1、第4节光合作用与能量转化二光合作用的原理和应用学习目标1.通过学习掌握光合作用的过程。2.通过学习能够从物质和能量观视角,阐明光合作用物质和能量的变化。3.理解并能应用影响光合作用速率的环境因素,及光合作用原理。课堂探究情境导学:两位同学以小品的形式引入课堂。探究一、光合作用的探究过程阅读课本P102“探索光合作用原理的部分实验”1.课本P102希尔反应的实验,本实验能得出什么结论?2.鲁宾和卡门的实验(1)鲁宾和卡门实验的方法:,实验目的:。(2)向甲组植物提供;向乙组植物提供。(3)实验结果:甲组植物释放的O2A全部是,乙组植物释放的O2B全部是。(4)实验结论:光合作用释放的O2来自。3
2、.阿尔农的实验,能得出什么结论?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?探究二、光合作用的原理阅读课本P103104的文本,对光合作用过程中的光反应和暗反应进行比较: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1.光合作用的强度的概念。2.影响光合作用强度的主要环境因素。3.课本P105的实验“探究环境因素对光
3、合作用强度的影响”实验流程取材:取,用直径为0.6 cm的打孔器打出。排气:将圆形小叶片置于注射器内,并让注射器吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞,使。沉水:将圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。叶片因细胞间隙,所以全都沉到水底。分组:取3只小烧杯,分别倒入富含的清水。光照:分别向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片,然后分别对这3个实验装置进行三种光照。观察并记录:同一时间段内各装置中。核心素养专练1.光合作用过程中,产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()外膜内膜基质类囊体膜A.B.C.D.2.光合作用产生的NADPH与呼吸作用产生的H
4、分别用于()A.都用于还原C3B.都用于还原O2C.前者还原O2,后者还原C3D.前者还原C3,后者还原O23.科学家用含14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子,发现其转移途径是()A.CO2叶绿素ATPB.CO2三碳化合物ATPC.CO2ATP(CH2O)D.CO2三碳化合物(CH2O)4.在光合作用中,需消耗ATP的是()A.三碳化合物的还原B.CO2的固定C.水在光下分解D.叶绿素吸收光能5.光合作用过程中,水的分解及三碳化合物形成糖类所需能量分别来自()A.呼吸作用产生的ATP和光能B.都是呼吸作用产生的ATPC.光能和光反应产生的ATPD.都是光反应产生的ATP6.下列关于光合作用和
5、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利用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7.光合作用过程中能量的转变过程是()A.光能ADP中活跃的化学能稳定的化学能B.光能叶绿体中活跃的化学能稳定的化学能C.光能ATP和NADPH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8.在光照最强的夏季中午,叶肉细胞内的C3、C5和ATP的含量变化情况依次是()A.升、降、升B.降、升、升C.降、升、降D.升、降、降9.在最适宜的光照、水分、肥料、温度等条件下,为增加粮食产量
6、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.空气中的二氧化碳含量10.将单细胞绿藻置于25 适宜的光照和充足的CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止光照,发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升,下列解释不符合的是()A.光反应仍进行,形成NADPH和ATPB.光反应停止,不能形成NADPH和ATPC.CO2与五碳化合物结合,继续形成少部分三碳化合物D.由于没有NADPH和ATP供应,三碳化合物不能形成糖类,积累了许多的三碳化合物11.下表为鲁宾和卡门利用同位素示踪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C18O
7、2O和CO2甲乙其他条件相同A.甲乙都为18O2B.甲乙都为O2C.甲为18O2、乙为O2D.甲为O2、乙为18O212.生于较弱光照下的植物,当提高CO2浓度时,其光合作用并未随之增强,主要限制因素是()A.呼吸作用和暗反应B.光反应C.暗反应D.呼吸作用13.(不定项选择题)下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B.C3生成糖类需要NADPH、ATP和多种酶C.提高温度不一定能促进糖类的生成D.无光条件有利于暗反应进行14.(不定项选择题)下列有关叶绿体的说法正确的是()A.叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同B.叶绿体产生的O2除释放到细胞
8、外,还可被线粒体利用C.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上,酶分布在基质中D.线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层15.(不定项选择题)下图为某植物细胞部分结构,下列叙述中正确的是()A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C.A是叶绿体,B是线粒体D.在白天适宜条件下,图中a、b、c、d能进行16.甲图是某绿色植物细胞内生命活动示意图,其中、表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质。乙图为该植物的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,请分析回答下列问题。甲乙(1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有(用图中数字表示),A表示
9、,D表示。(2)据乙图分析,温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为 。图中点光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗有机物的两倍。(3)图乙中a点时叶肉细胞中O2的移动方向是。研究者用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子,其转移途径是。17.研究小组探究某绿色植物在不同光照强度下(最适温度条件),植物体内有机物的产生速率或积累速率的变化情况,绘制成如图甲所示的曲线图。图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(字母代表气体体积)。请据图回答下列相关问题。(1)图甲中表示总光合速率的曲线是(填字母);m点的含义是,限制n点的环境因素不包括。(2)图甲的纵坐标还可以用来表示,也能得到类似的
10、图像。(3)若图乙表示的叶肉细胞光合速率等于呼吸速率,则图中字母存在的关系为。(4)若该植物细胞与周围环境的气体交换情况中e和d均大于0,则能不能说明该植物体内的有机物一定有积累?,原因是。参考答案学案设计探究一1.离体叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气。光反应暗反应区别场所类囊体薄膜叶绿体基质条件光、酶和光合色素酶、ATP和NADPH物质变化水的光解:2H2O4H+O2ATP的合成:ADP+Pi+能量(光能)ATPCO2的固定:CO2+C52C3C3的还原:2C3+NADPH(CH2O)+C5能量变化光能ATP、NADPH中的化学能ATP中化学能糖类中稳定的化学能联系光反应为暗反应的进
11、行提供ATP和NADPH；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又紧密联系，是相互依存相互制约的整体2.(1)同位素示踪法探究光合作用释放的氧气来源(2)含18O的CO2和不含18O的水含18O的水和不含18O的CO2(3)O218O2(4)水3.在光照下,叶绿体可合成ATP,并且这一过程总是与水的光解相伴随。4.同位素示踪法;CO2中碳在光合作用中转化成了有机物中的碳;卡尔文循环探究二 探究三1.是指植物在单位时间内通过光合作用制造的糖类的数量。2.光照强弱、CO2浓度和温度3.生长旺盛的绿叶圆形小叶片30片圆形小叶片内的气体逸出充满水CO2强、中、弱圆形小叶片浮起的数量核心素养专练1.B2.D3.D4.A5.C6.B7.C8.B9.D10.A11.D12.B13.BC14.BD15.CD16.(1)和丙酮酸ATP和NADPH(2)20b、d(3)从叶绿体移向线粒体葡萄糖丙酮酸二氧化碳17.(1)a该植物的光合速率等于呼吸速率光照强度和温度(2)CO2的固定速率或吸收速率(或O2的产生速率或释放速率)(3)c=d=e=f=0、a=b(4)不能此时整个植株的光合作用不一定大于呼吸作用