高中生物 第1部分 第5章 第4节 第2课时 光合作用的原理和应用配套课件 新人教版必修1.ppt

第5章 第4节第2课时 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 考向一 考向二 知识点一 知识点二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点三 4 暗反应的场所是叶绿体基质 产物是糖类等物质 5 光合作用中的物质转变为 1 14co2 14c3 14ch2o 2 h218o 18o2 6 光合作用的能量转变为 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 自读教材 夯基础 1 光合作用的概念 判断正误 1 所有生物进行光合作用的场所都是叶绿体 2 绿色植物光合作用的反应物是co2和h2o 而产物则主要为有机物 3 绿色植物进行光合作用的能量来源于光能 2 光合作用的探究历程 填表 更新空气 光照 化学能 暗处理 好氧细菌 淀粉 叶绿体 叶绿体 h2o 卡尔文循环 1 从对照实验的角度分析 普利斯特利的实验设计是否严谨 若不严谨 应怎样补充完善实验 提示 不严谨 没有设置空白对照实验 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内 作为空白对照 2 结合教材p102图5 13萨克斯实验 思考 1 萨克斯实验设计的关键是什么 提示 实验的关键是饥饿处理 以使叶片中的营养物质消耗掉 增强实验的说服力 2 此实验除了能证明光合作用的产物有淀粉外 还能说明什么问题 提示 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明了光是光合作用的必要条件 跟随名师 解疑难 2 实验分析 缺少空白对照 实验结果说服力不强 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内 作为空白对照 没有认识到光在植物更新空气中的作用 而将空气的更新归因于植物的生长 由于当时科学发展水平的限制 没有明确植物更新气体的成分 2 实验分析 设置了自身对照 自变量为光照 因变量是叶片颜色变化 实验的关键是饥饿处理 以使叶片中的营养物质消耗掉 增强了实验的说服力 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明了光是光合作用的必要条件 3 鲁宾和卡门的实验 1 实验过程及结论 h218o co2 植物 18o2h2o c18o2 植物 o2光合作用释放的o2全部来自于水 2 实验分析 设置了对照实验 自变量是标记物质 h218o和c18o2 因变量是o2的放射性 自读教材 夯基础 2 过程分析 填空 场所 条件 需光 类囊体薄膜 叶绿体基质 不需要光 h2o h o2adp pi atp 活跃化学能 活跃化学能 物质转变 能量转变 光能 稳定化学能 1 试利用同位素示踪法 分析光合作用过程中各元素的转移途径 1 用放射性同位素分别标记h2o中的h和o 则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性 提示 o可在释放的氧气中检测到 h可在产生的糖类中检测到 2 若标记co2中的14c呢 提示 14co2 c5 2c3 只有一个14c c5 14ch2o 3 试总结光合作用各元素的去向 2 结合光反应和暗反应过程 分析 若突然停止光照或停止co2供应 叶绿体中c3和c5相对含量发生怎样的变化 提示 停止光照 c3含量相对增加 c5含量相对减少 停止co2供应 c3含量相对减少 c5含量相对增加 跟随名师 解疑难 光照和co2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响当外界条件改变时 光合作用中c3 c5 h atp含量的变化可以采用如图分析 特别提醒 以上各物质的变化是相对含量的变化 不是合成速率 且是在条件改变后的短时间内发生的 在以上各物质的含量变化中 c3和c5含量的变化是相反的 即c3增加 则c5减少 h 和atp的含量变化是一致的 都增加 或都减少 自读教材 夯基础 1 光合作用强度 填空 1 概念 单位时间内制造的数量 2 表示方法 一定时间内的消耗或的生成数量 3 影响因素 co2 光照 温度 水分等 糖 产物 原料 2 探究光照强度对光合作用的影响 填空 取材 取 用直径为1cm的打孔器打出排气 将小圆形叶片置于注射器内 并让注射器吸入清水 待排出注射器内残留的空气后 用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞 使 生长旺盛的绿叶 小圆形叶片30片 小圆 形叶片内气体逸出 沉水 将小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用 叶片因细胞间隙 所以全都沉到水底分组 取3只小烧杯 分别倒入20ml富含二氧化碳的清水光照 分别向3只小烧杯中放入10片小圆形叶片 然后分别对这3个实验装置进行三种光照观察并记录 同一时间段内各装置中的数量 充满了水 强 中 弱 小圆形叶片浮起 3 化能合成作用 填空 1 概念 利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来 2 实例 硝化细菌能利用氧化释放的化学能将合成为糖类 供自身利用 无机物 制造有机物 nh3 co2和h2o 1 在实验中 叶片下降的原因是什么 光照后叶片为什么上升 提示 抽出气体后 细胞间隙充满水 叶片下降 光照后 叶片进行光合作用 细胞间隙又充满气体 叶片上升 2 根据在不同光照强度下 单位时间内叶片上浮的数量 描述光照强度与光合作用强度的关系 并尝试用曲线表示 横坐标为光照强度 纵坐标为光合作用强度 提示 3 从物质合成和能量转换角度 比较光合作用与化能合成作用的异同 提示 相同点 合成有机物 储存能量 不同点 合成有机物时利用的能量不同 跟随名师 解疑难 1 光照强度对光合作用的影响 1 点 a点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放的co2量表示呼吸速率 b点细胞呼吸释放的co2量和光合作用吸收的co2量相等 此时的光照强度称为光补偿点 c点时已经达到了光饱和点 光照强度增加 光合作用强度不再增加 2 线 ab段同时进行光合作用和呼吸作用 而且光合作用的强度小于呼吸作用的强度 bc段同时进行光合作用和呼吸作用而且光合作用的强度大于呼吸作用的强度 3 应用 阴雨天适当补充光照 及时对大棚除霜消雾 2 co2浓度对光合作用的影响 1 co2浓度与光合作用强度的关系曲线 如右图 曲线表示在一定范围内 光合作用速率随co2浓度的增加而增大 但当co2浓度增加到一定范围后 光合作用速率不再增加 a点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的co2浓度 即co2补偿点 b点表示co2饱和点 限制b点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素 2 应用 在农业生产中通过 正其行 通其风 增施农家肥等 例1 2011 新课标全国卷 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 的环境中 其叶片暗反应中c3和c5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图 回答问题 1 图中物质a是 c3化合物 c5化合物 2 在co2浓度为1 的环境中 物质b的浓度比a的低 原因是 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 物质b浓度升高的原因是 3 浓度为0 003 的环境中 暗反应中c3和c5化合物浓度达到稳定时 物质a的浓度将比b的 低 高 4 co2浓度为0 003 时 该植物光合速率最大时所需要的光照强度比co2浓度为1 时的 高 低 其原因是 思路点拨 c3化合物分子数比c5化合物分子数多 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 影响了co2的固定 c5的消耗减少而合成速率不变 因此c5化合物浓度升高 3 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 暗反应中c3和c5化合物浓度达到稳定时 物质a的浓度要比b的浓度高 4 由于0 003 co2浓度下的暗反应强度比1 co2浓度下的低 所以所需atp和 h 少 因此所需的光照强度比较低 答案 1 c3化合物 2 暗反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5化合物的含量稳定 根据暗反应的特点 此时c3化合物的分子数是c5化合物的2倍当co2浓度突然降低时 c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5化合物积累 3 高 4 低co2浓度低时 暗反应的强度低 所需atp和 h 少 1 在正常条件下进行光合作用的某植物 当突然改变某条件后 即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升 则改变的条件是 a 停止光照b 停止光照并降低二氧化碳浓度c 升高二氧化碳浓度d 降低二氧化碳浓度 解析 二氧化碳是暗反应进行的条件之一 如果二氧化碳减少 自然就不能顺利地形成c3 已有的c3仍会通过c3的还原途径而生成c5 这样c3减少 c5形成后却不能进一步转变 于是就积累起来 答案 d 例2 2011 福建高考 下图是夏季晴朗的白天 玉米和花生净光合速率 单位时间 单位叶面积吸收co2的量 的变化曲线 下列叙述错误的是 a 在9 30 11 00之间 花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓b 在11 00 12 30之间 花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多c 在17 00时 玉米和花生的单位叶面积释放o2速率相同d 在18 30时 玉米既能进行光反应 也能进行暗反应 思路点拨 精讲精析 结合题干信息分析题图 9 30 11 00之间 花生净光合速率下降的原因是夏季晴朗的白天在该段时间内温度过高 蒸腾作用过强 导致花生叶片的气孔关闭 使花生吸收的co2量减少 由此引起暗反应速率下降 故a正确 比较11 00 12 30之间花生与玉米单位面积有机物积累量可以看出 花生的单位叶面积有机物积累量比玉米少 故b错误 从题图中可以直接看出在17 00时 玉米和花生单位叶面积净光合速率相同 因此二者释放o2的速率相同 故c正确 从题图中可知18 30时玉米的净光合速率为零 此时 光合作用速率与呼吸作用速率相等 故d正确 答案 b 1 明标 即关注横坐标和纵坐标所表示的含义 2 找点 即找出曲线中的起点 止点 顶点 交点和转折点等关键点 3 理解曲线含义 即找出曲线形状及上升 下降或波动等变化趋势 并找出其变化的原因 4 在受多种因素影响时 找出曲线的限制因素 方法是对纵坐标或横坐标作垂线 或者只看某一条曲线的变化 从而将多因素转变为单一因素 进而确定限制因素 a 光照强度为a时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是co2浓度不同b 光照强度为b时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是温度不同c 光照强度为a b时 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高d 光照强度为a c 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高 解析 从图中可以看出 光照强度为a c 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高 而曲线 光合作用强度并没有随光照强度升高而升高 在a点时曲线 和 的外界条件只有一个不同 那就是co2浓度 在光照强度为a b时 图中曲线 的趋势是上升的 答案 d 1 探究光合作用中物质变化过程 2 探究影响光合作用的因素 3 光合速率的测定 典例剖析 下图甲为测定光合作用速率的装置 在密封的试管内放一新鲜叶片和co2缓冲液 试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得 在不同强度的光照条件下 测得的气体体积如图乙所示 1 标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置 实验时 试管内变化的气体是 2 若此时图甲植物光照强度为15千勒克司 则1小时光合作用产生的气体量为 毫升 若此时植物叶片的呼吸熵 co2 o2 为0 8 呼吸时产生的co2和消耗的o2的比值 那么植物光合作用除自身呼吸提供的co2外 植物还需从外界吸收co2 毫升 3 为了防止无关因子对实验结果的干扰 本实验还应设置对照实验 对照组实验装置与实验组实验装置的区别是 如果对照组在相同光照条件下 毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5毫升 其原因是 4 如果将试管中的co2缓冲液改为无菌水 则实验测得的数据指标是 值 解析 本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究 明确 红色液滴移动 的实质是正确解题的关键 由于图甲中存在co2缓冲液 所以在不同光照强度下 液滴位置改变的本质是o2的消耗和释放 光合作用产生o2的气体量应包括积累量和叶片消耗量 150 50 200 同时 净产生的o2量等于净消耗的co2量 200 0 8 50 160 设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片 除叶片本身会影响实验外 环境因素也可能影响实验结果 若改缓冲液为无菌水 因无co2不能进行光合作用