中学生物课时学案必修一 10光合作用含答案.docx

中学生物课时学案必修一 10光合作用含答案.docx

《中学生物课时学案必修一 10光合作用含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中学生物课时学案必修一 10光合作用含答案.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中学生物课时学案必修一10光合作用含答案

【预习目标】

1.能够明确说出叶绿体中色素的提取和分离的方法和步骤及所用试剂。

2.明确说出细胞中色素的分布和种类及相关的作用。

3.明确说出光合作用发现历程中各个实验的各步操作的意义。

4.掌握光合作用的方程式，及反应过程

【基础知识回顾】

1.“绿叶中色素的提取与分离”实验

（1）色素提取液：

①。

（2）色素分离方法：

②法。

（3）色素分离原理：

四种色素在层析液中③不同，溶解度高的扩散速度④。

（4）分离结果：

滤纸条上自上而下呈现四条色素带。

（5）该实验中化学物质的作用：

二氧化硅的作用是使⑤；碳酸钙的作用是⑥。

2.叶绿体中色素的种类、含量及作用

色素名称

颜色

溶解度

色素种类

含量

吸收光的种类（主要）

①

②

最大

③

1/4

⑦

叶黄素

黄色

④

蓝绿色

叶绿素

3/4

⑧

⑤

⑥

最小

含量最多的色素为⑨，含量最少的为⑩；在滤纸条上两者之间相距最远的为

；光合作用中最有效的光为

，最无效的光为

。

3、叶绿体的结构和功能

（1）结构：

一般呈扁平的椭球或球形，外表具①，内部有许多②，每个基粒有一个个囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为③，吸收光能的四种色素分布于④上。

（2）功能：

叶绿体是进行⑤的场所，其内不仅分布有光合色素，还有许多进行光合作用所必需的⑥。

4、光合作用的发现历程

（1）1771年，英国科学家普利斯特利证明：

①，但不知道更新何种气体。

（2）1779年，荷兰科学家英格豪斯证明：

普利斯特利的实验只有在②才能成功，即光合作用条件需要③。

（3）1785年,随着空气组成成分的发现,人们才明确绿叶在光下放出和吸收的气体分别是④。

（4）1864年，德国植物学家萨克斯的实验证实：

光合作用的产物除氧气外还有⑤。

（5）1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用⑥法证明：

光合作用释放的氧气来自水。

（6）20世纪40年代，美国科学家卡尔文，利用⑦技术最终探明了⑧中的碳在光合作用中转化成⑨中碳的途径。

（7）光合作用的总反应式：

⑩

5、光合作用过程

总反应式：

⑦

6、光合作用原理的应用

⑴光合作用强度是指绿色植物在单位时间内通过光合作用制造①的数量。

⑵影响光合作用强度的因素包括：

空气中②的浓度、土壤中③和矿质元素的过少、光照的

④和光的⑤以及温度的高低。

7、化能合成作用

⑴概念：

某些细菌能够利用体外环境中的某些①氧化时所释放的能量来制造的合成作用。

⑵实例：

硝化细菌能利用②氧化成③和④时所释放的化学能，将

⑤和⑥合成⑦。

【自我检测】

1.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（）

A.光反应强度升高，暗反应强度降低B.光反应强度降低，暗反应强度降低升高

C.反应强度不变，暗反应强度降低降低D.反应强度降低，暗反应强度降低不变

2、某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。

将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是（）

A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条

C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条

3、下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是（）

A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生

B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变

C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短

D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应

4.某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。

下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是（多选）（）

A．适当的遮光处理，可提高其干重

B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关

C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标

D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用

5.中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。

小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。

Ⅰ.提取叶绿素

Ⅲ.探究pH对叶绿素稳定性的影响

取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行实验，方法和结果如下表。

实验组号

叶绿素溶液（mL）

调pH至

处理时间（min）

溶液颜色

①

3.0

Y

10

绿色

②

3.0

7.0

10

绿色

③

3.0

6.0

10

黄绿色

④

3.0

5.0

10

黄褐色

注：

叶绿素被破坏后变成黄褐色。

根据所学知识和实验结果，请回答：

（1）提取食用叶绿素的X应该为，原因是。

（2）表中Y应该为，原因是。

（3）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于食品，否则。

（4）小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供监测方法并写出主要步骤。

学案10能量之源——光与光合作用

课内探究案

第一课时

【学习目标】

1．准确掌握叶绿体中色素的提取和分离的方法及色素的分类。

2．能够准确分析光合作用的基本过程的图解，及外界条件变化引起的物质量的改变。

【合作学习精讲点拨】

【探究点一】“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析

【例题1】关于绿叶中色素的提取和分离实验：

（1）在“叶绿体色素的提取和分离实验"中，将叶绿体色素进行分离的方法名称是：

。

（2）某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下表述：

①将5g新鲜完整的菠菜叶，放在研钵中，加入无水乙醇、石英砂、碳酸钙以后，迅速研磨。

②用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画2～3次。

③把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。

实验结果失败，请指出其错误：

①

②

③

思考：

下图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。

据图回答：

（1）图中步骤①加入研钵内的物质：

A_________10mL，作用是_________；B_________少许，作用是研磨得充分：

C_________少许，作用是_________。

（2）图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有_________。

（3）图中步骤③剪去两角的作用是_________，画滤液细线的要求是_________。

（4）图中步骤④中关键应注意_________；加盖的目的是_________；色素带最宽的是_________，扩散速度最快的是_________。

提升：

色素提取液呈淡绿色的原因

【变式训练】

1、做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时，某同学有以下操作：

①将5g新鲜菠菜叶片剪碎放在研钵中，加入丙酮后直接进行研磨

②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画一条横线

③为增强实验效果，将滤液线画粗些

④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入到层析液中，让滤液细线浸入层析液中

这位同学错误的操作步骤是（）

A．①B．①②C．①②③D．①②③④

2、阳光通过三棱镜能显示七种颜色的连续光谱。

如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（）

   A、绿色区                      B、红光区和绿光区

   C、蓝紫光区和绿光区            D、红光区和蓝紫光区

【探究点二】“光合作用的探究历程”的分析

【例题2】在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名实验，这些实验设计都有逻辑上的严密性。

下列叙述中不正确的是

A．普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡，证明了绿色植物在光照下吸收CO2，放出O2，从而更新空气

B．萨克斯的实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉

C．恩吉尔曼的实验证明氧气是叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所

D．鲁宾和卡门用同位素180分别标记CO2和H2O，供绿色植物利用，分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧气全部来自H2O

思考：

、光合作用发现实验中的变量分析

在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更科学、准确。

①萨克斯：

自身对照，自变量为，因变量为颜色变化。

②恩格尔曼：

自身对照，自变量为光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光），因变量为。

③鲁宾和卡门：

相互对照，自变量为（H218O与C18O2），因变量为O2的放射性。

④普利斯特利：

缺少空白对照，实验结果说服力不强。

2、恩格尔曼实验在设计上的巧妙之处

⑴是选用水绵作为实验材料。

水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。

⑵是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响。

从而确保实验能够正常进行。

⑶是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。

⑷是进行黑暗（局部光照）和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的

【变式训练】

1、下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的实验，你认为哪一个的结果是不可能是（）

A．将叶绿素的酒精提取液置于适宜光源的照射下5h，加碘液处理后溶液呈蓝色

B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，显微镜下观察到叶绿体变成蓝色

C．叶绿体色素的酒精提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域

D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在

2、德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理（消耗掉叶片中的淀粉）后，再把叶片的一部分遮光，其它部分曝光。

一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。

下列有关本实验的分析及结论合理的是（）

①本实验未设对照组

②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因

③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态

④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉

A．只有②③B．只有①②③C．只有②③④D．①—④全部

【探究点三】光合作用过程分析

【例题3】下图为光反应、暗反应联系示意图，请根据图回答下面的问题：

（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，则小麦叶片中的三碳化合物含量会        

思考：

光照和CO2浓度变化对细胞内C3、C5、、ATP及（CH2O）含量的影响

条件

C3

C5

、ATP

ADP

（CH2O）

停止光照，CO2供应不变

光照不变，停止CO2供应

提升：

光反应与暗反应的区别和联系

项目

光反应

暗反应

区别

实质

条件

场所

物质转化

能量转化

联系

【变式训练】1、对光合作用过程中物质转变途径的叙述中，不正确的是（）

A．碳原子：

CO2→C3化合物→（CH2O）B．氧原子：

H2O→O2

C．氢原子：

H2→ATP→（CH2O）D．氧原子：

CO2→C3化合物→（CH2O）

2、在光合作用的暗反应中发生的反应过程有（）

①CO2的固定②O2的释放③糖的生成④H2O的分解⑤C3化合物的还原

A．①②③B．①③⑤C．②③④D．③④⑤

【当堂检测】

1、生物学是一门实验科学，下列有关生物学实验的叙述正确的是（）

A．从叶绿体中提取色素的原理是叶绿体色素能溶解在丙酮酸中，不同色素溶解度不同

B．用过氧化氢作实验材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响

C．恩格尔曼的水绵实验中好氧细菌的作用是检测水绵细胞内光合作用释放氧气的部位

D．萨克斯的半叶法实验中须先将叶片摘下置于暗处，以消耗掉叶片中的各种有机物

2、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

3、右图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，1、2、3分别表示不同代谢过程。

以下表达正确的是（）

A．①中水参与①过程第二阶段的反应，产生于第三阶段，测定叶片的①的强度一定要将装置放在黑暗中

B．③在叶绿体囊状结构上进行，一定在黑暗中才可以进行

C．②中产生的O2用于①的第二阶段，生成CO2，释放出少量能量

D．X代表的物质在叶绿体中的移动方向为从叶绿体的基质移向叶绿体的囊状结构

学案10：

能量之源——光与光合作用

课内探究案

第二课时

【学习目标】

1、能够准确判断外界条件骤变引起的物质变化，并能够说明理由。

2、能够准确分析影响光合作用的因素的曲线，并能够在农业生产中应用。

3、掌握化能合成与光合作用的区别。

【课前三分钟】判断外界条件骤变引起的物质变化

图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。

根据图回答：

（1）图1中A表示的物质是，它由产生，其作用是。

（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于。

若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是。

（3）图2中曲线a表示的化合物是，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：

。

（4）曲线b表示的化合物是，在无光照时，其含量下降的原因是：

。

【合作学习精讲点拨】

【探究点四】影响光合作用的因素

【例题4】请回答下列有关光合作用的问题：

（1）光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。

其中，光照强度直接影响光合作用的

过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程。

（2）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。

①在温度为10℃、光照强度大于千勒克司时，光合速度不再增加。

当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是。

②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。

【例题5】下列①~④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。

在下列各选项中，不正确的是（）

A.①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低

B.③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低

C.④图中Z因素（Z3>Z2>Z1）可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度

D.②图中Y因素最有可能代表光照强度

1.光照强度

（1）曲线分析

A点:

光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB段:

随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B点:

细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长）,B点所示光照强度称为光补偿点。

BC段:

表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了,C点所示光照强度称为光饱和点。

C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,外部因素是除光照强度之外的其他环境因素。

（2）应用:

阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如上图中虚线所示。

间作套种农作物、合理密植,可有效地利用光能。

2.CO2浓度

（1）曲线分析

在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。

图中的A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度,即CO2补偿点。

B点表示CO2饱和点,限制此点后光合速率的内部因素是酶的数量和最大活性,外部因素是温度及光照强度等其他环境因素。

（2）应用:

在农业生产中大田作物可通过“正其行,通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度,大棚作物可通过通风换气、增施农家肥、与鸡舍鸭舍猪舍相通、使用CO2发生器等措施增大CO2浓度,提高光合作用强度。

3.温度

（1）曲线分析

温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

（2）应用:

冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。

【变式训练】

1、下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答：

（1）甲图表示在光照弱的情况下，光合作用随的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是阶段。

（2）从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速度不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于，此时光合作用的阶段受到限制。

（3）图乙中C点表示光照强度为B时，是植物生长的，出现CD段的原因是。

（4）请在图甲中绘制50℃时植物光合作用速度变化的曲线。

（5）根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。

2、如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。

请分析回答：

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是。

（2）图甲中的“a”点表示。

如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是

（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从向方向移动。

如下图所示中与c点相符合的是

（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量。

（填“高”、“低”或“基本一致”）

（5）当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果应分别为M1M2、N1N2。

（6）增施农家肥可以提高光合效率的原因是：

①

②

【探究点五】化能合成作用

1、概念：

化能合成作用是一些生物（如硝化细菌）利用化学能（体外环境物质氧化释放的能量）把CO2和H2O。

合成储存能量的有机物的过程。

2、实例：

硝化细菌主要有两类：

一类是亚硝化细菌，可氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌，可以把亚硝酸氧化成硝酸，两者释放的能量都能把无机物合成有机物。

除了硝化细菌外，常见的还有硫细菌、铁细菌等。

思考：

1、硝化细菌合成有机物所需要的能量从何而来？

2、光合作用与化能合成作用有何异同点？

变式训练：

下图表示生物体部分代谢过程，有关分析正确的是：

A．噬菌体进行过程②为自身生命活动提供能量

B．能进行过程③的生物无核膜，属于生产者

C．②和④过程只能发生于不同细胞中

D．过程①只能在植物细胞的叶绿体中进行

学案10能量之源——光与光合作用答案

课后拓展案

1．下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有（）

A．水、二氧化碳、ATPB．氧气、水、ATP

C．水、ADP、PiD．ADP、C3、水

2、生长于弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要原因在于（）

A．蒸腾作用过慢B．光反应速率不高

C．暗反应速率过快D．呼吸作用过快

3．如图中所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，然后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。

然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。

以下分析正确的是（）

A．改变温度，不影响叶片开始上浮所需的时间

B．改变光照强度，不影响叶片开始上浮所需的时间

C．改变NaHCO3溶液的浓度，不影响叶片开始上浮所需的时间

D．若将装置置于黑暗中，上浮的叶片又会下沉

4．某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。

他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。

取100mL三角瓶四个，编号l、2、3、4，按下表操作（光照、温度相同且适宜）并记录结果。

下列评价或修改不合理的是（）

A．自变量二氧化碳浓度的控制不严格

B．只要控制光照、温度相同即可

C．实验材料本身存在的差异会影响实验结果

D．制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处

5．在两个相同的密闭、透明玻璃室内各放置一盆长势相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃室内的CO2含量，结果如下表（假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变）。

下列有关分析，错误的是（）

记录时间（min）

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

甲种植物（mg/L）

150

113

83

58

50

48

48

48

48

48

乙种植物（mg/L）

150

110

75

50

30

18

8

8

8

8

A．在0～25min期间，影响光合速率的主要因素是CO2浓度

B．上表数据说明，甲植物比乙植物固定CO2的能力强

C．在0～25min期间，甲和乙两种植物光合速率都逐渐减小

D．在30～45min期间，甲、乙两种植物仍然在进行光合作用

6．下图是某一种植物的一个叶肉细胞中的两种生物膜结构及其上发生的生化反应。

下列有关说法中，错误的是（）

A．①具有吸收、传递和转换光能的功能，②的化学本质是蛋白质

B．A结构上的反应所需的能量是由B结构上的反应提供的

C．B结构上的反应所需的氧气可以由A结构上的反应提供

D．B向内折叠形成嵴以增大化学反应的膜面积，体现了结构与功能相适应

7．植物光合速率受多种环境因素的影响。

下图表示在不同环境条件下黄瓜的光合速率变化情况，相关叙述正确的是（）

A．光照强度在5～6时，植物光合速率随光照强度升高而升高

B．光照强度一定时，CO2浓度对光合速率的影响比温度的影响显

C．光照强度为1时，植物光合速率极低，细胞中ATP的含量几乎为0

D．光照强度和CO2浓度一定时，植物光合速率随着温度升高而不断加快

8．下图所示为绿色植物细胞部分结构的某些代谢过程示意图。

请回答：

（1）图中C、D所代表的物质分别为；光反应之所以在该部位进行，从结构与功能相适应的观点看，是由于该结构中有。

（2）图中H所代表的物质有。

（3）用分离出的叶绿体进行实验。

破碎叶绿体的膜后，内部的薄膜和基质都释放出来。

在缺少二氧化碳的条件下，给予光照，然后再用离心法去掉薄膜。

黑暗条件下，在去掉薄膜的基质中加入14