2015高中生物能量之源光与光合作用二新人教版必修.pptx

第第6 6课时能量之源课时能量之源光与光合作用光与光合作用二光合作用的原理和应用二光合作用的原理和应用1.了解光合作用的研究历史。了解光合作用的研究历史。2.说明光合作用以及对它的认识过程。说明光合作用以及对它的认识过程。3.解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。4.举例说明光合作用原理的应用。举例说明光合作用原理的应用。5.尝试探究影响光合作用的环境因素。尝试探究影响光合作用的环境因素。6.简述化能合成作用。简述化能合成作用。1.1771年,普利斯特利证实植物可以更新空气。2.1779年,英格豪斯证实:普利斯特利的实验只有绿叶在_下才能更新空气。3.1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是_,吸收的是_。4.1845年,梅耶根据能量转换和守恒定律指出,植物在进行光合作用时,把光能转换成_储存起来。5.1864年,萨克斯通过实验证明绿色叶片在光合作用中产生了_。6.1939年,鲁宾和卡门利用同位素标记法证实:光合作用释放的氧气来自_。7.20世纪40年代,卡尔文等探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成_中碳的途径。一、光合作用的探究历程光O2CO2化学能淀粉水有机物1.场所:光反应和暗反应的场所分别是_、_。2.过程:光反应过程的主要变化是_吸收光能,并且利用转化的光能完成两步重要的化学反应:一是水分解成_和_;二是合成了_。暗反应阶段的主要变化也是两步重要的化学反应:一是_的固定,即从外界空气中进入叶绿体的CO2与_结合形成_;二是_在_等条件下还原成_和_。叶绿体内的基质中二、光合作用的过程色素类囊体的薄膜上O2ATPHCO21112131415C5C3ATP、H和酶有机物C51617181920C3三、化能合成作用概念:能够利用体外环境中的某些_氧化时所释放的能量来制造有机物,叫作化能合成作用。21无机物1.生物圈中维持二氧化碳与氧气相对平衡的生命活动主要是什么?它们是如何影响空气中二氧化碳与氧气相对平衡的?光合作用和呼吸作用。光合作用吸收二氧化碳释放氧气,呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳,当吸收和释放的氧气以及吸收和释放的二氧化碳的量都相当时,就会达到一个相对平衡的状态。答案：答案：2.下图是证明光合作用产生淀粉的实验,其中需将植物先进行黑暗处理、对实验叶片进行遮光和照光处理,以及对实验叶片进行酒精脱色处理。什么是黑暗处理?酒精脱色处理后叶片呈现何种颜色?滴加碘液后,出现的现象是什么?答案：答案：黑暗处理就是将植物放在无光环境中,以便植物消耗完光合作用合成的有机物,也叫饥饿处理;酒精脱色处理后叶片呈黄白色;滴加碘液后,叶片遮光部分不变蓝色,见光部分变蓝色。3.光合作用光反应阶段和暗反应阶段的实质是什么?什么是化能合成作用?答案：答案：光反应的实质是把光能转变为不稳定的化学能,并放出O2;暗反应的实质是把不稳定的化学能转变为稳定的化学能并固定CO2形成有机物。化能合成作用是指利用环境中无机物氧化时释放的能量将无机物二氧化碳和水合成有机物的过程,如硝化细菌等少数生物。4.净光合速率、总光合速率与呼吸速率之间的数量关系是怎样的?答案：答案：答案：答案：光主要影响光合作用的光反应阶段,二氧化碳影响暗反应阶段。突然降低光照强度,C3的含量将增加;突然停止二氧化碳的供应,C3的含量将减少。净光合速率=总光合速率-呼吸速率。5.光和二氧化碳主要影响光合作用的哪个阶段?如果突然降低光照强度和突然停止二氧化碳的供应,则C3的含量将如何变化?1.什么叫光合作用?写出光合作用总的化学反应式。知识点一：光合作用过程解读知识点一：光合作用过程解读 绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成储藏能量的有机物,同时释放O2的过程,叫作光合作用,可用以下化学反应式表示:答案：答案：CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O2.光合作用的过程可分为哪两个阶段?发生的场所分别是什么?各阶段主要进行的生理过程分别是什么?光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段。前者在叶绿体的类囊体的薄膜上进行,包括水在光下分解成O2和H,ADP形成ATP。后者在叶绿体的基质中进行,包括CO2的固定,形成C3,C3的进一步还原形成糖类和C5。答案：答案：3.说出光反应和暗反应之间的联系。答案：答案：光反应为暗反应提供H和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。4.暗反应是在暗处进行的吗?为何称为暗反应阶段?光合作用两个阶段能量转换的形式如何?不是。这个阶段中的化学反应,没有光也能进行,所以称为暗反应,也就是说暗反应在有光无光时均能进行。光反应将光能转换成活跃的化学能,在暗反应阶段中转换成稳定的化学能储存在光合作用的产物中。答案：答案：知识总结知识总结学习光合作用过程时学习光合作用过程时,可结合光合作用图解理解掌握可结合光合作用图解理解掌握光反应、暗反应阶段中的物质变化和能量变化光反应、暗反应阶段中的物质变化和能量变化,认识两阶认识两阶段之间的密切联系。掌握分析反应物段之间的密切联系。掌握分析反应物CO2和和H2O所发生所发生的变化的变化,追踪反应物中各原子转移途径追踪反应物中各原子转移途径,并在生成物中找并在生成物中找到这些元素的位置。尽管光反应阶段和暗反应阶段的场到这些元素的位置。尽管光反应阶段和暗反应阶段的场所、条件等不同所、条件等不同,但暗反应需要光反应提供但暗反应需要光反应提供H和和ATP,通通过对比过对比,对光合作用过程的理解就不会只是停留在概念、对光合作用过程的理解就不会只是停留在概念、公式的层面上公式的层面上,解题时就会得心应手。解题时就会得心应手。知识点二：光合作用与有氧呼吸的关系及其影响因素知识点二：光合作用与有氧呼吸的关系及其影响因素1.光合作用与有氧呼吸有何联系?绿色植物晚上能否进行光合作用、有氧呼吸?二者的联系是光合作用为有氧呼吸提供物质基础有机物和O2;有氧呼吸为光合作用提供CO2。绿色植物晚上能进行有氧呼吸,不能进行光合作用。通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成量来定量表示光合作用的速率。影响光合作用的外界因素主要有光照强度、CO2浓度、温度等。答案：答案：2.通常以什么来定量表示光合作用的速率?影响光合作用的外界因素主要有哪些?答案：答案：3.测定呼吸速率的方法是将植物置于黑暗中,测定容器内CO2的增加量、O2或有机物的减少量。那么表观(净)光合速率又是如何测定的呢?将植物置于光下,测定容器内O2的增加量、CO2的减少量或有机物的增加量。通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成量来定量表示光合作用的速率。影响光合作用的外界因素主要有光照强度、CO2浓度、温度等。答案：答案：4.光合作用与呼吸作用在物质代谢和能量代谢方面有什么区别?答案：答案：知识总结知识总结该知识点是细胞代谢的难点内容该知识点是细胞代谢的难点内容,光合作用与有氧呼吸在光合作用与有氧呼吸在物质方面的变化是相反的物质方面的变化是相反的,在植物的新陈代谢中在植物的新陈代谢中,二者紧密联二者紧密联系。在学习过程中系。在学习过程中,需达到三个具体的学习目标需达到三个具体的学习目标:一是结合图一是结合图解解,要清楚表观光合速率、真正光合速率与呼吸速率三者之间要清楚表观光合速率、真正光合速率与呼吸速率三者之间的关系的关系,明确图中特殊点的生物学含义明确图中特殊点的生物学含义;二是结合光合作用的二是结合光合作用的过程过程,理解外界因素变化对理解外界因素变化对C3、C5等含量的影响等含量的影响;三是理解掌三是理解掌握绿色细胞中光合速率与有氧呼吸速率大小判断的方法。握绿色细胞中光合速率与有氧呼吸速率大小判断的方法。例例1 根据下图光合作用图解回答下列问题:【解析】图中的1、2、3、4分别表示H2O、O2、H和ATP。ATP(1)叶绿素分子利用所吸收的光能首先将 _分解成_和_。(2)暗反应阶段发生的两个主要的化学变化是_和_。(3)暗反应需要光反应提供_、_和多种酶的_。1H2OHO2CO2的固定C3的还原H催化技巧归纳技巧归纳解此题的关键是掌握光反应阶段和暗反应阶段所发生的物质、能量解此题的关键是掌握光反应阶段和暗反应阶段所发生的物质、能量的变化情况及反应条件、场所及两阶段的关系。注意光反应的产物的变化情况及反应条件、场所及两阶段的关系。注意光反应的产物HH和和ATPATP要用于暗反应中要用于暗反应中C3C3的还原的还原,此过程还伴有水的生成。此过程还伴有水的生成。例例2 2 下图表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线,请分析回答:A(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)c点时,叶绿体中ADP的移动方向是从_向_移动。植物的呼吸速率向右叶绿体基质类囊体薄膜(4)在其他外界因素都适宜的情况下,b点与c点相比较,c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:M1_M2、N1_N2。(填“”、“=”或“”)=低【解析】c点与b点相比,光照强度更强,产生的H更多,从而消耗的C3更多,因此c点时细胞中的C3比b点时低。技巧归纳技巧归纳光合作用的场所是叶绿体光合作用的场所是叶绿体,有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般而言一般而言,若比较某植物绿色细胞光合速率与有氧呼吸速率的若比较某植物绿色细胞光合速率与有氧呼吸速率的大小大小,则可观察细胞结构示意图中则可观察细胞结构示意图中CO2或或O2的来源和去向。的来源和去向。叶绿体吸收叶绿体吸收CO2,线粒体释放线粒体释放CO2,当叶绿体吸收的当叶绿体吸收的CO2只来只来自线粒体自线粒体,线粒体释放的线粒体释放的CO2只提供给叶绿体而不释放到细胞只提供给叶绿体而不释放到细胞外外,则可表示两者速率相等则可表示两者速率相等;当叶绿体吸收的当叶绿体吸收的CO2除来自线粒除来自线粒体外体外,还来自细胞外还来自细胞外(外界外界),则可表示光合速率大于有氧呼吸速则可表示光合速率大于有氧呼吸速率。率。1.历经一个半世纪,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物,在下面几个著名实验中,相关叙述正确的是()。A.普里斯特利指出了植物更新空气且光在这个过程中起关键作用B.萨克斯的实验中,叶片在暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质C.恩格尔曼的实验中,定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中,用18O标记CO2,证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2B 普里斯特利指出了植物更新空气,并不知道光在这个过程中起关键作用;恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来,并不能定量分析光合作用生成的氧气量;鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2,用18O标记CO2属于对照组。解析解析 2.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CO2D.光反应储存能量,暗反应释放能量B 解析解析 光反应进行的条件是需要水、光照和色素,暗反应进行的条件是需要ATP和H。3.下图为叶绿体结构与功能示意图,下列说法错误的是()。D解析解析 A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B.供给14CO2,放射性出现的顺序为CO2C3甲C.结构A释放的O2可进入线粒体中D.如果突然停止CO2的供应,短时间内C3的含量将会增加在光合作用中,CO2首先和C5生成C3,如果突然停止CO2的供应,则C3生成量减少,而其消耗量不变,因此C3含量减少;而C5由于无法与CO2结合,其消耗量减少,而其生成量基本不变,因此其积累量短期内会增加。4.右图表示某种植物在不同光照强度下,光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。b点与c点相比较,b点时叶肉细胞中C5的含量是()。A.高B.基本一致 C.低D.无法判断A 解析解析 b点与c点相比较,CO2浓度相同,CO2的固定消耗C5、形成C3的量相同,但b点光照强度相对较强,光反应的产物的生成量相对较多,还原C3、形成C5的量相对较多,所以b点时叶肉细胞中C5的含量比c点时的高。