(学案)能量之源—光与光合作用

高中生物一轮复习学案------必1修第5章第1页共8页第4节能量之源—光与光合作用（三）【教学目标】1．环境因素对光合作用强度的影响2．化能合成作用【教学重点】环境因素对光合作用强度的影响【教学难点】环境因素对光合作用强度的影响【基础知识】一、环境因素对光合作用强度的影响（一）光合作用强度的表示方法光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。可以有如下的表示指标：①单位时间内光合作用产生有机物的量；②单位时间内光合作用吸收CO2的量；③单位时间内光合作用放出O2的量等（二）实验：探究光照强弱对光合作用强度的影响材料用具：打孔器，注射器，40W台灯，灯杯，绿叶（如菠菜叶片）方法步骤：1．取_____________________，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）。2．将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，_________________________________________________，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。3．将内部气体逸出的小圆形叶片，___________________________________。这样的叶片因为细胞间隙中充满了水，所以全部沉到了水底。4．取3只小烧杯，_________________________________________________（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）。5．分别向3只小烧杯中___________________________________，然后分别对这三个实验装置___________________________________（3盏40W台灯分别向三个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定）。6．_________________________________________________________________。（三）影响光合作用强度的因素及应用1．内部因素：①植物种类不同②同一植物在不同的发育阶段③同一植物不同部位高中生物一轮复习学案------必1修第5章第2页共8页④同一叶片的不同发育时期2．外部因素：（1）光1）光照强度：曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=细胞呼吸强度，称B点为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长)。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，称C点为光饱和点。有关计算：光合作用产生的有机物量=__________________________________________。光合作用实际吸收CO2=____________________________________________。光合作用实际释放O2=__________________________________________。总光合速率=___________________________________。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，延长光合作用时间如轮作、增加光合作用面积如合理密植。2）光质不同影响光合速率，_______光为复色光，光合作用能力最强。单色光中_______光作用最快，_______光次之，_______最差。应用：对温室大棚用无色透明玻璃。、若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。3）日变化（光照时间）：光合速率在一天中有变化（2）温度：温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用；在一定范围内随温度的提高，光合作用加强；温度过高时也会影响酶的活性，使光合作用强度减弱。应用：温室栽培植物时适当昼夜温差。植物“午休”原因之一。（3）CO2浓度、含水量和矿质元素(如图所示)CO2是植物进行光合作用暗反应的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用高中生物一轮复习学案------必1修第5章第3页共8页释放的CO2相等。但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。适当提高室内CO2的浓度如施放一定量的干冰或多施农家肥、通风水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内（如夏季的“午休”现象）。应用：______________；______________。矿质元素直接或间接影响光合作用，如Mg是叶绿素的组成成分，N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分等等，应用：___________________________________。（4）多因子对光合作用速率影响的分析（如图所示）曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。二、光合作用与细胞呼吸关系1．光合作用与呼吸作用过程图解高中生物一轮复习学案------必1修第5章第4页共8页2．有氧呼吸与光合作用中氧原子的去向与来源（1）光合作用“O”的来源和去路6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2（2）有氧呼吸“O”的来源和去路与光合作用相反。[来源:学.科.网]3．植物光合作用-呼吸作用过程中几种关系（若植物细胞同时具有线粒体和叶绿体）①若光合作用强度等于呼吸作用强度此时细胞的光合作用和呼吸作用强度相同，光合作用产生的O2，提供给呼吸作用。而呼吸作用产生的CO2则供应细胞的光合作用。可用图表示为：②若光合作用强度小于呼吸作用强度此时细胞的光合作用强度小于呼吸作用强度，呼吸作用占上风。呼吸作用所需要的O2，一方面来自叶绿体提供，另一方面则来自外界环境中；产生的CO2一则提供给叶绿体利用，多余的则释放到环境中去。可用下图表示：③若光合作用强度大于呼吸作用强度此时细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，细胞光合作用所利用的CO2除来自细胞自身呼吸产生外，不足的部分则来自外界环境；细胞光合作用产生的O2，除用于自身细胞呼吸消耗外，其余的O2则释放到外界环境中。可用图表示为：光能叶绿体↓↓↑↑↑线粒体叶绿体O2O2CO2CO2线粒体叶绿体CO2CO2O2O2线粒体叶绿体O2CO2高中生物一轮复习学案------必1修第5章第5页共8页二、化能合成作用1．化能合成作用的概念：少数细菌利用体外环境中某些无机物氧化过程中释放的能量，将CO2等无机物变成有机物。这些细菌属于______________（自养/异养型）生物，例如______________。2．土壤中硝化细菌的化能合成作用体外：2NH3+3O2——→2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2——→2HNO3+能量硝化细菌体内：酶、能量CO2+H2O————→（CH2O）+O2【当堂练习】1．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的B.光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用C.光合作用形成的糖类在细胞呼吸中被利用D.光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进答案：C基础知识答案（二）实验：方法步骤：1．生长旺盛的绿叶。2．用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞。3．放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。4．分别倒入20mL富含二氧化碳的清水。5．各放入10个小圆形时片，然后分别对这三个实验装置进行强、中、弱三种光照。6．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。2．外部因素：（1）光1）光照强度：有关计算：光合作用产生的有机物量=实测有机物积累量+细胞呼吸消耗的有机物量光合作用实际吸收CO2=实际测的CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量光合作用实际释放O2=实际测的O2释放量+细胞呼吸消耗O2量总光合速率=净光和速率+呼吸速率2）光质不同影响光合速率，白；红；蓝紫；绿光。（3）CO2浓度、含水量和矿质元素应用：预防干旱；适时适量灌溉。合理施肥，适时适量地施肥二、化能合成作用1．自养型；硝化细菌。高中生物一轮复习学案------必1修第5章第6页共8页课本答案与提示P44（一）问题探讨1.用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。P44（二）实验1.滤纸条上有4条不同颜色的色带，从上往下依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。这说明绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。2.滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。P46（三）资料分析1.恩格尔曼实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。2.提示：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果，等等。3.叶绿体是进行光合作用的场所。P46第一小节练习基础题1.（1）×；（2）√。2.B。3.结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。拓展题1.植物体吸收光能的色素，还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。2.提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。高中生物一轮复习学案------必1修第5章第7页共8页P47思考与讨论1.光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光无光均可进行场所类囊体的薄膜上叶绿体内的基质中物质变化H2O分解成O2和［H］；形成ATP二氧化碳被固定；C3被［H］还原，最终形成糖类；ATP转化成ADP和Pi能量转换光能转变为化学能，储存在ATP中ATP中的化学能转化为糖类中储存的化学能2.物质联系：光反应阶段产生的［H］，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。P47第二小节练习基础题1.（1）√；（2）×。2.B。3.D。4.C。5.D。6.B。7.光合作用中光反应阶段的能量来源是光能，暗反应阶段的能量来源是ATP。8.白天若突然中断二氧化碳的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是五碳化合物。拓展题1.（1）根据图中的曲线表明，7～10时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。（2）在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。（3）14～17时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1.√。2.×。3.√。选择题1.D2.D画概念图二、知识迁移提示：松土是我国农业生产中一项传统的耕作措施。松土可以增加土壤的透气性