生物必修一第5章第4節(jié)課件

二光合作用的原理和應(yīng)用

核心要點突破實驗探究創(chuàng)新知能過關(guān)演練基礎(chǔ)自主梳理二光合作用的原理和應(yīng)用情景導(dǎo)引溫家寶總理在哥本哈根國際氣候變化大會上再次指出：“中國是世界人工造林面積最大的國家。我們將持續(xù)大規(guī)模開展退耕還林和植樹造林，大力增加森林碳匯?！蹦壳拔覈斯ち直４婷娣e達6168.84萬公頃，居世界第一位。森林是陸地上最大的“儲碳庫”和最經(jīng)濟的“吸碳器”，科學(xué)研究表明：森林每生長1立方米，平均能吸收1.83噸二氧化碳。植物通過光合作用吸收CO2，該過程是怎樣進行的？基礎(chǔ)自主梳理一、光合作用的探究歷程1．直到18世紀(jì)中期，人們一直以為只有土壤中的_______是植物建造自身的原料。2．1771年，英國的普利斯特利的實驗證實：植物可以更新因蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣。3．1779年，荷蘭的英格豪斯證明了_________在更新空氣中不可缺少。水分光和綠葉4．1785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是O2，吸收的是CO2。5．1864年，德國的薩克斯的實驗證實了光合作用的產(chǎn)物還有________。6．1939年，美國的魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的氧氣來自_____。7．20世紀(jì)40年代，美國的卡爾文，利用同位素示蹤技術(shù)最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。淀粉水二、光合作用的過程1．光反應(yīng)(1)場所：葉綠體的________________上。(2)條件：光、色素、酶等。(3)物質(zhì)變化：將水分解為[H]和O2，將ADP和Pi合成ATP。(4)能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中__________________。類囊體薄膜活躍的化學(xué)能2．暗反應(yīng)(1)場所：葉綠體的_______中。(2)條件：酶、[H]、ATP?；|(zhì)(4)能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)?CH2O)中___________________。三、光合作用原理的應(yīng)用1．光合作用強度是指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造________的數(shù)量。2．影響光合作用強度的因素包括空氣中___________、土壤中水分的多少、光照的長短與強弱和光的成分以及溫度的高低等。四、化能合成作用1．概念：某些細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某穩(wěn)定的化學(xué)能糖類CO2濃度些無機物氧化時所釋放的能量來制造_________的合成作用。2．實例：硝化細(xì)菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3時所釋放的化學(xué)能，將CO2和H2O合成糖類。3．綠色植物和硝化細(xì)菌都能合成有機物，因此屬于自養(yǎng)生物，而人、動物、真菌及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物，屬于______生物。有機物異養(yǎng)思考感悟綠色植物和硝化細(xì)菌在代謝方面的異同點是什么？【提示】都是自養(yǎng)需氧型；合成有機物所需能量不同。核心要點突破要點一光合作用的過程分析1．光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系項目光反應(yīng)暗反應(yīng)聯(lián)系(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]、能量ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進行；沒有暗反應(yīng)，有機物無法合成總之，光反應(yīng)是暗反應(yīng)的物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段，暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。二者是光合作用全過程的兩個階段，是相輔相成的2.葉綠體處于不同的條件下，C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加下降減少或沒有減少或沒有突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少或沒有光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加光照不變CO2供應(yīng)不變(CH2O)運輸受阻增加減少增加減少(2011年江蘇南通高一檢測)右圖表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是(

)A．該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多種酶C．提高溫度一定能促進C6H12O6的生成D．無光條件有利于暗反應(yīng)進行例1【思路點撥】圖示有CO2的固定和還原，此為光合作用的暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行。如果溫度過高，會降低酶的活性，使酶促反應(yīng)受影響，從而影響了C6H12O6的生成。無光時，ATP和[H]不能形成，會影響C5的還原，從而不利于暗反應(yīng)的進行。跟蹤訓(xùn)練下圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說法正確的是(

)【嘗試解答】

____BA．①是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段C．③是三碳化合物，能被氧化為(CH2O)D．④是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成解析：選B。光合色素分布在葉綠體的基粒類囊體的膜上。三碳化合物能被還原為(CH2O)。ATP在葉綠體基粒類囊體的膜上生成。要點二光合作用與有氧呼吸的比較1．區(qū)別與聯(lián)系特別提醒二者聯(lián)系的具體表現(xiàn)(1)光能轉(zhuǎn)換為生命動力的過程：即光合作用儲存于有機物中的能量只有通過細(xì)胞呼吸才能用于各項生命活動。(2)光合作用是自然界中最基本的物質(zhì)代謝與能量代謝，細(xì)胞呼吸則為生命活動提供動力并成為物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐。二者聯(lián)系的具體表現(xiàn)(1)光能轉(zhuǎn)換為生命動力的過程：即光合作用儲存于有機物中的能量只有通過細(xì)胞呼吸才能用于各項生命活動。(2)光合作用是自然界中最基本的物質(zhì)代謝與能量代謝，細(xì)胞呼吸則為生命活動提供動力并成為物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐。如圖為光照強度對植物光合作用的影響關(guān)系。下列有關(guān)曲線的敘述中錯誤的是(

)A．b代表光下植物干物質(zhì)積累量B．m的大小與植物呼吸作用強度有關(guān)C．n點之后植物吸收CO2量不再增加與葉綠體中酶數(shù)量有關(guān)D．若植物長期處于光照強度為m的自然環(huán)境中，植物仍能正常生長例2【思路點撥】

【嘗試解答】

____D跟蹤訓(xùn)練

(2011年哈爾濱高一檢測)圖為原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后，根據(jù)其CO2吸收量制成的曲線。下列敘述正確的是(

)A．曲線AB段表示綠色植物沒有進行光合作用B．曲線BD段表示綠色植物僅進行光合作用C．在B點顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相等D．A點顯示綠色植物進行光合作用和呼吸作用答案：C要點三影響光合作用的因1．光照強度：直接影響光反應(yīng)速率，光反應(yīng)產(chǎn)物[H]與ATP的數(shù)量多少會影響暗反應(yīng)速率，這是最主要的因素。2．溫度：影響光合作用過程，特別是暗反應(yīng)中酶的催化效率，從而影響光合作用強度。3．CO2濃度：CO2是暗反應(yīng)的原料，CO2的濃度高低直接影響暗反應(yīng)速率。4．礦質(zhì)元素：例如Mg是葉綠素的組成成分，N是光合酶的組成成分，P是ATP分子的組成成分。5．水分：水分是光合作用的原料之一，缺少時可使光合作用強度下降。6．光合作用強度的日變化：影響光合作用的外界條件每天都在時時刻刻變化著，所以，光合作用強度在一天中也有變化。例如，當(dāng)晴天無云而太陽光照強烈時，光合作用便形成兩個高峰，一個是在上午，一個是在下午。中午前后光合作用強度下降，呈現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，其原因有三點：第一，水分在中午供給不足，氣孔關(guān)閉；第二，CO2供應(yīng)不足；第三，光合產(chǎn)物來不及運走，積累在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，阻礙細(xì)胞內(nèi)CO2的運輸。如圖所示為植物生理作用與環(huán)境因素之間的關(guān)系。據(jù)圖分析：例3(1)甲圖中B點表示________，處于A點時植物進行的生理活動是________。(2)光照強度為a時，不同溫度情況下CO2的吸收量不同，其原因是______________________________________。(3)乙圖中曲線CD段說明______________________________________，Ⅰ曲線所代表的植物對CO2利用的特點是__________________________，Ⅱ曲線所代表的植物體內(nèi)固定CO2的物質(zhì)是________________________。(4)要提高農(nóng)作物的產(chǎn)量必須保證____________的供應(yīng)?！舅悸伏c撥】甲圖研究光照強度、溫度與CO2吸收或釋放的關(guān)系，乙圖研究光照強度與CO2的關(guān)系，對照曲線圖分析作答。【嘗試解答】

(1)光合作用強度與呼吸作用強度相等呼吸作用(2)不同溫度條件下，酶的活性不同，導(dǎo)致光合作用強度不同(3)在一定范圍內(nèi)，CO2濃度升高，光合作用加強能利用低濃度的CO2進行光合作用五碳化合物(C5)(4)礦質(zhì)元素(或礦質(zhì)元素和水)實驗探究創(chuàng)新探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響1．實驗原理(1)空氣中CO2濃度、土壤中水分含量、光照的長短與強弱、光的成分、溫度的高低都會影響光合作用強度。(2)光合作用強度的測定：一定時間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量地表示。2．方法步驟實戰(zhàn)演練為驗證光質(zhì)(不同波長的光)對衣藻光合作用強度的影響，假設(shè)衣藻在不同光照下，細(xì)胞呼吸強度相同，現(xiàn)提供如下材料：紅、綠、白三種顏色的40W燈泡數(shù)個、試管數(shù)支、足量，衣藻、pH試紙、石蠟、清水。請你完成如圖所示的實驗設(shè)計并回答有關(guān)問題。(1)實驗步驟：①按如圖所示組裝好實驗裝置，放在20℃的環(huán)境中進行實驗。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。④一段時間后用pH試紙測溶液pH的變化。(2)預(yù)測結(jié)果及結(jié)果分析預(yù)測結(jié)果：__________________