学年人教版必修一54能量之源光与光合作用学案2Word格式.docx
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光照、温度、必需元素(N、Mg等)
二、捕获光能的结构
1.形态:
光镜下一般呈扁平的形或形。
2.分布:
绿色植物的和嫩茎的皮层细胞等。
3.写出各结构的名称:
①②
③④⑤
4.与光合作用有关的酶主要分布在和
5.与光合作用有关的色素分布在
6.叶绿体的功能是
1.说出光合作用的概念及了解光合作用的探究历程。
2.把握光合作用过程的光反应与暗反应阶段及相互关系。
【复习回顾】1.绿叶中色素的提取过程中,无水酒精、二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么?
2..写出下面滤纸条上四条色素带对应的色素种类及颜色:
①
②③④
① 、 色
② 、色
③ 、 色
4 、___色
3.如果分离得到的色素带颜色过浅,原因可能有哪些?
一、光合作用的含义:
是指绿色植物通过,利用,把和
转变成储存着的,并且释放出的过程。
二、光合作用的探究历程(自行阅读教材P101--102内容完成下列填空)
发现者
实验
结论
普利斯特利
小鼠(蜡烛)与绿色植物放在玻璃罩内没有窒息而死(熄灭)
植物可以
英格豪斯
同普利斯特利的实验过程
只有在和有
时植物才可以更新空气
梅耶
根据和
光合作用把光能转换成
储存起来
萨克斯
绿色植物→、叶片一半曝光、一半遮光→碘处理→颜色变化
叶片在光合作用中产生了
是光合作用的必要条件
恩格恩曼
利用在不同光照条件下对
分布的影响
氧气是释放出来的
是光合作用的场所
鲁宾和卡门
H218O+CO2→植物→18O2
H20+C18O2→植物→O2
光合作用释放的氧气全部来自于
卡尔文
用标记CO2
探明了转化成有机物的途径,即
光合作用探索历程中设计的几个实验分析
1.萨克斯的实验分析:
①设置了自身对照,自变量是,因变量的观测指标是。
②实验的关键是,该操作的目的是。
③用碘鉴定前应先脱色、漂洗的目的是
④本实验除证明了光合作用的产物有外,还证明了是光合作用的必要条件。
2.恩格尔曼实验设计的巧妙之处:
①实验材料选择和:
水绵的叶绿体呈,便于观察。
用好氧细菌可确定。
②没有空气的黑暗环境:
排除了和的干扰
③用点状投射:
叶绿体上受光情况,相当于一组对比实验;
能更准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。
④进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验:
明确实验结果完全是引起的。
拓展:
后人把恩格尔曼的实验加以改进:
将可见光经三棱镜后照到临时装片上,结果可发现在___________________区域好氧性细菌特别多,在________区域好氧性细菌特别少。
3.鲁宾和卡门的实验分析:
设置了对照实验,自变量是,因变量是__________________
探究方法:
小结:
由上述实验归纳光合作用的场所、动力、原料、产物,得出光合作用的反应式。
场所:
;
动力:
原料:
产物:
光合作用反应式:
三、光合作用的过程
根据反应过程是否需要,将光合作用划分为和两个阶段。
.1.绘出光合作用过程的图解
2、光反应阶段
(1)场所:
叶绿体的上
(2)条件:
需、、
水的光解:
(3)物质变化
ATP的合成:
(4)能量变化:
将转化成活跃的储存在ATP中,用于。
3、暗反应:
叶绿体的中
不需,需要
(4)产物:
ATP中的转化为糖类等有机物中。
'
4.光反应与暗反应的联系:
光反应为暗反应提供,暗反应为光反应提供
5.写出光合作用总的反应式并标出氧的来源和去处
6.光合作用的实质:
把_____和_____转变为有机物,把______转变成______,储存在有机物中。
思考与讨论:
1.在叶绿体中,ATP的移动方向是怎样的?
ADP呢?
2.结合光合作用的过程,总结影响光合作用的环境因素:
主要包括、、和光合作用必需的矿质元素。
3.请分析如果突然切断光源,则三碳化合物、五碳化合物和ATP的含量短时间内有何变
化?
4.请分析如果突然切断CO2的供应,则三碳化合物和无碳化合物和ATP的含量短时间内
有何变化?
四、化能合成作用
1.概念:
利用体外环境中的某些氧化时释放的能来。
2.自养生物和异养生物
(1)自养生物:
能将无机环境中转化为有机物的生物。
拓:
分类→据利用的能源不同分为型(如绿色植物)和型(如硝化细菌、铁细菌、硫细菌等)
(2)异养生物:
只能利用环境中来维持自身的生命活动。
如人、动物、真菌、大多数细菌等。
1.有氧呼吸与光合作用的区别和联系
2.环境因素对光合作用强度的影响(光照强度为重点)
【复习回顾】
1.光合作用(注出字母和数字的含义)
2.光合作用的反应式
3.有氧呼吸的反应式
4.无氧呼吸反应式:
一、有氧呼吸与光合作用的区别和联系
比较项目
光合作用
有氧呼吸
场所
条件
物质变化
无机物(CO2+H2O)→储存能量的有机物
有机物→无机物(CO2+H2O)+ATP
能量变化
能→能(储能)
能→+能(放能)
[H]来源
及去路
来源:
阶段
去路:
用于阶段的还原
第阶段和第阶段
用于第阶段还原
ATP来源
阶段吸收的
三个阶段均产生(第三阶段多)
用于各项
实质
意义
实现了生物界基本的物质和能量的转化
维持大气中O2和CO2的相对平衡
促进了生物的进化
为生命活动供能
为体内物质合成提供原料
维持体温(恒温动物)
联系
2、环境因素对光合作用强度的影响
(一)光合作用强度的概念
(二)影响光合作用强度的因素:
1.内部因素:
色素的量、C5的量、酶的量、叶龄、叶面积等。
2.环境因素:
光照强度、CO2浓度、温度、矿质元素、水等。
(三)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,浮力下降,叶片在水中下沉,光照下叶片进行光合作用产生氧气,充满细胞间隙,浮力增加,叶片又会上浮。
光合作用越强,单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。
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=1cm)
抽出叶片内气体:
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
强、中、弱三种光照处理:
取3只小烧杯,分别倒入20mL富含CO2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 ,说明在一定范围内,随着光照强度的不断增强,光合作用强度不断增强。
三、结合细胞呼吸,人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系,请分析:
1.说出各点代表的生物学意义
①A点:
光照强度为 ,只进行 作用。
②B点:
光合作用强度 呼吸作用强度,为光补偿点。
③C点:
是光合作用达到 时所需要的最小光照强度,即光饱和点。
2.说出各线段代表的生物学意义
①OA段:
作用强度。
②AB段:
随光照增强,光合作用强度 ,但仍比呼吸作用 。
③BD段:
光合作用强度继续随光照强度的增强而 ,而且光合作用强度 呼吸作用。
④DE段:
光合作用强度达到饱和,不再随光照强度的增强而 。
图示判断光合速率与呼吸速率的关系
V光合V呼吸V光合V呼吸V光合V呼吸只进行
3.呼吸速率与光合速率的测定
(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,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
①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。
②表观(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。
③真(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。
练习
1.从绿叶中提取色素,选取的最佳叶片应是()
A.肥嫩多汁的叶片B.革质叶片
C.刚刚长出来的小嫩叶D.鲜嫩、颜色浓绿的叶片
2.仙人掌的肉质茎进行光合作用所需要的色素分布在()
A.叶绿体的内膜上B.细胞质基质中
C.叶绿体的类囊体的薄膜上D.叶绿体基质中
3.如图所示为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。
下列叙述错误的是()
A.图中①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2和CaCO3
B.将研磨液倒入图中②的漏斗内,漏斗底部应放一块单层尼龙布
C.图中③画滤液细线的要求是细、齐、直
D.图中④随层析液在滤纸条上扩散速度最快的色素为黄绿色
4.西兰花被誉为“蔬菜皇冠”。
大棚种植西兰花能够让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。
为了增加其产量,大棚内照明灯的颜色和大棚的塑料薄膜颜色选择最好的组合为()
A.蓝紫光或红光、无色透明B.蓝紫光或红光、黄色透明
C.白光、黄色透明D.白光、无色透明
5.对“绿叶中色素的提取和分离”实验,下列描述正确的是()
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、二氧化硅、CaCO3以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复2~3次
C.将画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
6.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验操作的叙述,错误的是()
A.加入少许二氧化硅可使绿叶研磨充分
B.加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏
C.胡萝卜素随层析液在滤纸上扩散得最快
D.滤纸条上叶绿素a的色素带最宽是因其溶解度最大
7.绿叶中色素的分离过程中,在滤纸条上扩散得最慢的色素及其主要吸收的光是()
A.胡萝卜素,蓝紫光B.叶绿素a,红光和蓝紫光
C.叶黄素,蓝紫光D.叶绿素b,红光和蓝紫光
8.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是()
A.可利用纸层析法进行分离
B.随层析液在滤纸条上扩散速度最慢的色素呈蓝绿色
C.最窄的色素带呈橙黄色
D.色素带最宽的色素是叶绿素a
9.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用无水乙醇提取绿叶中的色素,用层析液进行纸层析,图为滤纸层析的结果(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、为色素条带)。
下列叙述错误的是
()
A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次
10.如图为水绵结构模式图。
恩吉尔曼进行光合作用实验时,把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用白光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射,发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处;
若将装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在带状叶绿体的周围。
此实验不能说明()
A.光合作用产生氧气B.氧气的释放需要光照
C.叶绿体是光合作用的场所D.光合作用产生的氧气来自水
1.“人参为“东北三宝”之首,其茎单生,直立,叶为掌状复叶。
当叶片进行光合作用时,光反应阶段为暗反应阶段提供的物质是()
A.O2和C3化合物B.叶绿体色素
C.H2O和O2D.[H]和ATP
2.美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2中的氧,证明了光合作用()
A.制造了有机物B.利用了根系吸收的水分
C.释放的氧气来自H2OD.释放的氧气来自CO2
3.睡莲叶片的上表皮上的气孔数目多于下表皮,此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。
气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降,其表现在()
A.水光解产生[H]的量不足
B.光反应中产生的ATP数量减少
C.暗反应过程中[H]的数量不足
D.暗反应过程中产生的三碳化合物数量减少
4.科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是
A.二氧化碳→叶绿素→ADP
B.二氧化碳→乙醇→糖类
C.二氧化碳→叶绿体→ATP
D.二氧化碳→三碳化合物→糖类
5.德国科学家恩格尔曼利用一极细小光束,照射在水绵上,结果发现被照部位有大量的好氧细菌聚集。
该
实验不能证明的是()
A.光合作用的过程是在叶绿体上进行的
B.光合作用的过程中有氧气释放出来
C.光合作用的过程中,CO2是必需的原料
D.光合作用的过程中必须要有光照
6.菠菜被誉为十大养颜美肤食物之一,颇受健美人的青睐。
如图表示菠菜叶光合作用的一个阶段。
下列各项叙述正确的是()
A.该阶段的化学反应在叶绿体类囊体薄膜上进行
B.C3生成(CH2O)需要[H]、ATP和多种酶
C.提高温度一定能促进(CH2O)的生成
D.无光条件有利于暗反应进行
7.在置于黑暗条件下叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液,再给予瞬时光照。
下列说法正确的是()
①黑暗条件下,叶绿体基质中不存在C3和C5
②黑暗条件下,叶绿体悬浮液不能合成ATP和[H]
③瞬时光照后,C3出现放射性比(CH2O)早
④光照瞬间,C3含量迅速增加而C5含量迅速减少
A.①②B.②③C.③④D.①④
8.如图甲为叶绿体结构模式图,乙是从图甲中取出的部分结构放大图。
下列相关叙述,正确的是()
A.图乙所示结构取自图甲中的①或③
B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C.ATP的合成场所是④,分解场所是③
D.叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积
9.图为恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵时,发现好氧细菌大量集中在如图所示区域,以下分析正确的是()
A.水绵光合作用产生的氧气能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O
B.实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中,目的是隔绝二氧化碳
C.图中细菌分布的差异是由于水绵不同区域有机物的含量不同造成的
D.图中细菌分布的差异是由于在不同波长光下氧气的产量不同造成的
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,这是由于()
①没有[H]和ATP供应,三碳化合物的还原停止,三碳化合物不能形成糖类等物质,积累了许多的三碳化合物所致
②暗反应仍进行,CO2与五碳化合物结合,继续形成三碳化合物
③光反应停止,不能形成[H]和ATP
④光反应仍进行,形成[H]和ATP
A.④③②B.③②①C.④②D.③②
1.下列有关化能合成作用的叙述错误的是()
A.进行化能合成作用的生物为细菌、真菌
B.进行化能合成作用的生物能够利用无机物氧化时释放的能量
C.进行化能合成作用的生物属于自养生物
D.硝化细菌能将二氧化碳和水合成糖类
2.在水稻籽粒形成期间,下列分析不正确的是()
A.水稻绿叶的光合色素中,叶绿素吸收的光能最多
B.若为水稻提供14CO2,则籽粒淀粉中可检测到14C
C.连续阴雨天气会使籽粒重量减小,从而影响水稻的产量
D.籽粒一昼夜内增多的物质量就是其净光合作用量
3.利用温室大棚栽培蔬菜、瓜果等农作物已成为现代农业的基本模式。
下列是温室大棚栽培经常采取的措施,其中不是通过增强光合作用速率实现的是()
A.给农作物增施氮肥
B.大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充CO2
C.给农作物补充适宜强度的人工光照
D.夜间适当降低农作物的环境温度
4.下列关于绿色植物光合作用的叙述,正确的是()
A.给绿色植物提供含有H218O的水,只会在植物释放的O2中发现18O
B.根据光合作用释放的O2量,可以计算光合作用中有机物的积累量
C.停止光照,暗反应很快会停止;
停止供应CO2,则光反应不受影响
D.在较强光照下,光合作用强度随着CO2的浓度的提高而增强
5.下列有关农业生产的做法和原理,不正确的是()
A.不同作物对无机盐的吸收具有差异性,轮作有利于植物对无机盐的合理利用
B.水稻要定期排水,主要是防止根系无氧呼吸积累酒精而烂根
C.“正其行,通其风。
”其蕴含的科学道理是通风有利于为植物提供足够的CO2
D.大棚蔬菜种植时最好使用红色或蓝紫色的透明塑料薄膜,原因是绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光
6.图甲表示在一定的光照强度下,植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路,找出图甲在图乙中的位置()
A.AB之间B.BC之间C.C点以后D.B点
7.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是()
①无氧和零下低温环境不利于水果的保鲜
②CO2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
③光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中稳定的化学能转变为ATP
④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
A.②③B.①③C.①②D.①④
8.将某绿色植物放在特定的实验装置中,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。
实验结果如下表所示:
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.50
2.25
下列对该表数据分析错误的是()
A.昼夜不停的光照,在25℃时该植物生长得最快
B.昼夜不停的光照,在20℃时该植物一天固定的CO2量为78mg
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20℃时该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,10℃时该植物积累的有机物是30℃时的2倍
9.如图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化,乙表示水稻叶肉细胞在相同条件下CO2吸收量与光照强度的关系。
下列有关说法正确的是()
A.光照强度为a时,叶绿体中C3的含量是C5的两倍
B.乙中限制g点CO2吸收量的主要因素是光照强度
C.甲中的b光照强度应小于乙中f点对应的光照强度
D.适当提高CO2浓度后再测定,乙中的f点将向右移动
10.如图表示叶面积指数与总光合量、呼吸量等的关系(叶面积指数是指植物单位面积中叶面积的数量,此数量越大,表示叶片交叉程度越大)。
请据图回答问题:
图中曲线1、2、3及D点的生物学意义依次表示()
A.总光合量、呼吸量、干物质量;
植物的净光合作用等于零
B.总光合量、干物质量、呼吸量;
C.干物质量、总光合量、呼吸量;
植物的净光合作用大于零
D.呼吸量、总光合量、干物质量;
植物的净光合作用小于零
1-5DCDAD6-10DDBDD
1-5DCDDC6-10BBDDB
1-5ADDBD6-10ADBCB
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