄光和蓝光区C．黄光和绿光区D．绿光和红光区．某人为检验叶绿体中色素的吸收光谱，进行实验，装置如下图。则他在光屏上看到的吸收光谱为（B）．用三棱镜可使太阳光折射成一条色谱带如图，请问将一瓶绿藻放在A．B．C．D的哪一位6置上，绿藻生长和增殖最慢（C）．有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红光；乙添加绿色光；丙添加品红光滤光片A；丁添加绿色滤光片B（如下图），经过一段时间后，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（C）A．甲和乙B．乙和丙C．甲和丁D．丙和丁．（多选）1915年、1930年、1965年三年度的诺贝尔化学奖授予在研究叶绿素方面有突出贡献的化学家们，下列关于叶绿素的说法，错误的有（BCD）A．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色B．绿色植物的叶片中，叶绿素的含量是类胡萝卜素的1/4C．在叶绿体中色素的提取和分离实验中，叶绿素的扩散速度比类胡萝卜素快得多D．叶绿素是光合作用中最重要的催化剂，主要功能是吸收光能，并将水分解．下列关于叶绿素合成和功能的叙述，错误的是（D）A．光是叶绿素合成的必须条件B．低温抑制叶绿素的合成C．矿质元素影响叶绿素的合成D．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2，可进行光合作用．用显微镜观察黑藻幼叶的细胞质时，如果光照强度大大增加，叶绿体在体位上的变化是（B）A．椭球形的长径与光线垂直B．椭球形的长径与光线平行C．叶绿体的长径与短径和光线的关系是随机的D．椭球形的短径与光线平行．下图表示夏季某植物叶肉细胞中叶绿体的分布情况，图中数字为一天中的时间，请回答：(1)叶绿体的功能是。(2)中午12时左右，叶绿体的方向与其它时段不同，表现为，其意义为。(3)图中其他时段显示叶绿体在不同方向的光照下能够随时改变椭球体的方向，其意义是。[(1)进行光合作用(2)以较小的受光面积正对阳光不至于被强光灼伤(3)使叶绿体能接受较多的光照进行光合作用]7光合作用的过程（D：应用）光反应．在叶绿体中，与光合作用的光反应正常进行相适应的结构是（C）A．叶绿体外膜B．叶绿体内膜C．基粒中囊状结构的薄膜D．基质．光合作用过程中，光最初用于（D）A．碳和氧的化学组成B．氢和二氧化碳的合成C．将淀粉分解成葡萄糖D．将水分解为氢和氧．在光合作用中实验里，如果所用的水中有0.20%的水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中18O的比例为（A）A．0.20%B．0.44%C．0.64%D．0.88%．光合作用过程中，不在叶绿体基粒片层薄膜上进行的是（C）A．ADP变成ATPB．氧气的产生C．CO2的固定和还原D．[H]的产生．欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有（C）A．葡萄糖生成B．淀粉生成C．O2的释放D．CO2有吸收．在光合作用中，不需要酶参与的过程是（B）A．CO2的固定B．叶绿素吸收光能C．三碳化合物的还原D．ATP的形成．农村种返季节蔬菜时，用什么颜色的塑料薄膜封盖大棚最有利于棚内植物的光合作用？（A）A．无色B．红色C．蓝紫色D．绿色．下列强度相同的四种光，哪种对植物进行光合作用最有利？（B）A．白光B．红光C．绿光D．蓝紫光．将一株天竺葵在黑暗中部叶脉切断，光照2h-4h，检测结果叶片下半部产生淀粉，而上半部无淀粉生成，这是因为切断叶脉（A）A．阻断了水分的运输B．阻断了有机物的运输C．阻断CO2的运输D