1、2014-2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案 5.4能量之源光与光合作用2 一、学习目标知道光合作用被发现的基本过程简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所二、学习重、难点1.重点：光合作用的过程和原理2.难点：光合作用的过程和原理三、知识网络四、导学过程 “导”自主预习光合作用的过程和应用 2光合作用的过程(1)光反应：场所：叶绿体的_上。条件：_、色素、酶、水等。物质变化：将水分解为_和_，将ADP和Pi合成_。能量变化：光能转变为活跃的_。(2)暗反应：场所：叶绿体的_中。条件：_、H、ATP、CO2等。物质变化CO2的固定：C5CO2sup7(酶(酶)_。C3的还原：2C3
2、H酶ATP _。能量变化：ATP中活跃的化学能转变为_。 “学”互动探究探究一 光合作用的过程小组讨论回答下列问题：如何理解光反应阶段和暗反应阶段的关系？提示：光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。在光下二者同时进行，暗处只能进行暗反应。 二者既有区别又有相互联系，(如下表所示)。实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物时间短促，以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、酶不需叶绿素和光需要多种酶场所在叶绿体内囊状结构的薄膜上进在叶绿体内的基质中进行物质转化光能光能酶2H2O4H+O2ADP+PiATPATP H酶CO2固定：CO2+C52C3CO2还原：2C3(
3、CH2O)+C5能量转换光能电能活跃化学能，并储存在ATP中ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能关系 光反应为暗反应提供还原剂H、能量ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。 没有光反应，暗反应无法进行没有暗反应，有机物无法合成。注意：光反应和暗反应的关系：光反应为暗反应提供还原剂H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。光反应是暗反应的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。二者是光合作用过程中相辅相成的两个阶段。光合作用的总反应式 CO2 + H2O (CH2O) + O26CO2 + 12
4、H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O【经典回眸】如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是（ ）A该反应的场所是叶绿体的类囊体BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶C提高温度一定能促进C6H12O6的生成D无光条件有利于暗反应进行【解析】图示的光合作用阶段为先合作用暗反应，该反应发生的场所是叶绿体基质，该过程在有光、无光的条件下均会进行，该过程的物质变化为CO2的固定和C3的还原，其中C3还原需要光反应提供H和ATP，此外还需要多种酶的参与。温度通过影响该过程中酶的活性影响C6H12O6的生成，因此，在最适温度以上，提高温度不能促进C6H12O6的生成。答案:B【
5、变式训练】1.光反应为暗反应提供的物质是（ ）AH和H2OBH和ATPCATP和CO2 DH2O和CO2五、达标检测1、叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是 A. 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 B. H2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中C. CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D. 光合作用的产物淀粉是在基质中合成的2、在下列有关光合作用的叙述中，正确的是 （ ）A光反应不需要酶，暗反应需要多种酶 B光反应储存能量，暗反应释放能量C光反应固定CO2，暗反应还原CO2 D光反应消耗水，暗反应消耗ATP3、在下列关于光和作用过程的叙述中，正确的是
6、（ ）A光反应离不开色素的作用 B暗反应必须在黑暗的条件下进行C光反应为暗反应提供H、ATP和CO2 D暗反应的产物是氧气和有机物4、关于光合作用的叙述，下列正确的一项是 （ ）A光合作用的两个阶段均有H和ATP产生 B光合作用中产生的O2来自于CO2中的氧C光合作用固定CO2的是一种C5化合物 D光合作用的暗反应必须在暗处进行5、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是AH2O、CO2、ADP BCO2、H、ATPCH2O、CO2、ATP DH、H2O、ADP参考答案：1D 2D 3A 4C 5B六、依据考点，归纳总结【例1】用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子
7、，18O的转移途径是()A.葡萄糖丙酮酸水B.葡萄糖丙酮酸氧C.葡萄糖氧水D.葡萄糖丙酮酸CO2解析：葡萄糖的有氧呼吸分三个阶段，葡萄糖中氧的转变过程为C6H12O6丙酮酸CO2。第三阶段产生的H2O中的氧全部来自于O2。答案：D【例2】如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是()A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升解析：根据图示信息可推出，c是CO2，a、b分别是H和ATP。光照不变，光反应顺利进行，H和ATP合成正常；CO2供应不足，CO2固定减弱，C3相对含量减少，
8、导致C3还原消耗的H和ATP也减少，故a、b在叶绿体中相对含量上升。答案：B【温馨提示】分析这些物质的变化，必须把光反应与暗反应联系起来考虑，同时分析该物质的来源和去路，才能得出准确的结论。如：突然停止光照、供应充足时，由于没光，没有ATP生成，C3就不能还原（没有消耗）成有机物，但由于CO2充足，C5还继续被消耗，同时生成C3。所以C3量上升，C5量下降。【例3】 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细胞呼吸的影响，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时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多
9、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细胞呼吸消耗的有机物的量相等解析：该题的纵坐标表示光照下二氧化碳的吸收量与释放量，也就是植物积累的有机物量和黑暗中二氧化碳的释放量(细胞呼吸)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。所以，光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量为(33.5)mg/h,30时光合作用制造的有机物的量为(33.5)mg/h，故光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等；光照相同时间，植物积累有机物最多的点不是20，而是25；光合作用制造的有机物与细胞呼吸消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不
10、吸收二氧化碳的点，而不是图中二者曲线的交点。答案：A【温馨提示】总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系(1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。表现(净)光合速率通常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。【例4】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.CO2
11、的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的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ATPD.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，可提高作物产量解析：无氧条件下植物细胞无氧呼吸产生酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，二者均不利水果的保鲜；C6H12O6在细胞质基质中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；光合作用过程包括光反应和暗反应，可将光能转变为稳定的化学能，细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转变成ATP中不稳定的化学能和热能，故C项不确切；夏季连续阴雨天，限制光合作用的主要
12、因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物的产量。答案：D七、布置作业1.(2014太原调研)下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是()。A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.B点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 ，如图表示该植物处于25 环境中，则将温度提高到30 时，A点上移，B点左移，D点下移D.当植物缺镁时，B点将向右移2.下图表示德国科学家萨克斯的实验，叶片光照24 h后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔
13、覆盖的部位呈蓝色。本实验证明 ()光合作用需要二氧化碳光合作用需要光光合作用需要叶绿素光合作用放出氧气光合作用产生淀粉A.B.C.D.3.光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段。下列有关叙述正确的是 ()A.光反应不需要酶，暗反应需要酶 B.光反应消耗水，暗反应消耗ATPC.光反应固定CO2，暗反应还原CO2 D.光反应储存能量，暗反应释放能量4.下列关于光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是 ()A.光合作用和细胞呼吸总是同时进行B.光合作用形成的糖类能在细胞呼吸中被消耗C.光合作用产生的ATP主要用于细胞呼吸 D.光合作用与细胞呼吸分别在叶肉细胞和根细胞中进行5.下列关于光合作用的叙述中，错误的
14、 ()A.水的光解发生在叶绿体基粒的类囊体薄膜上B.光反应和暗反应都需要有许多酶参与催化C.光合作用的暗反应阶段需要在黑暗处进行D.温度降到0，仍有植物能进行光合作用6.下图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的生化反应。下列有关叙述不正确的是()A.图甲、乙中的两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中B.图乙中的H主要来自于葡萄糖的分解C.甲、乙两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD.影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度7.右图表示20时玉米光合作用强度与光照强度的关系，下列说法最恰当的是A.b点的位置不会随环境温度的升高而移动B.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器
15、有叶绿体和线粒体C.其他条件适宜，当植物缺乏Mg时，b点右移D.c点后的叶片细胞都能进行光反应，从而提高光能利用率8.将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光强相同)，测其重量变化。得到如下表的数据。可以得出的结论是 ()组别一二三四温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg3331A .该植物光合作用的最适温度约是27B.该植物呼吸作用的最适温度约是29C.2729下的净光合速率相等D.30下的真正光合速率为2 mg/h二、非选题：9.为验证叶绿素合成所需的条件，有人设计了如下实验：实验步骤：配制培养基：1号(含蔗
16、糖、水、植物必需的各种矿质元素等)，2号(不含Mg，其他成分与1号相同)。小麦种子用清水浸泡后消毒，在无菌条件下，将种子的胚剥离，去掉胚乳。在无菌条件下，将胚接种在培养基上。培养两周后，观察幼苗的颜色。如下表所示：甲乙丙丁培养基1号2号1号1号培养基数目5555每个培养基接种胚的数目10101010培养条件光照16 h/d、25？黑暗、25光照16 h/d、10实验结果(幼苗颜色)绿色黄色黄色黄绿色请分析回答下列问题：(1)在该实验设计中，为什么每组用5个培养基，且每个培养基中接种10粒种子的胚？_。(2)实验中为何不采用完整的种子，而是去掉胚乳，只将胚接种到培养基上萌发？_。(3)乙组的培养
17、条件很可能是_。(4)甲组起_作用，通过实验可得出结论：叶绿素的合成需要_。10.下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中a、b表示物质，表示生理过程。据图回答：(1)图中物质a是_，过程中与a物质产生有关的色素分布在_上。(2)过程中发生的能量变化是_，图中生理过程的能量最终来源于_。(3)当b供应量突然减少时，C3、C5的含量变化分别是_，过程中a利用的具体部位是_，若无a供应，则此植物细胞呼吸的产物一般是_。(4)图中有氧呼吸相关酶的分布场所是_，请写出和所示生理活动的总反应式_。参考答案:1.C解析A点叶肉细胞只进行细胞呼吸，无光合作用，故产生ATP的细胞器只有
18、线粒体；B点时植物光合作用产生的氧气量正好等于细胞呼吸消耗的氧气量，故氧气的吸收量为0；温度由25 提高到30 时，植物光合作用强度下降，细胞呼吸强度提高，则A点上移，B点右移，D点上移；当植物缺镁时，吸收光能的色素量减少，要达到与细胞呼吸强度相同，则所需的光照强度较高，故B点将向右移。2.C解析：光照一段时间，叶片裸露的部分进行光合作用，脱色后用碘液处理变蓝，说明有淀粉生成；有锡箔覆盖的位置因无光照，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘液处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不能进行光合作用。3.B解析：光反应进行的条件是需要水、光照、酶和色素，暗反应进行的条件是需要ATP、酶和H。4.B解
19、析：无光照时只能进行细胞呼吸，光合作用光反应产生的ATP用于光合作用的暗反应阶段，叶肉细胞中既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，根细胞中无叶绿体只能进行细胞呼吸。5.C解析：解此题首先应分析光反应和暗反应发生的场所及条件。水的分解发生在光反应阶段，而光反应需要色素吸收光能，色素分布在类囊体薄膜上，因此水的分解发生在类囊体薄膜上。光反应中所发生的化学反应都需要许多酶的催化。光反应必须在光下进行，但暗反应不需要光，有没有光都能进行。当温度降到0时，仍有许多植物能进行光合作用。6.B解析：图甲中色素分子吸收光可将H2O光解产生H和O2，表明该生物膜为叶绿体类囊体薄膜，由图乙中HO2形成H2O表明图乙为
20、线粒体内膜，图乙中的H主要来自丙酮酸与H2O。7.C解析：本题考查影响光合作用与呼吸作用的因素。当温度升高时，与光合作用和呼吸作用有关的酶的活性都增强，但对温度的敏感性不同，从而会使增强的幅度不同，因此会使b点发生移动。当光合酶更敏感时，b点左移；当呼吸酶更敏感时，b点右移。在a点时不进行光合作用，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。当植物缺乏Mg时，由于叶绿素合成不足，导致光合作用减弱，而要使光合作用与呼吸作用达到平衡，可以通过提高光照强度来达到目的。c点为光饱和点，光能利用率已经达到最大，无法再提高。8.B解析：绿叶在黑暗中只进行呼吸作用消耗有机物，29时消耗的有机物最多，故为其最适温度。光
21、照下绿叶光合、呼吸都进行，这样暗处理1 h，再光照1 h，即光合作用1 h，呼吸作用进行了2 h，所以不同温度下真正光合速率分别是275 mg,287 mg,299 mg,303 mg；净光合速率分别是4 mg、5 mg、6 mg、2 mg。所以，只有B项正确。9.(1)如果样本数量太少，会因为偶然误差而影响实验结果(2)因为种子的胚乳中可能含有Mg，去掉胚乳后，采用不同的培养基为胚的萌发提供营养，以排除这一干扰(3)光照16 h/d、25(4)对照Mg、光照和适宜的温度10.(1)O2叶绿体类囊体薄膜(2)活跃的化学能转变成稳定的化学能太阳能(光能)(3)减少、增加线粒体内膜酒精和二氧化碳(4)细胞质基质和线粒体C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容