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2019-2020年高三生物 專題二 光合作用教案 一、教學(xué)內(nèi)容及考綱要求 知識(shí)內(nèi)容 要求 光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程 色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理 綠葉中色素的種類和作用 光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程 光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系 光合作用的原理和應(yīng)用 C 二、重要的結(jié)論性語句： 1.葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理 綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素； 綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度不同，因而可用紙層析法分離色素 2.葉綠體中色素的種類與作用 葉綠體中的色素 顏色 主要吸收光譜 色素帶位置（自上而下） 葉綠素 葉綠素a 藍(lán)綠色 紅光、藍(lán)紫光 3 葉綠素b 黃綠色 4 類胡蘿卜素 胡蘿卜素 橙黃色 藍(lán)紫光 1 葉黃素 黃色 2 3.葉綠體的結(jié)構(gòu) 葉綠體外有雙層生物膜，內(nèi)有基粒和基質(zhì)，基粒是光反應(yīng)的場(chǎng)所，由類囊體構(gòu)成，類囊體上分布有色素和光反應(yīng)所需的酶，基質(zhì)是暗反應(yīng)的場(chǎng)所，分布有暗反應(yīng)所需的多種酶 4. 光合作用的原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是糖類和氧氣，場(chǎng)所是葉綠體，條件是要有光，還需要多種酶等；光合作用總反應(yīng)式 CO2 + H2O (CH2O) + O2 5. 光合作用釋放的氧氣來自水； 二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑：CO2→C3→(CH2O) 三、重、難點(diǎn)知識(shí)歸類、整理 1、光合作用的研究過程 科學(xué)家 實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 普里 斯特利 ①綠色植物+點(diǎn)燃的蠟燭 碘 ②綠色植物+小鼠 蠟燭不容易熄滅 小鼠不容易窒息死亡 植物能更新空氣 薩 克 斯 黑暗 曝光 碘 幾小時(shí) 綠葉 遮光 深藍(lán)色 無顏色變化 綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉，光合作用必需在 有光條件下進(jìn)行 恩 格 爾 曼 水綿 極細(xì)光束 黑暗 好氧菌無空氣 完全曝光 好氧菌只分布在葉綠體被光束照射部位 好氧菌分布在葉綠體所有受光部位 植物的光合作用產(chǎn)物之一是氧氣，它是由葉綠體釋放出來的，該實(shí)驗(yàn)證實(shí)光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。 魯賓 和 卡門 H218O、CO2 向植物提供 H2O、C18O2 釋放18O2 釋放O2 光合作用釋放的氧氣全 部來自水 2.光合作用的物質(zhì)變化和能量變化（光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的比較） 階段項(xiàng)目 光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段 所需條件 必須有光、酶 有光無光均可、酶 進(jìn)行場(chǎng)所 基粒類囊體膜 葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 H2O分解成O2和［H］；ADP和Pi形成ATP 二氧化碳被C5固定成C3；C3被［H］還原，最終形成糖類；ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi 能量轉(zhuǎn)換 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的［H］，在暗反應(yīng)階段用于還原C3； 能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階段中將其儲(chǔ)存的化學(xué)能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中的化學(xué)能。 當(dāng)其他條件不變：若突然停止光照，則C3增加，C5減少；若突然停止CO2供應(yīng)，則C5增加，C3減少 四.典型例題 [例1]下列是光合作用的幾個(gè)步驟，它們發(fā)生反應(yīng)的先后順序是（ ） ①CO2的固定 ②釋放O2 ③葉綠素吸收光能 ④H2O的分解 ⑤C3被還原 A.③②④①⑤ B.③④②①⑤ C.④②③⑤① D.④③②⑤① [例2]將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中CO2含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是（ ） A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降 解析：從光合作用的反應(yīng)過程進(jìn)行分析：在光合作用過程中，CO2參與暗反應(yīng)，CO2與C5化合物結(jié)合，生成兩個(gè)C3化合物，當(dāng)CO2突然減少時(shí)，這個(gè)過程必然受阻，因而導(dǎo)致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的減少，又使暗反應(yīng)中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻，消耗光反應(yīng)提供的ATP量也減少，使細(xì)胞中ATP含量上升。 答案：C 課堂練習(xí) 一.單項(xiàng)選擇題 1．對(duì)綠色植物光合作用最有效的一組光是( ) A.紅光和黃綠色 B.黃光和藍(lán)紫光 C.紅光和橙光 D.紅光和藍(lán)紫光 2．下面關(guān)于葉綠體的敘述，錯(cuò)誤的是 （ ） A．是植物細(xì)胞中最重要的一種質(zhì)體 B．是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器 C．內(nèi)含的葉綠素等色素分布在基質(zhì)中 D．光合作用所需的酶分布在類囊體薄膜上和基質(zhì)中 3.某科學(xué)家用含碳同位素14C的二氧化碳來追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉(zhuǎn)移，最可能的途徑是( ) A.二氧化碳→葉綠素→ADP B.二氧化碳→葉綠素→ATP C.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖 D.二氧化碳→酒精→葡萄糖 4.見右圖在光合作用的暗反應(yīng)中①和②化學(xué)過程是( ) A.①氧化，②固定 B.①固定，②還原 C.①分解，②氧化 D.①還原，②氧化 5. 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)有（ ） A. C6H12O6、〔H〕、ATP B. 〔H〕、CO2、ATP C.〔H〕、O2、ATP D. C6H12O6、CO2、H2O 6. 下列選項(xiàng)中，對(duì)光合作用影響最小的是 A．葉綠體色素的含量 B．五碳化合物的含量 C．氮?dú)獾暮? D．二氧化碳的含量 二.非選擇題 7.下圖為光照和CO2濃度改變后，與光合作用有關(guān)的C5化合物和C3化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。 （1）曲線a表示 ，在無光照時(shí)其含量下降的原因是 ； 曲線b表示 ，在CO2濃度降低時(shí)含量下降的原因是 （2）由（1）得出光照強(qiáng)度和CO2濃度與光合作用的關(guān)系是：前者主要影響 ；后者主要影響 。 （1）五碳化合物；CO2在還原過程中因缺NADPH和ATP不能產(chǎn)生C5化合物，而CO2仍然固定形成C3化合物；CO2的減少導(dǎo)致C3化合物產(chǎn)生減少，而C3化合物仍然被還原為C5化合物 （2）光反應(yīng)階段；暗反應(yīng)階段 8.下圖是光合作用過程實(shí)驗(yàn)圖解，請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （1）裝置C中產(chǎn)生含碳有機(jī)物是由于在裝置A中結(jié)構(gòu)（ ） 進(jìn)行了 反應(yīng)，為在結(jié)構(gòu)（ ） 中進(jìn)行的 反應(yīng)提供了 等物質(zhì)的緣故。 （2）裝置B中不能產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，主要是結(jié)構(gòu)①中缺少 和 。 （3）此實(shí)驗(yàn)說明葉綠體是進(jìn)行光合作用完整的 單位。 （4）適當(dāng)增強(qiáng) ，增加 ，以及適當(dāng)提高溫度可提高 ，從而提高含碳的有機(jī)物的產(chǎn)量，并能產(chǎn)生較多的 。 （1）①葉綠體片層膜上 光 ②基質(zhì) 暗 NADPH＋（或ATP） （2）固定CO2的C5（或RuBP） 有關(guān)酶 （3）結(jié)構(gòu) （4）光照 CO2濃度 光合速率 O2 9. 圖甲、乙、丙分別表示某植物光合作用速率與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系、溫度與光合速率之間的關(guān)系及葉綠體色素對(duì)不同波長光線的相對(duì)吸收量： （1）若甲圖所示曲線為陰性植物，則陽性植物曲線與此相比較C點(diǎn)___（填“上/下/左/右/不變”）移，A點(diǎn)____（填“上/下/左/右/不變”）移 （2）由乙圖知，40℃時(shí)，植物體___（能/不能）顯示生長現(xiàn)象；而5℃時(shí)狀態(tài)可用甲圖中____（填“A/B/C”）點(diǎn)表示 （3）用玻璃大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇光強(qiáng)為_____（填“A/B/C”）、溫度為____℃（填一個(gè)具體數(shù)值），及____顏色______（填透明或不透明）的玻璃。 （1）右；下 （2）不能；B （3）C；25；無；透明 反饋練習(xí) 一、選擇題 1. 生長旺盛的葉片，剪成5毫米見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理，這四種處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是（ c ） 2．光合作用中，光能轉(zhuǎn)變成活躍化學(xué)能發(fā)生在 ( ) A．水的光解 B．ATP的水解 C．CO2的固定 D．三碳化合物還原 3．生長在較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，其光合作用速度并未隨之增加，主要限制因素是 ( ) A．呼吸作用和暗反應(yīng) B．光反應(yīng) C．暗反應(yīng) D．呼吸作用 4．用含同位素18O的水來澆灌植物，經(jīng)光照后，18O可發(fā)現(xiàn)于 ( ) A．生成的葡萄糖中 B．生成的淀粉中 C．合成的蛋白質(zhì)中 D．周圍的空氣中 5．將一棵重約0.2kg的柳樹，栽培于肥沃的土壤中，兩年后連根挖出；稱其干重達(dá)11kg，增加的這10余千克，主要來源于 ( ) A．土壤中的礦質(zhì)元素 B．土壤中的水 C．大氣中的O2 D．大氣中的CO2 6．右圖為四種植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)在不同光照強(qiáng)度下光合作用速率的曲線，其中最適于在蔭蔽條件下生長的植物是( ) A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ 7. 將兩個(gè)枝條分別置于營養(yǎng)液中。其中一枝僅保留一張葉片（甲），另一枝保留兩張葉片（乙、丙），葉片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行），在甲葉和乙葉的盒中注入14CO2，裝置如圖。光照一段時(shí)間后,可以檢測(cè)到放射性的葉片 A. 僅在甲中 B. 尖在甲和乙中 C. 僅在甲和丙中 D. 在甲、乙和丙中 8.葉綠體色素的紙層析結(jié)果顯示．葉綠素b位于層析濾紙的最下端，原因是（ ） A、分子量最小 B、分子量最大 C、在層析液中的溶解度最小 D、在層析液中的溶解度最大 9．科學(xué)家研究CO2 濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是 A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線II和III光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2 濃度不同 B．光照強(qiáng)度為 b 時(shí)，造成曲線 I和 II光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度的不同 C．光照強(qiáng)度為a～b，曲線 I、II光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 D．光照強(qiáng)度為a～c，曲線 I、III光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 10.將單細(xì)胞綠藻置于25℃，適宜光照和充足CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)三碳化合物的含量突然上升，這是由于( ) ①光反應(yīng)停止，由于沒有[H]和ATP供應(yīng)，三碳化合物不能形成糖類等有機(jī)物，因而積累了許多三碳化合物。②暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與五碳化合物結(jié)合，繼續(xù)形成三碳化合物。③光反應(yīng)停止，不能形成ATP。④光反應(yīng)仍進(jìn)行，形成ATP A.④③② B.③②① C.④② D.③② 11. 測(cè)試光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系，可通過實(shí)測(cè)一片葉子在不同光照強(qiáng)度條件下的CO2吸收和釋放的情況繪制曲線。能代表綱胞中發(fā)生的情況與曲線中C點(diǎn)相符的一項(xiàng)是( D ) 12. 利用小球藻培養(yǎng)液進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)時(shí)，在其中加入抑制暗反應(yīng)的藥物后，發(fā)現(xiàn)在同樣的光照條件下釋放氧氣的速率下降。主要原因是 A．葉綠素吸收光能的效率下降　　　B．〔H〕等的積累，光反應(yīng)速率減慢 C．合成ATP所需酶的活性受到抑制D．暗反應(yīng)中生成的水減少，使光反應(yīng)的原料不足 二.多項(xiàng)選擇題 13.國家多次強(qiáng)調(diào)在西部大開發(fā)的過程中，一定要加強(qiáng)植樹造林，同時(shí)實(shí)施退耕還林、還草等積極措施。其根本目的是（ ） A.為后代保留更多的木材、草原和能源 B.調(diào)節(jié)西部地區(qū)大氣中氧氣和二氧化碳的平衡 C.減少西部地區(qū)的水土流失和減輕土壤荒漠化 D.調(diào)節(jié)西部氣候，解決內(nèi)地干旱問題 14下列措施不影響光合作用速率的是 A.延長光照時(shí)間 B．增強(qiáng)光照強(qiáng)度 C.增加光合作用面積 D．改變光照頻率 三.非選擇題 15．把載有新鮮水綿和細(xì)菌的臨時(shí)裝片，置于顯微鏡載物臺(tái)上觀察。光線從反光鏡反射上來后，可看到細(xì)菌從分散狀態(tài)逐漸向水綿方向運(yùn)動(dòng)，水綿附近細(xì)菌的密度增加。如果在反光鏡上方放置一個(gè)三棱鏡，七種不同顏色的光束照射水綿的不同部位，這時(shí)看到細(xì)菌逐漸聚集成明顯的兩堆(如圖所示)。請(qǐng)回答： (1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以判斷這類細(xì)菌的異化作用類型是 ，作出這一判斷的依據(jù)是 。 (2)放置三棱鏡后，細(xì)菌聚集成兩堆的原因是 。 (1)需氧型(有氧呼吸型)， 水綿光合作用放出氧氣 (2)葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，葉綠體被 紅光和藍(lán)紫光照射部位光合作用較強(qiáng)，放出的氧氣多 16．從經(jīng)過饑餓處理的植物的同一葉片上陸續(xù)取下面積相同的葉圓片，稱其干重．在不考慮葉片內(nèi)有機(jī)物向其他部位轉(zhuǎn)移的情況下分析： （1）葉圓片y比葉圓片x （輕或重)，原因是 。 （2）(y-x)g可代表 。 A．呼吸作用消耗的養(yǎng)料 B．蒸騰作用散失的水分 C．光合作用中有機(jī)物的凈增量 D．光合作用中有機(jī)物的制造量 （3）葉圓片z比葉圓片Y (重或輕)，原因是 。 （4）在下午4時(shí)至晚上10時(shí)這段時(shí)間里，呼吸作用的速率可表示為 。 （5）如果從上午10時(shí)到下午4時(shí)這段時(shí)間里，溫度不變，呼吸作用速率不變(與下午4時(shí)至晚上10時(shí)呼吸速率相同)，則這段時(shí)間里制造的有機(jī)物為 g． （6）寫出光合作用中電能轉(zhuǎn)換成活躍化學(xué)能的反應(yīng)式： 。 （1）重(2分) 經(jīng)過光照后葉片光合作用積累了有機(jī)物；重量增加(2分) (2)C (2分) (3)輕(2分) 黑暗中葉片呼吸作用消耗了有機(jī)物，重量減輕(2分) (4)(y-z)／6(2分) (5)2y-x-z(2分) (6)NADP+ + 2e + H+NADPH(2分) ADP+Pi+能量ATP+H2O(2分)。 17.下圖是驗(yàn)證光合作用某過程的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題： （1）當(dāng)用氧的同位素18O分別標(biāo)記通入乙裝置的CO2(C18O2)和甲裝置的H2O（H218O）時(shí)，可以證明 。 (2)在甲乙兩裝置剛置備完畢的一段時(shí)間內(nèi)，若溫度不變，而逐漸增大光照強(qiáng)度，兩裝置的O2的生成量會(huì)_________；若溫度和光照條件均不變，而逐漸增大CO2的通入量，那么，兩裝置的O2的生成量則會(huì)_________，這說明兩裝置內(nèi)的光合作用_________，其可能原因是___________________。 （3）當(dāng)其他條件不變，而光照強(qiáng)度從通常的10千勒克司增加到60千勒克司時(shí)，光合作用主要產(chǎn)物的變化情況是___________________。 （1）光合作用產(chǎn)生的氧氣來自反應(yīng)物中的水。 （2）較明顯地增加 慢慢增加 效率在不斷增強(qiáng) 甲乙兩裝置的小球藻的數(shù)量隨著小球藻的不斷繁殖而不斷增加 （3）先是隨著光照強(qiáng)度的增大，其生成速率不斷增大，當(dāng)光照強(qiáng)度增大到一定程度時(shí)，其生成速率將保持基本穩(wěn)定的狀態(tài)。 18.下圖示一株著生7片葉的植物。將第3和第6片葉用透明小袋包住，并分別向內(nèi)充入具放射性的14CO2，經(jīng)光照一段時(shí)間。請(qǐng)回答： （1）第1片葉中出現(xiàn)帶放射性的糖，主要來自第_________片葉。 （2）根系中出現(xiàn)帶放射性的精，主要來自第________片葉。 （3）在地上部分，除第3、6片葉外，含放射性糖最多的部位是_______。 （4）在第3、6片葉中合成的帶有放射性的糖是通過莖部______輸送出去的。 (1)3 (2)6 (3)頂芽 (4)篩管 19.將一個(gè)小綠色植物放入一個(gè)三角瓶中，如下圖所示。在瓶中安放一個(gè)測(cè)定瓶中CO2濃度的傳感器，將瓶口用橡膠塞塞上。傳感器的另一端與計(jì)算機(jī)連接，以監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)瓶中CO2濃度的變化。 圖1 圖2 加水試管 綠色植物 傳感器 連接微機(jī) 如果用此裝置進(jìn)行植物光合作用速率的測(cè)定，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)： ①在適宜條件下，首先將該裝置置于 條件下，此時(shí)測(cè)得的數(shù)值是 。 ②再將該裝置置于 下，此時(shí)測(cè)得的數(shù)值是 。 ③如果上圖2為該植物在步驟①②中測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，該植物在單位時(shí)間（分）內(nèi)，光合作用速率為 。 ④為使此研究結(jié)果更為科學(xué)，可采取的措施為 ①黑暗 該條件下植物呼吸作用速率； ②適宜光照 光合速率與呼吸速率的差值（即凈光合作用速率）； ③82.55ppmCO2/min ④要重復(fù)測(cè)量多次，取平均值。（說明：先在光下實(shí)驗(yàn)，后在暗處實(shí)驗(yàn)也可。）