全國通用版高中生物第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)第2課時(shí)光合作用的過程及原理的應(yīng)用名師課件

1、第5 章 第4 節(jié) 能量之源光與光合作用 第2 課時(shí) 光合作用的過程及原理的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 掌握光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程以及二者的關(guān)系。 2. 理解環(huán)境因素對光合作用的影響以及光合作用原理的實(shí)踐應(yīng)用。 3. 簡述化能合成作用。 內(nèi)容索引 新知導(dǎo)學(xué) 達(dá)標(biāo)檢測 新知導(dǎo)學(xué) 一、光合作用的過程 光能1.反應(yīng)式：反應(yīng)式：CO2H2O (CH2O)O2。 葉綠體2.光合作用的過程光合作用的過程 (1) 光反應(yīng)階段 葉綠體類囊體的薄膜 上進(jìn)行。 場所：在 光 、葉綠體中的 色素 和酶。 條件：必須有 過程 光能H ； 水的光解：2H2O 4 O 2 光能ATP ATP的生成：ADP Pi

2、。 酶ATP 中活躍的化學(xué)能。 能量轉(zhuǎn)變：光能 (2) 暗反應(yīng)階段 葉綠體基質(zhì) 中進(jìn)行。 場所：在 條件：需要多種酶參與。 過程 酶2C3 C CO2的固定：CO2 5 ； ATP(CHO) 2 C5。 C3的還原：2C3H 酶活躍 的化學(xué)能 (CH2O) 中穩(wěn)定的化學(xué)能。 能量轉(zhuǎn)變：ATP 中 (3) 光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 H、ATP ；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP、Pi和NADP 。 沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成?？傊夥磻?yīng)是暗反應(yīng)所需物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段，暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。 (4) 光合作用中各元素的去向 例例

3、1 如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是 A.結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)?ATP 中的化學(xué)能 14B.供給 CO2，放射性出現(xiàn)的順序?yàn)?CO2C3甲 C.結(jié)構(gòu)A釋放的氧氣可進(jìn)入線粒體中 D.葉綠體中的色素主要分布于類囊體腔中 解析解析 葉綠體中的色素主要分布于類囊體的薄膜上。 解析 答案 例例2 如圖表示光照下葉肉細(xì)胞中 A、B兩種細(xì)胞器間的氣體交換，下列有關(guān)此圖的敘述正確的是 A.在黑暗中A將停止生理作用 B.A結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生ATP ，B結(jié)構(gòu)不能產(chǎn)生ATP D.夜晚適當(dāng)降溫，能降低 A結(jié)構(gòu)的生理功能，白天適當(dāng)升溫， B結(jié)構(gòu)的 生理功能提高比A結(jié)構(gòu)更顯著，故白天適當(dāng)升溫，夜晚適當(dāng)降

4、溫能增 加農(nóng)作物的產(chǎn)量 解析解析 分析題圖可知，A結(jié)構(gòu)為線粒體，B結(jié)構(gòu)為葉綠體。 C.植物正常生長時(shí)，B結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的O2全部被A結(jié)構(gòu)利用 適當(dāng)控制晝夜溫差，可使光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度減弱，有利于有機(jī)物的積累。 解析 答案 歸納提升歸納提升 項(xiàng)目 場所 條件 光合作用和細(xì)胞呼吸的區(qū)別和聯(lián)系光合作用和細(xì)胞呼吸的區(qū)別和聯(lián)系 光合作用 細(xì)胞呼吸 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 有光、無光都能進(jìn)行 植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體 只在光下進(jìn)行 能量 光能ATP 中活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 ATP 中活變化 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物，儲存能量 躍的化學(xué)能熱能 分解有機(jī)物、釋放能量 范圍

5、含葉綠體的植物細(xì)胞和光合細(xì)菌 所有活細(xì)胞 聯(lián)系 二、光合作用原理的應(yīng)用 1.光合作用的強(qiáng)度光合作用的強(qiáng)度 糖類 的數(shù)量。 (1) 概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造 (2) 影響因素和衡量指標(biāo) ?土壤中 水分? 的多少?空氣中 二氧化碳 的濃度?溫度 的高低?影響因素?長短和強(qiáng)弱 光照的 ?光合作用強(qiáng)度?光的成分?原料 ? 消耗數(shù)量?衡量指標(biāo)?產(chǎn)物 ? 生成的數(shù)量? 2.探究光照強(qiáng)弱對光合作用強(qiáng)度的影響探究光照強(qiáng)弱對光合作用強(qiáng)度的影響 (1) 實(shí)驗(yàn)原理：抽去小圓形葉片中的氣體后，葉片在水中下沉 ，光照下葉上浮。光合作用越 片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，充滿細(xì)胞間隙，葉片又會(huì) 上浮 的數(shù)量越多。

6、強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)小圓形葉片 (2) 實(shí)驗(yàn)流程 打出小圓形葉片(30 片)：用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出 (直徑 1 cm)小圓形葉片 抽出葉片內(nèi)氣體：用注射器 (內(nèi)有清水、小圓形葉片 )抽出葉片內(nèi)氣體 (O2等) 小圓形葉片沉到水底：將抽出內(nèi)部氣體的小圓形葉片放入黑暗處盛有 清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底 強(qiáng)、中、弱三種光照處理：取 3 只小燒杯，分別倒入 20 mL富含CO 的 2 清水，各放入 10 片小圓形葉片，用強(qiáng)、中、 弱三種光照分別照射 觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量 越多 (3) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析：光照越強(qiáng)，燒杯內(nèi)小圓形葉片浮起的數(shù)量_ ，不斷增強(qiáng)

7、 。 說明在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度 3.影響光合作用的因素曲線分析影響光合作用的因素曲線分析 (1) 光照強(qiáng)度 關(guān)鍵點(diǎn)： A點(diǎn)光照強(qiáng)度為 0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，單位時(shí)間內(nèi)釋放的 CO2量表示呼吸速率。B點(diǎn)細(xì)胞呼吸釋放的CO2量和光合作用吸 收的CO2量相等，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。C點(diǎn)時(shí)已經(jīng)達(dá)到了光飽和點(diǎn)，此時(shí)光照強(qiáng)度增加，光合作用強(qiáng)度不再增加。 關(guān)鍵線段： AB段光合作用的強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度； BC段光合作用的強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。 (2)CO2濃度 走勢分析：圖甲和圖乙都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增大而 增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定

8、范圍后，光合作用速率不再增加。 關(guān)鍵點(diǎn)分析：圖甲中 A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；圖乙中的 A點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需 CO2的最低濃度。圖甲和圖乙中的 B和B點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。 (3) 溫度 影響原理：溫度通過影響酶的活性來影響光合作用強(qiáng)度。 曲線分析： B點(diǎn)對應(yīng)的溫度是最適溫度，此時(shí)光合作用最強(qiáng)，高于或低于此溫度，光合作用強(qiáng)度都會(huì)下降。 例例3 某同學(xué)想探究二氧化碳濃度與光合速率的關(guān)系。取A、B、C、D四株都有5片葉的小白菜，分別用直徑 1 cm 的打孔器打出葉圓片 10 片，并設(shè)法抽去葉片內(nèi)的氣體使之在水中下沉，置于光下。取100 mL 三角瓶4個(gè)

9、，編號 14，按下表操作 (光照、溫度相同且適宜 )并記錄結(jié)果。下列評價(jià)或修正不合理的是 編1 A 10 實(shí)驗(yàn)處理 30 min內(nèi)上浮40 0 2 號 葉圓片來源 葉圓片數(shù)(片) 自來水(mL) NaHCO3(克) 葉圓片數(shù)(片) 2 3 B C 10 10 40 40 1 3 6 4 4 D 10 40 5 5 B.只要控制光照、溫度相同即可 A.自變量二氧化碳濃度的控制不嚴(yán)格 C.實(shí)驗(yàn)材料本身存在的差異會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 D.制備的葉圓片在投入三角瓶之前應(yīng)放于黑暗處 解析解析 自來水中也有少量二氧化碳，因此使用自來水時(shí)，會(huì)對二氧化碳濃度造成影響，A正確； 在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的過程中，葉圓片數(shù)、自來

10、水的量等無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，B錯(cuò)誤； 小葉圓片來自 A、B、C、D四株小白菜，由于實(shí)驗(yàn)材料本身存在的差異會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，C正確； 制備的葉圓片在投入三角瓶之前可進(jìn)行黑暗處理，目的是消耗掉葉圓片中的氧氣，能夠使葉圓片沉在燒杯中， D正確。 解析 答案 例例4 甲圖表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，乙圖表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩 種氣體)。據(jù)圖判斷，下列說法正確的是 (注：不考慮無氧呼吸 ) A.甲圖中的縱坐標(biāo)數(shù)值對應(yīng)乙圖中的 m4 B.甲圖中c點(diǎn)時(shí)，乙圖中有m1n1m4n4 C.甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，其主要原因是 m1值太低 D.甲圖中a、b

11、、c、d、e任意一點(diǎn)，乙圖中都有 m1n10 ，m2n20 解析 答案 三、化能合成作用 1.自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物 二氧化碳和水 等無機(jī)物為原料合成糖類(1) 自養(yǎng)生物：綠色植物等能以 等有機(jī)物。 (2) 異養(yǎng)生物：人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌，細(xì)胞中沒有葉綠素，有機(jī)物 來維持自身的不能進(jìn)行光合作用，它們只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的 生命活動(dòng)。 2.化能合成作用化能合成作用 無機(jī)物 (1) 概念：自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某些 _ ，這種合成作用叫做化能合成作用。 能量 來制造有機(jī)物氧化時(shí)所釋放的 (2) 實(shí)例：硝化細(xì)菌 氨氧化成亞硝酸，進(jìn)而將亞硝酸氧化成硝酸 這兩個(gè)過

12、硝化細(xì)菌能利用 程中釋放出的化學(xué)能，將二氧化碳和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。 歸納總結(jié)歸納總結(jié) 項(xiàng)目 光合作用與化能合成作用的比較光合作用與化能合成作用的比較 光合作用 化能合成作用 生物類型 能量來源 綠色植物和光合細(xì)菌 光能 硝化細(xì)菌等 體外物質(zhì)氧化釋放的化學(xué)能 環(huán)境條件 光、CO2、水、適宜溫度等 NH3、O2、CO2、水、適宜溫度等 相同點(diǎn) 從外界環(huán)境攝取簡單無機(jī)物合成有機(jī)物，并儲存能量 例例5 (2017 武漢部分學(xué)校聯(lián)考 )硝化細(xì)菌通過化能合成作用形成有機(jī)物，需要下列哪種環(huán)境條件 A.具有NH3和氧 C.具有硝酸和氧 B.具有NH3及缺氧 D.具有硝酸及缺

13、氧 解析解析 硝化細(xì)菌能利用 NH3氧化成亞硝酸，進(jìn)而氧化成硝酸的過程中釋放的能量將CO2和H2O合成有機(jī)物。 硝化細(xì)菌氧化NH3，需在有氧的條件下進(jìn)行。 解析 答案 例例6 (2017長沙一中模擬)下列有關(guān)化能合成作用的敘述，正確的是 不利用光能 利用環(huán)境中物質(zhì)氧化釋放的能量 在葉綠素作用下 將水和二氧化碳合成有機(jī)物 儲能不多，對自然界作用不大 屬異養(yǎng)型 A. B. C. D. 解析解析 化能合成作用是利用氧化體外環(huán)境中的無機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能，將無機(jī)物H2O和CO2合成有機(jī)物的過程。 該過程不需要葉綠素，此類生物的新陳代謝類型為化能自養(yǎng)型。 解析 答案 學(xué)習(xí)小結(jié) 光照 光 暗 酶的活性 達(dá)標(biāo)檢

14、測 1.下列敘述，正確的打“ ”，錯(cuò)誤的打“”。 (1) 光反應(yīng)的場所是葉綠體中的類囊體薄膜，光反應(yīng)產(chǎn)生的 O2、ATP 和H都用于暗反應(yīng)( ) (2) 暗反應(yīng)包括CO2的固定和C3的還原，兩個(gè)階段都在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行 ( ) (3) 整個(gè)光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)化是：光能 ATP 中活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 ( ) (4) 光合作用釋放的O2都來自水( ) (5) 光照強(qiáng)度影響光合作用但光質(zhì)不影響 ( ) 1 2 3 4 5 答案 (6) 溫度只影響暗反應(yīng)過程，因?yàn)橹挥邪捣磻?yīng)需要酶的催化 ( ) (7)CO2濃度是通過影響暗反應(yīng)過程來影響光合作用的 ( ) (8) 化能合成作用不消

15、耗能量 ( ) 1 2 3 4 5 答案 2. 下列四個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是 解析解析 葉片沉入水底是由于細(xì)胞間隙的空氣被抽取掉，所以哪一個(gè)葉片最先產(chǎn)生大量的氧氣，充入到細(xì)胞間隙中，哪一個(gè)葉片就最先浮上來。 由于自來水中含有 CO2，25 的溫度較為適宜，光照是光合作用必需的條件，所以C項(xiàng)所示的葉片最先浮起來。 1 2 3 4 5 解析 答案 3.已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25 和30 ，如圖表示30 時(shí)光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度降到25 (原光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度不變 )，理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)a、b、d的移動(dòng)方向分別是 A.下移、右移、上移 C.上移、左

16、移、上移 B.下移、左移、下移 D.上移、右移、上移 1 2 3 4 5 解析 答案 4. 下列關(guān)于光合作用和化能合成作用的敘述，正確的是 都需要葉綠素 都將CO2和水合成為有機(jī)物 都屬于自養(yǎng)生物的營養(yǎng)方式 合成作用所利用的能量相同 A. B. C. D. 解析解析 光合作用和化能合成作用都能將無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，只是所利用的能量不同，光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是無機(jī)物氧化時(shí)釋放的化學(xué)能。 1 2 3 4 5 解析 答案 5. 下圖表示光合作用過程的部分圖解，請據(jù)圖分析完成下列問題： 暗反應(yīng) 過程，其(1) 圖示表示光合作用的 _C3的還原 。 中B表示_解析解析 題圖表示光合作用的暗反應(yīng)過程， B表示C3的還原。 CO2進(jìn)入葉綠體后，先被 C5固定成C3，C3被H還原后生成葡萄糖，因此，碳的轉(zhuǎn)移途徑應(yīng)是 CO2C3葡萄糖。 ADP 要到類囊體薄膜上參與光反應(yīng)轉(zhuǎn)化成 ATP 。 光反應(yīng)需要光照