生物高中人教版必修1學案5.4.2光合作用的原理和應用Word版含解析

第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)能量之源——光與光合作用二光合作用的原理和應用學習目標1.說明光合作用以及對它的認識過程。2.說明光反應和暗反應過程及二者間的聯(lián)系。3.嘗試研究影響光合作用速率的環(huán)境因素。4.說出光合作用原理的應用。學習過程●導入新課情景劇導入。老李:王大哥,咱都種黃瓜,你家黃瓜和俺家黃瓜咋差別這么大呢?老王:(洋洋得意的)大兄弟,種啥也得講科學。老李:(焦急的)種個大棚還講啥科學啊?!你快說說你那科學!老王:呵呵,這沒什么奧妙!(胸有成竹的)要提高產(chǎn)量,除滿足黃瓜對水肥的要求外,那就是還要控制好大棚內(nèi)的溫度、光照和CO2濃度,要滿足黃瓜生長的最佳需求。老李:(滿臉疑惑的,扳著指頭數(shù))水肥、溫度、光照、CO2濃度,這與產(chǎn)量有多大關系啊?!老王:黃瓜產(chǎn)量大小的奧妙就在這其中啊,它的原理是什么,我給你說不清楚,建議你去專家課堂聽聽課——《光合作用的原理和應用》,聽完后你就明白了!●探究新知探究一、光合作用的探究歷程[合作探究1]閱讀教材P101~102“光合作用的探究歷程”文本以及“圖5-13”,思考并回答下列問題。(1)普利斯特利的實驗能得出什么結論?后來科學家重復他的實驗,發(fā)現(xiàn)有時候成功,有時候失敗,失敗的原因最可能是什么?英格豪斯得出的結論是什么?(2)薩克斯的實驗中,將綠葉先做黑暗處理的目的是什么?該實驗的最終現(xiàn)象是什么?其證明了什么?(3)魯賓和卡門利用同位素標記法進行的實驗——探究光合作用釋放的O2來自CO2還是水。實驗設計與操作如圖所示,請分析作答:①向甲組植物提供和;向乙組植物提供和。

②實驗結果:甲組植物釋放的O2A全部是,乙組植物釋放的O2B全部是。

③實驗結論:光合作用釋放的O2來自。

(4)卡爾文的小球藻實驗中,采用的實驗方法是什么?得出了什么結論?這一途徑叫什么?[自主總結1]光合作用的探究歷程(1)薩克斯實驗表明,植物在條件下進行光合作用,產(chǎn)物除外還有。

(2)魯賓和卡門的實驗可以證明光合作用釋放的O2來自。

(3)卡爾文的實驗可以證明CO2中的碳轉化成的碳。

探究二、光合作用的過程[合作探究2]閱讀教材P103~104“光合作用的過程”文本,查看“圖5-15光合作用過程的圖解”,思考并回答下列問題。(1)根據(jù)對光合作用探究歷程的簡要認識,請寫出光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件,并用化學反應式表示出來。(2)光合作用的過程包括一系列化學反應。人們?yōu)榱搜芯糠奖?根據(jù)是否需要,把光合作用全過程概括地分為反應和反應兩個階段。

(3)葉綠體光合色素吸收的光能,有兩方面的用途:一是將水分解成和,其中的釋放出去,而則被傳遞到葉綠體的中,參與階段的化學反應;二是在有關酶的催化下,促使ADP和Pi形成,從而將轉變?yōu)閮Υ嬖谥械幕瘜W能。

(4)光反應階段的化學反應是在葉綠體的上進行的,所需要的條件有。該過程中發(fā)生的物質與能量的變化:

物質變化能量變化(用文字與箭頭表示):。

(5)在暗反應階段,通過從外界吸收進來的CO2,首先與葉綠體內(nèi)的結合,很快形成兩個C3(三碳化合物)分子,這個過程叫;在有關的催化下,C3接受釋放的能量并被還原。其中一部分C3經(jīng)過一系列變化形成,另一部分C3則又重新形成C5,從而形成卡爾文循環(huán)。

(6)暗反應階段的化學反應發(fā)生在,所需要的條件有,該階段發(fā)生的物質和能量變化:

物質變化能量變化(用文字與箭頭表示):。

[自主總結2]光合作用過程中,光反應和暗反應的比較:光反應暗反應區(qū)別場所條件物質變化①水的光解:

②ATP的合成:

①CO2的固定:

②C3的還原:

能量變化光能

中的化學能中的化學能

中的化學能

聯(lián)系①光反應為暗反應的進行提供和;

②暗反應為光反應的進行提供合成ATP的原料和;

光反應和暗反應階段既有區(qū)別又有緊密聯(lián)系,是相互依存相互制約的整體探究三、光合作用原理的應用[合作探究3]閱讀教材P104~105“光合作用原理的應用”,回答下列問題。影響光合作用強度的外界因素是什么?探究四、化能合成作用[自主學習]閱讀教材P105化能合成作用相關內(nèi)容,完成以下填空。(1)概念利用體外環(huán)境中的某些氧化時所釋放的能量來制造,這種合成作用叫作化能合成作用。

(2)實例硝化細菌能利用氧化釋放的化學能將合成為糖類,供自身利用。

(3)自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物類型概念代表生物自養(yǎng)生物能將①合成為

②的生物

光能自養(yǎng)生物:③

化能自養(yǎng)生物:④

異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中⑤來維持自身生命活動的生物

人、動物、真菌、大多數(shù)細菌課時檢測1.光合作用光反應產(chǎn)生的物質有()A.C6H12O6、[H]、ATPB.[H]、CO2、ATPC.[H]、O2、ATPD.C6H12O6、CO2、H2O2.光合作用包括光反應和暗反應兩個階段,下列屬于暗反應所必需的物質是()A.H2O、CO2、ADPB.CO2、[H]、ATPC.H2O、CO2、ATPD.[H]、H2O、ADP3.(2010·臨沂高一檢測)對光合作用過程中物質轉變途徑的敘述,錯誤的是()A.碳原子:CO2C3(CH2O)B.氫原子:H2OATP(CH2O)C.氧原子:H2OO2D.氧原子:CO2C3(CH2O)4.光合作用過程中,光所起的作用是()①直接合成糖類②水的光解,產(chǎn)生[H]和氧氣③還原CO2,合成糖類④將能量轉給ATPA.①②B.②③C.①④ D.②④5.在晴天中午,密閉的玻璃溫室中栽培的玉米,即使溫度及水分條件適宜,光合速率仍然較低,其主要原因是()A.O2濃度過低 B.O2濃度過高C.CO2濃度過低 D.CO2濃度過高6.把一株綠色植物移到含C18O2的空氣中,18O在植物體最早出現(xiàn)在()A.C6H12O6 B.三碳化合物C.H2O D.丙酮酸7.下列關于光合作用的敘述,錯誤的是()A.光合作用產(chǎn)物中有O2B.光反應不需要酶C.光反應中有[H]和ATP產(chǎn)生D.光合作用產(chǎn)生的O2來自水的分解8.光合作用過程中能量的轉變過程是()A.光能→ADP中活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能B.光能→葉綠體中活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能C.光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能D.光能→穩(wěn)定的化學能→活躍的化學能9.下表為魯賓和卡門利用同位素標記法研究光合作用的實驗記錄,據(jù)表判斷甲、乙分別是()組號給植物提供結果(產(chǎn)生的氣體)備注ⅠH2O和C18O2甲其他條件相同ⅡH218O和乙A.甲、乙都為18O2 B.甲、乙都為O2C.甲為18O2、乙為O2 D.甲為O2、乙為18O210.在最適宜的光照、水分、肥料、溫度等條件下,為增加糧食產(chǎn)量應適當增加()A.空氣中的含氧量 B.空氣中的含氮量C.土壤中的含水量 D.空氣中的CO2含量11.如圖所示為光反應、暗反應聯(lián)系示意圖,據(jù)圖回答下列問題。(1)填出圖中字母所表示的物質:a,b,c,d。

(2)光反應為暗反應提供了和。

(3)光合作用中的能量轉變是:光能→→。

(4)如小麥在適宜條件下栽培,突然將d降至極低水平,則小麥葉片中的C3含量會突然減少,其原因是;若降低d的同時,又停止光照,則不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象,其原因是。

參考答案學習過程●探究新知[合作探究1](1)植物能更新空氣;是在晚上進行的實驗;植物在光下能更新空氣。(2)黑暗處理的目的是消耗掉葉中的淀粉等營養(yǎng)物質;葉遮光部分無顏色變化,而曝光部分呈現(xiàn)深藍色;該實驗能證明植物光合作用需要光照,更能證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉。(3)①含18O的CO2和不含18O的水含18O的水和不含18O的CO2②O218O2③水(4)同位素標記法;CO2中碳在光合作用中轉化成了有機物中的碳;卡爾文循環(huán)。[自主總結1](1)光照O2淀粉(2)水(3)有機物[合作探究2](1)光合作用的反應式(略)。(2)光能光暗(3)氧[H]O2[H]基質暗反應ATP光能ATP(4)類囊體(的薄膜)光照、酶等2H2O→4[H]+O2ADP+Pi+能量(光能)ATP光能→ATP與[H]中活躍的化學能(5)氣孔C5CO2的固定酶ATP[H]糖類(6)葉綠體的基質中ATP、[H]、酶CO2+C52C32C3+[H](CH2O)+C5ATP中活躍的化學能→有機物中儲存的化學能[自主總結2]光反應暗反應區(qū)別場所類囊體薄膜葉綠體基質條件光、酶、光合色素酶、ATP、[H]物質變化①水的光解:2H2O→[H]+O2②ATP的合成:ADP+Pi+能量(光能)ATP①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的還原:2C3+[H](CH2O)+C5能量變化光能ATP、[H]中的化學能ATP中化學能葡萄糖中化學能聯(lián)系①光反應為暗反應的進行提供ATP和[H];②暗反應為光反應的進行提供合成ATP的原料ADP和Pi;光反應和暗反應階段既有區(qū)別又有緊密聯(lián)系,是相互依存相互制約的整體[合作探究3]光照強弱、CO2濃度、溫度是影響光合作用強度的三大環(huán)境因素。此外,礦質元素、含水量、