《光合作用》第2課時導(dǎo)學(xué)案

13/13第二節(jié)光合作用第2課時【高效導(dǎo)航】1.學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）通過閱讀教材，觀看光合作用相關(guān)動畫，能夠理解光合作用概念以及掌握它的過程。（2）通過進(jìn)行資料分析，結(jié)合教師引導(dǎo)性講解，能夠掌握研究影響光合作用強(qiáng)度的因素。2.學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程以及相互關(guān)系；（2）影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。3.學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程；（2）探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。“看”——知識經(jīng)緯“導(dǎo)”——自主預(yù)習(xí)一、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能1.分布：主要分布在植物的________細(xì)胞內(nèi)。2.形態(tài)：扁平的________或________。3.結(jié)構(gòu)4.功能：綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。二、光合作用的過程1.光反應(yīng)階段（1）條件：______、______、有關(guān)的酶。（2）場所：________________。（3）物質(zhì)變化①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up11(光),\s\do4(酶))______＋______②ATP的合成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up11(酶),\s\do4(光能))ATP（4）能量變化：將________轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的__________。2.暗反應(yīng)階段（1）條件：__________的催化。（2）場所：葉綠體內(nèi)的________中。（3）物質(zhì)變化：CO2首先被一個______分子固定，生成兩個C3化合物，三碳化合物被__________還原生成有機(jī)物，并將________釋放的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中。（4）能量變化：______中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中______________。三、光合作用原理的應(yīng)用1.光合作用強(qiáng)度的概念及表示方法（1）概念：植物在____________內(nèi)通過光合作用制造________的數(shù)量。（2）表示方法：用一定時間內(nèi)__________________________的數(shù)量來定量表示。2.影響因素（1）空氣中________濃度。（2）土壤中________的多少。（3）光照的______________及光的成分。（4）________的高低。3.探究光照強(qiáng)弱對光合作用強(qiáng)度的影響的實(shí)驗(yàn)流程四、化能合成作用（1）概念：利用體外環(huán)境中的___________氧化時所釋放的能量來________。（2）實(shí)例：硝化細(xì)菌，能利用氧化________釋放的化學(xué)能將____________合成為糖類，供自身利用?！皩W(xué)”—互動探究探究一：光合作用的過程1.光合作用的反應(yīng)場所在哪？結(jié)構(gòu)是什么樣的？雙層膜包被提示：光合作用的反應(yīng)場所在綠色植物的葉綠體進(jìn)行。雙層膜包被葉綠體基質(zhì)基粒，類囊體堆疊形成葉綠體基質(zhì)基粒，類囊體堆疊形成2.閱讀課本P75，歸納比較光合作用兩個過程的差別和聯(lián)系？并填寫下表。提示：過程光反應(yīng)暗反應(yīng)圖解條件必須在光下有光、無光都可以場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化①水光解2H2Oeq\o(→,\s\up7(光))4[H]＋O2↑②ATP的合成ADP＋Pieq\o(→,\s\up11(酶),\s\do4(能量))ATP①CO2的固定CO2→C3→C5②C3的還原C3→（CH2O）能量轉(zhuǎn)化光能電能→活躍化學(xué)能，并儲存在ATP中ATP中活躍的化學(xué)能→（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能實(shí)質(zhì)將無機(jī)物合成有機(jī)物，光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能元素去向關(guān)系①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；②沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成拓展：若突然停止光照，光反應(yīng)停止，ATP和【H】供給停止，C3不再消耗，CO2的固定還在進(jìn)行，因此C3增加，C5減少；若氣孔關(guān)閉，CO2不能進(jìn)入，光反應(yīng)仍在進(jìn)行，因此C3在消耗，而無來源，因此減少，C5不消耗而有來源，因此增加。3.由此總結(jié)得出光合作用的總反應(yīng)式是什么？提示：提示：CO2+H2O（CH2O）+O2巧記：一個場所（葉綠體）二個階段（光反應(yīng)和暗反應(yīng)）三次能量轉(zhuǎn)化（光能→電能→ATP中活躍化能→有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能）四個反應(yīng)（水的光解、ATP的合成、CO2的固定和C3的還原）注意：光合作用的產(chǎn)物除了有糖類和氧氣外，還有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。【經(jīng)典回眸】綠色植物是主要的能量轉(zhuǎn)換者，是因?yàn)樗鼈兙腥~綠體（圖甲）這一完成能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器，圖乙是圖甲中的色素分離結(jié)果，圖丙是在圖甲④結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的生化反應(yīng)，①～④分別代表圖甲中葉綠體的結(jié)構(gòu)。下列相關(guān)敘述中，不正確的是（）A.圖乙中的色素帶由1到4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，這些色素存在于圖甲②中B.光照條件下，圖甲中的②上能進(jìn)行光反應(yīng)，產(chǎn)生[H]、ATP、O2C.圖甲中①和③的成分和結(jié)構(gòu)相似D.環(huán)境條件相對穩(wěn)定的條件下，圖甲④中的C3含量多于C5E.如果突然降低CO2的濃度，圖丙中的C3含量會一直下降【解析】圖乙中左側(cè)有濾液細(xì)線，色素的擴(kuò)散是從左向右的，所以1～4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。圖甲中的①和③分別是葉綠體的內(nèi)膜和外膜，它們的成分和結(jié)構(gòu)相似。光照條件下，②類囊體膜上能發(fā)生光反應(yīng)，產(chǎn)生[H]、ATP、O2。分析圖丙中的過程要從兩個方面進(jìn)行：一是環(huán)境條件相對穩(wěn)定時，暗反應(yīng)中的兩個過程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間均處于一種相對平衡的狀態(tài)，由于一個C5對應(yīng)著兩個C3，所以C3含量要比C5高；另一方面，當(dāng)環(huán)境條件突然改變時，如CO2濃度突然降低時，短時間內(nèi)由于CO2固定過程減弱而C3的還原過程仍在進(jìn)行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段時間后，反應(yīng)過程又達(dá)到一個新的平衡狀態(tài)，所以C3含量不會一直下降?！敬鸢浮縀【變式訓(xùn)練】1.1離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時，如果突然中斷CO2。的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中C3和C5相對含量的變化是（）。A.C3增多、C5減少B.C3增多、C5增多C.C3減少、C5增多D.C3減少、C5減少探究二：影響光合作用的環(huán)境因素1.內(nèi)部因素如何影響光合作用速率？提示：（1）同一植物的不同生長發(fā)育階段曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、營養(yǎng)生長期、開花期。應(yīng)用：根據(jù)植物在不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同，適時、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長。（2）同一葉片的不同生長發(fā)育時期曲線分析：隨幼葉發(fā)育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，都是根據(jù)其原理，可降低其細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。2.外界因素如何影響光合作用的速率呢？提示：影響因素曲線解釋應(yīng)用單因素光照①光照時間②光質(zhì)③光照強(qiáng)度A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量表示此時的呼吸強(qiáng)度。AB段表明光合作用速率逐漸加強(qiáng)；而到B點(diǎn)時，光合作用強(qiáng)度＝細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，B點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段表明光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如上圖虛線所示。間作套種時農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。光照面積OA段表明隨葉面積的增大，光合作用實(shí)際量增大，A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)。光合作用強(qiáng)度不再增加，是有很多葉被遮擋，光照不足。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)后光合作用強(qiáng)度不再增加，但葉片隨葉面積的增加，呼吸量（OC段）增加，所以干物質(zhì)積累量降低（BC段）。適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。CO2濃度圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；圖2中的A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥；溫室內(nèi)可適當(dāng)補(bǔ)充CO2，即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。必需礦質(zhì)元素在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。溫度溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。冬天，溫室適當(dāng)提高；夏天，適當(dāng)降低。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。多因素O～P段限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其O～P段不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。P～Q段，圖中標(biāo)出的雙因子共同起作用。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)之后，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的另一因子的方法。溫室栽培時，在一定光強(qiáng)下，白天提高溫度，增加酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時，適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度提高光合速率?？傊?，可根據(jù)情況，通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的?！窘?jīng)典回眸】（2012·山東理綜）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。下列說法正確的是（）A.甲植株在A點(diǎn)開始進(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B～C段和D～E段下降的原因相同D.兩曲線B～D段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉【解析】本題主要考查了環(huán)境因素對植物光合速率影響的相關(guān)知識。圖中兩曲線可表示植物的凈光合速率，A點(diǎn)時光合速率等于呼吸速率，說明甲植株在A點(diǎn)前就已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用，A錯誤；乙植株在18時后凈光合速率小于0，該植株在18時有機(jī)物的積累量最多，B錯誤；曲線B～C段下降的原因是氣孔關(guān)閉，乙植株因二氧化碳供應(yīng)不足導(dǎo)致光合速率下降，曲線D～E段光合速率下降的原因則是光照強(qiáng)度減弱，C錯誤；分析兩曲線B～D段可知，中午時乙植株出現(xiàn)凈光合速率先下降后上升的現(xiàn)象，這可能是由于乙植株氣孔發(fā)生關(guān)閉造成的，而甲植株沒有發(fā)生類似的現(xiàn)象可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉，D正確?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練】2.下圖表示20℃時玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，下列說法最恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢.b點(diǎn)的位置不會隨環(huán)境溫度的升高而移動B.a點(diǎn)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體C.其他條件適宜，當(dāng)植物缺乏Mg時，b點(diǎn)右移D.c點(diǎn)后的葉片細(xì)胞都能進(jìn)行光反應(yīng)，從而提高光能利用率探究三：化能合成作用1.光合作用是植物利用光能，將無機(jī)物制造成有機(jī)物，還有別的能量可以用于完成此過程嗎？提示：有些微生物可以通過氧化環(huán)境中的無機(jī)物獲得的能量來合成有機(jī)物，這種制造有機(jī)物的方式，稱為化能合成作用。2.舉例說明化能合成作用。提示：如硝化細(xì)菌：氨氣→亞硝酸→硝酸2NH3+3O2=2HNO2+2H2O2HNO2+O2=2HNO3【經(jīng)典回眸】硝化細(xì)菌之所以被歸人自養(yǎng)生物，根據(jù)是（）A.它能將氮合成為亞硝酸和硝酸B.它能利用化學(xué)能合成有機(jī)物C.它能以亞硝酸和硝酸作為自身的組成物質(zhì)D.它能用氧化物所釋放的化學(xué)能合成ATP，直接用于生命活動【解析】自養(yǎng)生物即能將無機(jī)環(huán)境中的無機(jī)物合成有機(jī)物的生物，完成該過程所利用的能量為光能或者無機(jī)化學(xué)能，由此判斷B正確?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練】如圖是鐵硫細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生的生化反應(yīng)，據(jù)此判斷其代謝類型是（）A.自養(yǎng)厭氧型 B.異養(yǎng)厭氧型 C.自養(yǎng)需氧型 D.異養(yǎng)需氧型“思”—課堂小結(jié)同學(xué)們，通過這節(jié)課學(xué)習(xí)，你有哪些收獲和體會，存在哪些疑問，請把它填在下面的表格中，以便及時總結(jié)、彌補(bǔ)知識缺漏，不吃夾生飯，不做欠賬人。收獲內(nèi)容疑點(diǎn)內(nèi)容“練”—當(dāng)堂檢測1.在光合作用過程中，釋放出氧和產(chǎn)生ATP都離不開（）A.葉綠體色素和CO2B.水和CO2C.葉綠體色素和光能D.水、CO2和光能2.下列有關(guān)光合作用的敘述，正確的是（）A.光合作用的全過程都需要光B.光合作用的全過程都需要酶的催化C.光合作用全過程完成后才有O２的釋放D.光合作用全過程完成后才有化學(xué)能產(chǎn)生3.下列哪一途徑屬于卡爾文循環(huán)?（）A.水光解產(chǎn)生O2的過程B.ATP分解產(chǎn)生能量的過程C.C02中的C轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中碳的途徑D.[H]轉(zhuǎn)變到有機(jī)物中的途徑4.光照下的正常生長的某綠色植物，其他條件不變，突然停止光照。短時間內(nèi)葉綠體中C3合成速率（橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為速率）為（）5.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及無氧B.具有NH3及氧C.具有硝酸及無氧D.具有硝酸及氧下圖是光合作用的示意圖，根據(jù)圖回答問題：（1）A和B表示光合作用的兩個階段，其中A是，B是。（2）①和②代表兩種物質(zhì)，其中①是，②是。（3）⑦是一種物