1、第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源光与光合作用二光合作用的原理和应用学习目标1.说明光合作用以及对它的认识过程。2.说明光反应和暗反应过程及二者间的联系。3.尝试研究影响光合作用速率的环境因素。4.说出光合作用原理的应用。学习过程导入新课情景剧导入。老李:王大哥,咱都种黄瓜,你家黄瓜和俺家黄瓜咋差别这么大呢?老王:(洋洋得意的)大兄弟,种啥也得讲科学。老李:(焦急的)种个大棚还讲啥科学啊?!你快说说你那科学!老王:呵呵,这没什么奥妙!(胸有成竹的)要提高产量,除满足黄瓜对水肥的要求外,那就是还要控制好大棚内的温度、光照和CO2浓度,要满足黄瓜生长的最佳需求。老李:(满脸疑惑的,扳着指头数
2、)水肥、温度、光照、CO2浓度,这与产量有多大关系啊?!老王:黄瓜产量大小的奥妙就在这其中啊,它的原理是什么,我给你说不清楚,建议你去专家课堂听听课光合作用的原理和应用,听完后你就明白了!探究新知探究一、光合作用的探究历程合作探究1阅读教材P101102“光合作用的探究历程”文本以及“图5-13”,思考并回答下列问题。(1)普利斯特利的实验能得出什么结论?后来科学家重复他的实验,发现有时候成功,有时候失败,失败的原因最可能是什么?英格豪斯得出的结论是什么?(2)萨克斯的实验中,将绿叶先做黑暗处理的目的是什么?该实验的最终现象是什么?其证明了什么?(3)鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验探究光
3、合作用释放的O2来自CO2还是水。实验设计与操作如图所示,请分析作答:向甲组植物提供和;向乙组植物提供和。实验结果:甲组植物释放的O2 A全部是,乙组植物释放的O2 B全部是。实验结论:光合作用释放的O2来自。(4)卡尔文的小球藻实验中,采用的实验方法是什么?得出了什么结论?这一途径叫什么?自主总结1光合作用的探究历程(1)萨克斯实验表明,植物在条件下进行光合作用,产物除外还有。(2)鲁宾和卡门的实验可以证明光合作用释放的O2来自。(3)卡尔文的实验可以证明CO2中的碳转化成的碳。探究二、光合作用的过程合作探究2阅读教材P103104“光合作用的过程”文本,查看“图5-15光合作用过程的图解”
4、,思考并回答下列问题。(1)根据对光合作用探究历程的简要认识,请写出光合作用的原料、产物、场所和条件,并用化学反应式表示出来。(2)光合作用的过程包括一系列化学反应。人们为了研究方便,根据是否需要,把光合作用全过程概括地分为反应和反应两个阶段。(3)叶绿体光合色素吸收的光能,有两方面的用途:一是将水分解成和,其中的释放出去,而则被传递到叶绿体的中,参与阶段的化学反应;二是在有关酶的催化下,促使ADP和Pi形成,从而将转变为储存在中的化学能。(4)光反应阶段的化学反应是在叶绿体的上进行的,所需要的条件有。该过程中发生的物质与能量的变化:物质变化(写出反应式)水的分解:ATP的合成:能量变化(用文
5、字与箭头表示):。(5)在暗反应阶段,通过从外界吸收进来的CO2,首先与叶绿体内的结合,很快形成两个C3(三碳化合物)分子,这个过程叫;在有关的催化下,C3接受释放的能量并被还原。其中一部分C3经过一系列变化形成,另一部分C3则又重新形成C5,从而形成卡尔文循环。(6)暗反应阶段的化学反应发生在,所需要的条件有,该阶段发生的物质和能量变化:物质变化(写出反应式)CO2固定:C3的还原:能量变化(用文字与箭头表示):。自主总结2光合作用过程中,光反应和暗反应的比较:光反应暗反应区别场所条件物质变化水的光解:ATP的合成:CO2的固定:C3的还原:能量变化光能中的化学能中的化学能中的化学能联系光反
6、应为暗反应的进行提供和;暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料和;光反应和暗反应阶段既有区别又有紧密联系,是相互依存相互制约的整体探究三、光合作用原理的应用合作探究3阅读教材P104105“光合作用原理的应用”,回答下列问题。影响光合作用强度的外界因素是什么?探究四、化能合成作用自主学习阅读教材P105化能合成作用相关内容,完成以下填空。(1)概念利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造,这种合成作用叫作化能合成作用。(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。(3)自养生物和异养生物类型概念代表生物自养生物能将合成为的生物光能自养生物:化能自养生物:异养生物只能利
7、用环境中来维持自身生命活动的生物人、动物、真菌、大多数细菌课时检测1.光合作用光反应产生的物质有()A.C6H12O6、H、ATPB.H、CO2、ATPC.H、O2、ATPD.C6H12O6、CO2、H2O2.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列属于暗反应所必需的物质是()A.H2O、CO2、ADPB.CO2、H、ATPC.H2O、CO2、ATPD.H、H2O、ADP3.(2010临沂高一检测)对光合作用过程中物质转变途径的叙述,错误的是()A.碳原子:CO2C3(CH2O)B.氢原子:H2OATP(CH2O)C.氧原子:H2OO2D.氧原子:CO2C3(CH2O)4.光合作用过程中,光所
8、起的作用是()直接合成糖类水的光解,产生H和氧气还原CO2,合成糖类将能量转给ATPA.B.C.D.5.在晴天中午,密闭的玻璃温室中栽培的玉米,即使温度及水分条件适宜,光合速率仍然较低,其主要原因是()A.O2浓度过低B.O2浓度过高C.CO2浓度过低D.CO2浓度过高6.把一株绿色植物移到含C18O2的空气中,18O在植物体最早出现在()A.C6H12O6B.三碳化合物C.H2OD.丙酮酸7.下列关于光合作用的叙述,错误的是()A.光合作用产物中有O2B.光反应不需要酶C.光反应中有H和ATP产生D.光合作用产生的O2来自水的分解8.光合作用过程中能量的转变过程是()A.光能ADP中活跃的化
9、学能稳定的化学能B.光能叶绿体中活跃的化学能稳定的化学能C.光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能D.光能稳定的化学能活跃的化学能9.下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录,据表判断甲、乙分别是()组号给植物提供结果(产生的气体)备注H2O和C18O2甲其他条件相同H218O和CO2乙A.甲、乙都为18O2B.甲、乙都为O2C.甲为18O2、乙为O2D.甲为O2、乙为18O210.在最适宜的光照、水分、肥料、温度等条件下,为增加粮食产量应适当增加()A.空气中的含氧量B.空气中的含氮量C.土壤中的含水量D.空气中的CO2含量11.如图所示为光反应、暗反应联系示意图,据图回
10、答下列问题。(1)填出图中字母所表示的物质:a,b,c,d。(2)光反应为暗反应提供了和。(3)光合作用中的能量转变是:光能。(4)如小麦在适宜条件下栽培,突然将d降至极低水平,则小麦叶片中的C3含量会突然减少,其原因是;若降低d的同时,又停止光照,则不会出现上述现象,其原因是。参考答案学习过程探究新知合作探究1(1)植物能更新空气;是在晚上进行的实验;植物在光下能更新空气。(2)黑暗处理的目的是消耗掉叶中的淀粉等营养物质;叶遮光部分无颜色变化,而曝光部分呈现深蓝色;该实验能证明植物光合作用需要光照,更能证明光合作用的产物有淀粉。(3)含18O的CO2和不含18O的水含18O的水和不含18O的
11、CO2O218O2水(4)同位素标记法;CO2中碳在光合作用中转化成了有机物中的碳;卡尔文循环。自主总结1(1)光照O2淀粉(2)水(3)有机物合作探究2(1)光合作用的反应式(略)。(2)光能光暗(3)氧HO2H基质暗反应ATP光能ATP(4)类囊体(的薄膜)光照、酶等2H2O4H+O2ADP+Pi+能量(光能)ATP光能ATP与H中活跃的化学能(5)气孔C5CO2的固定酶ATPH糖类(6)叶绿体的基质中ATP、H、酶CO2+C52C32C3+H(CH2O)+C5ATP中活跃的化学能有机物中储存的化学能自主总结2光反应暗反应区别场所类囊体薄膜叶绿体基质条件光、酶、光合色素酶、ATP、H物质变
12、化水的光解:2H2OH+O2ATP的合成:ADP+Pi+能量(光能)ATPCO2的固定:CO2+C52C3C3的还原:2C3+H(CH2O)+C5能量变化光能ATP、H中的化学能ATP中化学能葡萄糖中化学能联系光反应为暗反应的进行提供ATP和H;暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi;光反应和暗反应阶段既有区别又有紧密联系,是相互依存相互制约的整体合作探究3光照强弱、CO2浓度、温度是影响光合作用强度的三大环境因素。此外,矿质元素、含水量、叶龄等也影响着光合作用强度。自主学习(1)无机物有机物(2)氨和亚硝酸水和CO2(3)无机物有机物绿色植物硝化细菌现成的有机物课时检测1.C2.B3.B4.D5.C6.B7.B8.C9.D10.D11.(1)O2ATPHCO2(2)HATP(3)ATP中活跃的化学能糖类(有机物)中稳定的化学能(4)缺乏形成C3的原料光反应受阻,缺乏H和ATP还原C3
