光合作用的原理和應用的教學設計

1、光合作用的原理和應用的教學設計【考綱要求】(1)光合作用的基本過程(R)(2)影響光合作用速率的環(huán)境因素(n)【三維目標】知識與能力：(D構建光合作用過程圖解，掌握光合作用的基本過程；(2)通過分析光照和CO詠度變化對光合作用過程中各物質合成量的影響，理解光合作用過程中光反應和暗反應的聯(lián)系。過程與方法：(1)通過學生構建光合作用過程圖解，幫助學生理解光合作用的基本過程，并加深理解光合作用中光反應和暗反應的聯(lián)系，理順光合作用過程知識點之間的關系，培養(yǎng)學生觀察聯(lián)想、歸納綜合、靈活分析和應用知識的能力。(2)通過師生互動教學，培養(yǎng)學生自主分析和主動探索的技能、技巧。情感態(tài)度價值觀目標：通過對光合作用

2、原理的認識，緊密聯(lián)系生產和生活中現(xiàn)象，滲透S-T-S教育?！窘虒W重點】(1)光合作用的過程及光反應、暗反應的相互關系。(2)影響光合作用強度的環(huán)境因素?！窘虒W難點】(1)光反應和暗反應的場所與條件、物質與能量轉換的關系。(2)影響光合作用強度的環(huán)境因素。【教學過程設計】基礎要點回扣(學生預習并完成下列提綱)1葉綠體結構葉綠體呈扁平的橢球形，主要由、四部分組成，光和色素主要分布在,酶主要分布在。2光合作用過程(1)光反應階段：部位：條件：光、色素、酶；過程：水的光解：2HA4+(為暗反應供H)ATP的形成：ADP+Pi璀量一ATPS暗反應供能)能量變化：能一fg(2)暗反應階段：部位：條件：多種

3、過程：CO的:CQ+V2C3的:2G一+(H做還原劑，消耗)精選能量變化：ATP中活躍的化學能一jg3影響光合作用的因素(1)光合速率或光合速度：是衡量光合作用強弱的指標。具的大小可用單位時問、單位葉面積所吸收的量或釋放的量表示，亦可用單位時間、單位葉面積所積累的干物質量表示。(2)內部因素：植物種類，葉齡，同種植物不同部位葉片外部因素:1外膜內膜基質基粒類囊體薄膜上類囊體薄膜和葉綠體基質2(1)類囊體薄膜HO2光能活躍化學能(2)葉綠體基質酶固定C5C3還原CH2OC5ATP穩(wěn)定化學能3CO2O2溫度、光、CO濃度、必需礦質元素，水高頻考點突破1光合作用的過程根據是否需要光能，可將其分為光反

4、應和暗反應兩個階段光反質I分手殳暗反應階下殳總反應式：6CO2+12HCM式V6H乂計6地實質：把無機物轉變成有機物，把光能轉變成有機物中的化學能光合作用中光反應和暗反應的比較比較項目光反應暗反應反應場所葉綠體基粒葉綠體基質反應條件光、色素、酶酶，/、需光物質變化HO>H+QATAPi>ATPCO+NADPHATP>(CHO)+AD丹Pi+NADAHO能量變化光能>電能活躍化學能>穩(wěn)定化學精選電能活躍化學能臺匕目匕聯(lián)系光反應為暗反應提供ATP和H,暗反應為光反應提供合成ATP的原料ADPffiPi【典型例題】例1.(2011年浙江卷)下列有關葉綠體及光合作用的敘述

5、，正確的是A.破壞葉綠體外膜后，02不能產生B.植物生長過程中，葉綠體內各種色素的比例保持不變C.與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短D.離體的葉綠體基質中添加ATRNADPH口CO后，可完成暗反應答案：選D。解析：光合作用過程中，氧氣是葉綠體的類囊體上產生的，故破壞葉綠體的外膜內，氧氣仍可繼續(xù)產生，A錯誤；植物生長過程中，葉綠體內各種色素的比例是會發(fā)生變化的，B錯誤；植物在冬季光合速率低的主要原因是濕度低，C錯誤；適宜條件下，只要保證光合作用所需的原料和酶，也可完成碳反應，D正確。例2(10海南卷)光反應為暗反應提供的物質是A.H和H20B.H和ATPC.ATPffiC0

6、2D.H20?口C02答案：B。解析：本試題考查光反應的相關知識，光反應和暗反應的聯(lián)系。2影響光合作用的因素及在農業(yè)上的應用(1)光對光合作用的影響光的波長：葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。光照強度：植物的光合作用強度在一定范圍內隨著光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加光照時間：光照時間長，光合作用時間長，有利于植物的生長發(fā)育(2)溫度溫度低，光和速率低。隨著溫度升高，光合速率加快,溫度過高時會影響酶的活性，光和速率降低。生產上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，晝夜溫差有利于有機物積累(3)CO濃度生濃度在一定范圍內

7、，植物光合作用強度隨著CO濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。生產上使田間通風良好，供應充足的CO(4)水分當植物葉片缺水時，氣孔會關閉，減少水分的散失，同時影響CO進入葉內，暗反應受阻，光合作用下降。生產上應適時灌溉，保證植物生長所需要的水分。(5)礦質元素N、P:ATP的成分K:糖類的合成和運輸Mg：葉綠素的成分(6)影響光合作用的某個條件在短時間內對葉綠體中某些化合物含量的影響變化光昭八、二氧化碳含量較強一弱(黑暗)弱一較強較高一低低fk局ATP、H減少增加增加減少C3增加減少減少增加C5減少增加增加減少(CH2O)減少增加減少增加【典型例題】例3番茄幼苗在缺鎂的培

8、養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是(B)A.光反應強度升高，暗反應強度降低B.光反應強度降低，暗反應強度降低升高C.反應強度不變，暗反應強度降低降低D.反應強度降低，暗反應強度降低不變【解析】考查光合作用。Mg是葉綠素的成分，而葉綠素存在葉綠體的類囊體薄膜上，光反應也在類囊體薄膜上進行，因此在缺Mg的培養(yǎng)液中培養(yǎng)光反應受影響，暗反應需要先反應為其提供還原劑和能源物質，因此光反應強度降低，暗反應強度也降低。例4:下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答：I1cW7K9toILfx13IS15IB(1)為什么710時的光合作用強度不斷增強

9、？(710時的光照不斷增強,精選所以光合作用強度不斷增強。）（2）為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？（12時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關閉，二氧化碳供應減少，所以光合作用強度明顯減弱。）（3）為什么1417時的光合作用強度不斷下降？（1417時的光照不斷減弱,所以光合作用強度不斷減弱。）3.光合作用和呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系光合作用呼吸作用區(qū)細胞類型綠色植物細胞植物細胞和動物細胞別與光關系只在光口算下發(fā)生有光無光部發(fā)生場所葉綠體線粒體和細胞質基質物質轉發(fā)合成有機物分解有機物能量轉換儲能過程主要為放能過程聯(lián)光合放氧為呼吸使用；呼吸釋放CO2被光合同化；呼吸作用分解的有機物正是光合作用所

10、制造的系中間產物（三碳化合物）可交替使用；共用ATP一般以光合速率和呼吸速率（即單位時間單位葉面積吸收和放出CO的量或放出和吸收O的量）來表示植物光合作用和呼吸作用的強度，并以此間接表示植物合成和分解有機物的量的多少。（1）在黑暗條件下植物不進行光合作用，只進行呼吸作用，因此此時測得的氧氣吸收量（即空氣中Q的減少量）或二氧化碳釋放量（即空氣中的CO增加量）直接反映呼吸速率。（2）在光照條件下，植物同時進行光合作用和呼吸作用，此時測得的空氣中氧氣的增加量（或二氧化碳減少量）比植物實際光合作用所產生的Q量（或消耗的CO量要）少，因為植物在光合作用的同時也在通過呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。因此此

11、時測得的值并不能反映植物的實際光合速率，而反映出表觀光合速率或稱凈光合速率。光合作用實際產氧量=實測的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量光合作用實際二氧化碳消耗量=實測的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳釋放量光合作用葡萄糖凈生產量=光合作用實際葡萄糖生產量一呼吸作用葡萄糖消耗量精選總光合作用=凈光合作用+呼吸作用；（光合作用）制造的有機物=合成的有機物=積累的有機物干物質量+消耗的有機物（呼吸作用）；葉綠體固定的CO2光合作用所需要的CO2以外界吸收的CO2丹吸釋放的CO2【典型例題】例5（10天津卷）在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基質類囊體薄膜線粒體基質線粒體內膜A.B.C.D.答

12、案A。思路分析：綠葉通過氣孔從外界吸收進來的二氧化碳，必須首先與植物體內的C5（一種五碳化合物）結合，形成C3（一種三碳化合物），這個過程稱為CO2的固定，CO2的固定屬于光合作用暗反應，暗反應階段發(fā)生在葉綠體基質中。有氧呼吸過程分三個階段，第二階段：丙酮酸進入線粒體的基質中，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；所以在葉肉細胞中，CO2的產生場所是線粒體基質。例6如圖為原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后，根據其吸收CO2量制成的曲線。下列敘述正確的是（）A,曲線AB段表示綠色植物沒有進行光合作用J|B,曲線BC段表示綠色植物僅進行光合作用«C.在B點顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相

13、等，o/D.整段曲線表明，隨光照強度的遞增，光合作用增強，呼2H觸吸作用減弱：a2-9隨堂檢測1下列關于葉綠體的描述，錯誤的是A,基粒由類囊體堆疊而成B.葉綠體被膜由雙層膜組成C.暗反應發(fā)生在類囊體膜上D.類囊體膜上具有葉綠素和酶2.下列關于光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是A.光合作用和呼吸作用總是同時進行B.光合作用形成的糖類能在呼吸作用中被利用C.光合作用產生的ATP主要用于呼吸作用D.光合作用與呼吸作用分別在葉肉細胞和根細胞中進行3 .溫室栽培可不受季節(jié)、地域限制，為植物提供最適宜的條件，利于提高作物的品質和產量。在封閉的溫室內栽培農作物，以下哪種措施不能提高作物的產量（）A.增加室內

14、二氧化碳的濃度B.增大室內晝夜溫差C.增加光照強度D.采用綠色玻璃蓋頂4 .圖2-7為光照強度與光合作用固定CO2的量（光合量）之間的關系，對這一曲線的敘述，錯誤的是（）A.在A點時，光合量與呼吸量相等B.在過B點后，再提高光照強度，光合量不再提高精選C.在B點時，總的光合量為D.在A點時，總的光合量為0光照強度2.7mg/mh圖2-75.右上圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率（時間單位、單位葉面積吸收C°2的量）的變化曲線，下列敘述錯誤的是A.在9:3011:00之間，花生凈光合率下降的原因是暗反應過程減緩B.在11:00-12:30之間，花生的單位葉面積有機物積累量比玉米得

15、多C.在17:00時，玉米和花生的單位葉面積釋放02速率相同D.在18:30時，玉米即能進行光反應，也能進行暗反應答案：B6在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在C02濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉移到C02濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖?；卮饐栴}：圖中物質A是（C3化合物、C5化合物）在C02濃度為1%的環(huán)境中，物質B的濃度比A的低，原因是;將C02濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質B濃度升高的原因是o若使該植物繼續(xù)處于C02濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時，物質A的濃度將比B的（低、高）。C02濃度為0.0

16、03%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比C02濃度為1%時的（高、低），其原因。7回答下列I、II小題：I.試管苗的光合作用能力較弱，需要逐步適應外界環(huán)境才能往大田移栽。研究人員進行了改變植物組織培養(yǎng)條件縮短試管苗適應過程”的實驗，實驗在適宜溫度下進行，圖甲和圖乙表示其中的兩個實驗結果。精選請回答：(1)圖甲的實驗是在大氣CO2濃度下進行的。據圖分析，試管苗在不加蔗糖的培養(yǎng)中和更高。(2)圖乙是試管苗在密閉、無糖培養(yǎng)基條件下測得的24h內CO2濃度變化曲線。圖中bc段CO2濃度升高緩慢是因為,c-d段CO2濃度急劇下降是因為試管苗。若d點時打開培養(yǎng)瓶塞，試管苗的光合速率。(3)根據上述實驗結果推知，采用無糖培養(yǎng)基、和可縮短試管苗的適應過程。隨堂檢測答案