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1、,第5章 第4节 能量之源光与光合作用,第2课时 光合作用的过程及原理的应用,课标要求,1.明确光合作用的概念、过程。 2.尝试探究影响光合作用强度的环境因素，说出光合作用原理的应用。 3.简述化能合成作用。,素养要求,1.科学思维：建构光合作用的光反应和暗反应的过程模型，理解二者之间的关系。 2.社会责任：认识光合作用原理在农业生产中的应用。,内容索引,一、光合作用的过程,三、化能合成作用,达标检测,二、光合作用原理的应用,01,一、光合作用的过程 GUANG HE ZUO YONG DE GUO CHENG,基础梳理,1.反应式：CO2H2O (CH2O)O2。 2.光合作用的过程 (1)
2、光反应阶段 场所：在 上进行。 条件：必须有 、叶绿体中的 和酶。 过程 水的光解：2H2O 4H ； ATP的生成：ADPPi 。 能量转变：光能 中活跃的化学能。,叶绿体类囊体的薄膜,光,色素,O2,ATP,ATP,(2)暗反应阶段 场所：在 中进行。 条件：需要多种酶参与。 过程 CO2的固定：CO2 ； C3的还原：2C3H C5。 能量转变：ATP中 的化学能 中稳定的化学能。,叶绿体基质,C5,2C3,(CH2O),活跃,(CH2O),(3)光反应与暗反应的联系 光反应为暗反应提供H、ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP。 没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物
3、无法合成。总之，光反应是暗反应所需物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。 (4)光合作用中各元素的去向,判断正误,(1)光反应的场所是叶绿体中的类囊体薄膜，光反应产生的O2、ATP和H都用于暗反应 ( ) (2)暗反应包括CO2的固定和C3的还原，两个阶段都在叶绿体基质中进行( ) (3)整个光合作用过程中，能量的转化是光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能( ) (4)光合作用释放的O2都来自水( ) (5)光合作用产生的ATP水解释放的能量可用于生物体的各项生命活动( ),深化探究,1.为什么暗反应不能较长时间地在黑暗条件下进行？,提示 因为光反应为
4、暗反应提供的H、ATP是有限的。,提示 O可在释放的O2中检测到；H可在产生的糖类中检测到。,2.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？,(2)若标记CO2中的14C，请写出光合作用中14C的转移途径。,提示 14CO2C52C3(只有一个14C)C5(14CH2O)。,3.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 (1)停止光照：C3含量相对增加，C5含量相对减少。 (2)停止CO2供应：C3含量相对减少，C5含量相对增加
5、。,02,二、光合作用原理的应用 GUANG HE ZUO YONG YUAN LI DE YING YONG,基础梳理,1.光合作用的强度,(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造 的量。 (2)影响因素和衡量指标 光合作用强度,糖类,水分,二氧化碳,温度,长短和强弱,原料,产物,2.探究光照强弱对光合作用强度的影响,(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片 的数量越多。 (2)实验流程 打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径为1 cm)小圆形叶片 抽出叶片
6、内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等) 小圆形叶片沉到水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中， 小圆形叶片全部沉到水底 ,下沉,上浮,上浮,强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含 的清水，各放 入10片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量 ，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增加，光合作用强度 。,CO2,越多,不断增加,3.影响光合作用的因素曲线分析,(1)光照强度 关键点：A点光照强度为0，此时只进
7、行细胞呼吸，单位时间内释放的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 ，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，此时光照强度增加，光合作用强度不再增加。 关键线段：AB段光合作用的强度 (填“大于”“小于”或“等于”)细胞呼吸的强度；BC段光合作用的强度 (填“大于”“小于”或“等于”)细胞呼吸的强度。,相等,小于,大于,(2)CO2浓度 走势分析：图甲和图乙都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增加，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。 关键点分析：图甲中A点表示光合作用速率 细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补
8、偿点；图乙中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图甲和图乙中的B和B点都表示CO2饱和点。,等于,(3)温度 影响原理：温度通过影响 的活性来影响光合作用强度。 曲线分析：B点对应的温度是 温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度，光合作用强度都会下降。,酶,最适,判断正误,(1)光照强度影响光合作用但光质不影响( ) (2)温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化( ) (3)CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的( ),深化探究,在探究光照强弱对光合作用强度的影响实验中，水中叶圆片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉入水底的状况，试分析其原因： 1.在黑暗情
9、况下，植物叶片 ，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图：,只进行细胞呼吸,2.在弱光下，此时的光合作用 细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图：,3.在中、强光下， ，叶片中会有足够的氧气产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图：,小于或等于,光合作用大于细胞呼吸,本实验中易产生的两个认识误区 (1)本实验中所测的数值并不代表光合作用的真实值，而是光合作用的净产值，即光合作用强度减去细胞呼吸强度。 (2)叶片浮起之前并不是不进行光合作用，而是光合速率小于呼吸速率或者是产生的氧气量较少。,03,三
10、、化能合成作用 HUA NENG HE CHENG ZUO YONG,基础梳理,1.自养生物和异养生物,(1)自养生物：绿色植物等能以 等无机物为原料合成糖类等有机物。 (2)异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌，细胞中没有叶绿素，不能进行光合作用，它们只能利用环境中现成的 来维持自身的生命活动。,2.化能合成作用,(1)概念：自然界中少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些 氧化时所释放的 来制造 ，这种合成作用叫做化能合成作用。 (2)实例：硝化细菌 硝化细菌能利用 这两个过程中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。,二氧化碳和水,有机物,无机物
11、,能量,有机物,氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸,光合作用与化能合成作用的比较,判断正误,(1)化能合成作用不消耗能量( ) (2)硝化细菌能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质( ) (3)化能合成作用能像光合作用一样将无机物合成有机物，此过程所需的能量来源不同于光合作用( ),深化探究,1.硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要什么环境条件？,提示 具有NH3和氧。,提示 不利用。不需要。,2.化能合成作用利用光能吗？需要叶绿素吗？,04,达标检测 DA BIAO JIAN CE,1.(2019沈阳高一检测)光合作用的产物葡萄糖分子中的碳、氢、氧分别来自 A.二氧化碳、反应物水、产物水
12、 B.二氧化碳、二氧化碳、反应物水 C.二氧化碳、反应物水、反应物水 D.二氧化碳、反应物水、二氧化碳,解析 光合作用的原料为二氧化碳和水，则产物葡萄糖分子中的碳来源于二氧化碳、氢来源于水；水在光反应中生成H和氧气，即水中的氧全部生成氧气，故葡萄糖中的氧来源于二氧化碳。,1,2,3,4,5,6,2.(2018河北石家庄一中期末)如图为高等绿色植物光合作用过程图解，以下说法正确的是 A.a是光合色素，分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上 B.e是ADP，在叶绿体类囊体薄膜上产生 C.g是三碳化合物，f是五碳化合物 D.光合作用的光反应和暗反应过程均有酶的参与,1,2,3,4,5,6,解析 根据光合作用
13、图解可知，图中a是光合色素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A项错误； e是ADP，在叶绿体基质中生成，B项错误； g是五碳化合物，f是三碳化合物，C项错误； 光合作用的光反应和暗反应过程均需酶的催化，D项正确。,3.如图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验，下列说法错误的是 A.将整个装置放在光下，毛细刻度管内的红色液滴会向左移动 B.将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作 用的必要条件 C.当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蠕虫(无氧呼吸)，对红色液滴移动不 产生明显影响 D.为使对照更具有说服力，烧杯A中的蒸馏水应不含NaHCO3并放入
14、等量的伊乐藻,1,2,3,4,5,6,解析 将整个装置放在光下，伊乐藻在光下进行光合作用产生O2，烧杯B内气压增大，毛细刻度管内的红色液滴会向左移动，A正确； 没有以光为变量的对照实验，无法证明光是光合作用的必要条件，B错误； 当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蠕虫，蠕虫进行的是无氧呼吸(产生乳酸)，不会引起装置中气体量的变化，对红色液滴移动不产生明显影响，C正确； 探究实验遵循单一变量原则，而无关变量要求相同且适宜，因此为使对照更具说服力，烧杯A中的蒸馏水应不含NaHCO3并放入等量的伊乐藻，D正确。,1,2,3,4,5,6,4.(2018河北衡水中学月考)光合作用的正常进行要受多
15、种因素的影响。一个生物兴趣小组研究了矿质元素含量、光照强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是,解析 氮元素是构成酶、叶绿素、ATP、NADPH、核酸的原料，是植物光合作用的必需元素，但光合作用强度不会随叶片中含N量的增加而持续增大。,1,2,3,4,5,6,5.(2019长沙一中模拟)下列有关化能合成作用的叙述，正确的是 不利用光能 利用环境中物质氧化释放的能量 在叶绿素作用下 将H2O和CO2合成有机物 储能不多，对自然界作用不大 属异养型 A. B. C. D.,解析 化能合成作用是利用氧化体外环境中的无机物产生的化学能，将无机物H2O和CO
16、2合成有机物的过程。该过程不需要叶绿素，此类生物的新陈代谢类型为化能自养型。,1,2,3,4,5,6,6.如图表示光合作用过程的部分图解，请据图分析下列问题： (1)图示表示光合作用的_过程，其中B表示 _。 (2)图示过程中，能量变化是_ _。 (3)如果用含14C的CO2来追踪小麦光合作用过程中碳 原子的转移途径，则14C首先出现在_中。 (4)叶绿体是进行光合作用的场所，在充足的光照条件下，ADP在叶绿体内的移动方向是_；如果将此植物由光照充足的条件下移至阴暗处，则H在叶绿体中的含量将_。,暗反应,C3的还原,ATP中活跃的化学能,转变成有机物中稳定的化学能,C3,从叶绿体基质到类囊体薄膜,减少,1,2,3,4,5,6,解析 题图表示光合作用的暗反应过程，B表示C3的还原。CO2进入叶绿体后，先被C5固定成C3，C3被H还原后生成葡萄糖，因此，碳的转移途径应是CO2C3葡萄糖。ADP要到类囊体薄膜上参与光反应转化成ATP。光反应需要光照，移至阴暗处后，光照强度降低，光反应减弱，所以H减少。,1,2,3,4,5,6,