能量之源--光与光和作用.doc

能量之源-光与光合作用【学习目标】 识记：叶绿体的结构与功能；色素的种类和作用；光合作用原理的应用；化能合成作用。 理解：光合作用的发现史及光合作用的过程 探究：影响光合作用的因素 比较：光合作用与呼吸作用的区别及联系【学习过程】一、基础知识自查要求：（1）先认真精读课本，回忆所学内容（2）完成下面的基础知识填空和知识小综合。1默写光合作用的概念和总反应式2光合作用的发现史1）探究过程： 实施者 实验过程、现象 （简单概括）实验结论1771英JPriestley 植物可以更新空气1779荷兰JIngen.housz1845德RMayer1864德J.von. Sachs1880 美GEngelmann水绵 极细光束-好氧菌只分布在光束照射部位 黑暗无空气好氧菌 完全曝光-好氧菌分布在所有照光部位1939美S.Ruben M.Kamen20世纪40年代美 M.Calvin2）探究方法：萨克斯的实验，他是如何排除无关变量对实验结果的干扰？恩格尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处？“为了弄清楚光合作用中产生的氧到底示来自于水还是来自于二氧化碳”，鲁宾和卡门用 方法进行探究。3实验：绿叶中色素的提取和分离1）绿叶中的色素及功能：色素种类色素颜色吸收光谱纸层析图谱2）实验原理：绿叶中的色素能够溶解在 中，所以用其可提取色素。色素在层析液中 不同， 的色素分子在滤纸条扩散得 ， 的色素分子在滤纸条扩散得 ，故可用层析液将色素分离。层析液的化学成分是： 。二氧化硅和碳酸钙的作用分别是： 。3）实验流程：提取色素：称重 研磨 过滤 收集滤液 （加入少量的 和 ） 制滤纸条： 将 处理的滤纸剪成长6cm宽1cm的纸条，剪去一端 ； 在距离剪角的一端 处用铅笔画一条细的直线。画滤液线： 用 吸取少量滤液沿铅笔划线处均匀的画一条直的滤液细线 干燥后，重复 色素分离： 倒入烧杯3ml 将滤纸 朝下略微靠烧杯内壁，轻轻插入层析液 用 盖上烧杯观察结果：滤纸上出现 条宽度、颜色不同的色素带4）注意问题：4光反应与暗反应的区别与联系项 目光反应暗反应场 所速 度条 件物质变化能量变化实 质联 系二、整合提高：（一）光合作用的结构基础叶绿体1请画出叶绿体的结构模式图，并理解“结构决定功能”这一基本的学科思想。2联系生活实际，想一想。秋天叶片呈现黄色的原因？秋天红叶形成的原因？叶片的颜色受环境条件影响较大，在各种不良环境条件下，叶片总是趋向变黄，那么影响叶绿素合成的因素有哪些？例1在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ ）未加石英砂、研磨不充分 一次加入大量的无水酒精提取分次加入少量无水酒精提取 使用放置数天的菠菜叶 A B C D例2下列关于叶绿素合成和功能的叙述，错误的是（ ）A光是叶绿素合成的必要条件 B低温抑制叶绿素的合成C矿质元素影响叶绿素的合成 D提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2，可进行光合作用（二）光合作用的过程1用文字和图解形式描述光合作用过程：2光照、二氧化碳浓度对光合作用中间产物的影响。例3在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变条件后，即可发现叶内细胞中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CO2浓度 C升高CO2浓度 D降低CO2浓度小结： CO2浓度不变 光照强度不变 光照增强 光照减弱 CO2浓度升高 CO2浓度降低C3C5ATP（三）光合作用与呼吸作用、光合作用与化能合成作用的比较表格一 光合作用 呼吸作用（以有氧呼吸为例） 进行的细胞 反应场所 反应条件 物质转变 能量转变 实 质 影响因素 联 系表格二 化能合成作用 光合作用不同点动力来源代表生物相关反应式相同点代谢类型物质变化代表生物在生态中的地位（四）影响光合作用的因素1一般用什么具体的指标来表示光合速率或光合强度比较恰当？ 2影响光合速率（或光合强度）的因素及分析（1）内部因素对光合速率的影响（2）分析单因子外界因素对光合速率（或强度）的影响，并用坐标曲线图的形式来概括。光照强度对光合速率的影响 CO2浓度对光合速率的影响温度对光合速率的影响 水、矿质元素对光合速率的影响 例4下图曲线表示农田中：昼夜温度变化；光照强度；植物吸收CO2的变化，请判断下列说法中不正确的是A在曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等Ba点的形成是由夜间的低温造成的C在从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成终止D增大曲线与时间轴所围成的正面积措施，包括提高光照强度、CO2浓度和充足的水分供应 例5某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析不正确的有（ ）A叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的例6影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO2含量、温度等，其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等，请据下图分析：2515氧气释放速度（毫克/小时）0 2 4 6 8 106002040-20光照强度（千勒克斯）x光合作用强度cbda（1）如果x代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响 阶段，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的 。（2）如果x代表温度，温度主要通过影响 来影响光合作用强度。（3）如果x代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响 的产生，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的 。（4）如果在阴雨天气，温室内光照强度小于5千勒克斯，采取什么措施可以有助于提高光合产量： 。 请利用右上图阐明其原因： 。 例7荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化间下表。叶片发育情况来源:中*教*网z*z*s*tep叶面积（最大面积的%）总叶绿素含量气孔相对开放度净光合速率A新叶展开前19-2.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8注：“_”表示未测数据.（1）B的净光合速率较低，推测原因可能是：叶绿素含量低，导致光能吸收不足；_ ，导致_ 。（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_；D的叶肉细胞中，ATP含量将_。（3）与A相比，D合成生长素的能力_；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_。（4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是_ 的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是_ 。（五）光合作用与呼吸作用的相关计算1相关概念和公式概念： 一般测定光合速率的方法都没有把细胞的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。如果我们同时测定其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率（实际光合速率）。公式： 真正光合速率（实际光合速率或总光合速率）= 净光合速率（表观光合速率）+呼吸速率例8以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是：A光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30相等 B光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等例9有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量和呼吸作用中CO2的释放量，如图A曲线表示：分别在15和30条件下，测定叶绿体在不同光照和不同温度条件下每小时CO2的吸收量；如图B曲线表示：在不同温度条件下测得的线粒体呼吸作用每小时CO2的释放量。请仔细分析后回答下列问题：(1)在温度为30，光照为8000勒克斯的条件下，离体叶绿体的光合作用强度（用CO2吸收量表示）为_gh/10g；在温度为15，光照为8000勒克斯时，离体叶绿体的光合作用强度（用CO2吸收量表示）为_g/h/10g。在光照强度相同，温度不同的的条件下，光合作用强度不同，是因为受光合作用的_过程的限制。(2)离体线粒体在温度为 15和30时的呼吸作用强度（用CO2释放量表示）分别为_gh/10g和_gh/10g。(3)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在30条件下的叶肉细胞内既不吸收CO2也不释放CO2的光照强度为_勒克斯，此时光合作用正好补偿呼吸作用的消耗，呼吸作用所释放出的CO2正好用于_。(4)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30，光照强度为8000勒克斯时，光照10h，然后转入无光条件下，温度也为30时，10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖_g。如果黑暗条件下的温度平均为15，则10克叶肉组织积累葡萄糖_g。【跟踪反馈】一、 选择题（将正确答案填入答题栏相应题目的标号下） 1下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图判断下列有关说法中不正确的是 A光合作用的光反应在图中A处进行，必须在有光条件下进行 B光合作用过程中释放的O2来自于H2O C光合作用的暗反应在图中B处进行，必须在无光条件下进行 D光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲物质2以下关于光合作用的认识过程说法错误的是 A鲁宾和卡门用同位素标记法发现光合作用产生的氧气来源于水而不是二氧化碳。 B恩吉尔曼用丝状绿藻做实验证明了植物需要阳光才能制造出氧气 C普利斯特利发现植物可以更新蜡烛燃烧或动物呼吸而变得浑浊的空气 D萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，确定叶片在光下能产生淀粉3番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是 A.光反应强度升高，暗反应强度降低 B.光反应强度降低，暗反应强度降低C.光反应强度不变，暗反应强度降低 D.光反应强度降低，暗反应强度不变4右图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合作用过程中C3、C5化合物的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3含量的变化、C5含量的变化分别相当于曲线中的 Acd段（X），bc段（Y） Bde段（X），de段（Y） Cde段（Y），cd段（X） Dbc段（Y），bc段（X）5 下列有关碗豆的叙述，正确的是 A.萌发初期，种子的有机物总重量增加 B.及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害C.进人夜间，叶肉细胞内ATP 合成停止 D.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多6关于下列两个实验的描述，不正确的是 A甲实验的实验目的是探究CO2浓度对光合作用的影响 B甲实验中植物白天光照时同时进行光反应和暗反应，但在夜间无光时只能进行暗反应 C乙实验中将反应小室旋转180o进行B所示步骤，可推测酵母菌液中含有过氧化氢酶 D乙实验中增加浸有新鲜酵母菌液的滤纸片，量筒中气体产生的速度加快7在以下四图中，图1、图2为不同材料叶绿体中色素的层析结果（示意图），图3、图4为不同条件下水稻光合作用强度的变化曲线，其中正确的是 8下图为光合强度相同，水和小球藻的初始质量均相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，水和小球藻的物质质量大小关系的比较正确的是 A B = C D = 9下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是 A适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要 B只要提供,线粒体就能为叶绿体提供和ATP C无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP D叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应10下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是 A无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 B的固定过程发生在叶绿体中，分解的生成过程发生在线粒体中 C光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP D夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量11下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是A破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应12某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是（多选） A适当的遮光处理，可提高其干重B叶绿素含量与净光合速率呈正相关C叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标D遮光90%时，铁线莲不进行光合作用选择题填写处：题号123456789101112答案二、非选择题13.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：图中物质A是 _（C3化合物、C5化合物）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_ _ _ 。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的浓度将比B的_（低、高）。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_ _。14金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示（图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示）。据图回答下列问题：（1）该研究探讨了 对金鱼藻 的影响，其中，因变量是 。来源:学.科.网（2）该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 mol。来源:来源:Z。xx。k.Com（3）该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是 。15某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度（即气孔开放程度）与光合速率的变化如图所示。请回答：（1）停止供水后，光合速率下降。这是由于水是 的原料，又是光合产物在植物体内 的主要介质。（2）在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是 点，其主要原因是 。（3）停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是 。此时类囊体结构破坏，提供给暗反应的 减少。16.科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：（1）提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入 ，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的 。（2）该突变体和野生型水稻释放速率与光照强度的关系如右图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率 。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定的形成 的速率更快，对光反应产生的 消耗也更快，进而提高了光合放氧气速率。17.下图示与光合作用、细胞呼吸等相关的细胞代谢问题，请回答：(1)图甲中所示的物质中，相当于细胞有氧呼吸的终产物和反应物的依次是 (填写标号)，图甲中的A阶段的场