高三生物一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：光合作用及其在生產(chǎn)上的運(yùn)用

光合作用及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用（1min）一：細(xì)胞的能量供應(yīng)體系1.該能量供應(yīng)體系中的核心是什么物質(zhì)？為什么？答：ATP，因?yàn)锳TP可以直接為生命活動(dòng)供能。2.細(xì)胞呼吸和光合作用在該能量供應(yīng)體系中起什么作用？

答：細(xì)胞呼吸把糖類中的能量轉(zhuǎn)換到ATP中供應(yīng)各項(xiàng)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行（除光合作用）;光合作用把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類中，供細(xì)胞呼吸使用。

3.從細(xì)胞能量供應(yīng)的角度思考，簡述光合作用在該能量供應(yīng)體系中的地位。答：光合作用作為能量的最終來源方式，對(duì)于生物圈來說是不可獲取缺，但在細(xì)胞能量供應(yīng)的過程中，光合作用制造有機(jī)物把能量儲(chǔ)存起來，間接供應(yīng)能量維持其它的生命活動(dòng)，所以光合作用不是每種生物都必須具備的代謝過程。能進(jìn)行光合作用的生物也無需時(shí)刻都進(jìn)行光合作用。光合作用對(duì)生命個(gè)體的能量供應(yīng)來的影響來說有一定的滯后性，地位是不如呼吸作用的。（8min）二：光合作用4.從糧食生產(chǎn)的角度思考，寫出你認(rèn)為光合作用過程中最核心的一個(gè)物質(zhì)變化過程，并做出解釋：答：CO2→C3→（CH2O）；因?yàn)榧Z食的主要成分是淀粉，植物積累的淀粉越多，糧食的產(chǎn)量就越高。5.不難看出，暗反應(yīng)過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化就可以把CO2合成淀粉，那光反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化對(duì)合成淀粉又有什么用？答：水的光解主要是為了產(chǎn)生NADPH；NADPH參與C3的還原過程；ATP的合成則是為了儲(chǔ)存光能；ATP為C3的還原提供能量。6.從物質(zhì)和能量的角度思考，自然生長的植物中光反應(yīng)和暗反應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行嗎？答：不能，光反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化需要暗反應(yīng)提供物質(zhì)，暗反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化需要光反應(yīng)提供能量。7.從糧食生產(chǎn)的角度思考，你認(rèn)為光合作用的意義是什么？答：把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，儲(chǔ)存在淀粉等有機(jī)物中，為人類的生存提供物質(zhì)和能量。（13min）8.繪出光合作用過程的圖解：9.寫出光合作用總反應(yīng)式：練習(xí)1：將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后植株達(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來自于A．水、礦質(zhì)元素和空氣B．光、礦質(zhì)元素和水C．水、礦質(zhì)元素和土壤D．光、礦質(zhì)元素和空氣（16min）10.嘗試解釋下列因素影響光合作用的原因：（20min）①請(qǐng)總結(jié)植物體中水的作用：答：構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)，良好溶劑，參與化學(xué)反應(yīng)，提供細(xì)胞生存的環(huán)境，運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)②結(jié)合水的作用，回憶初中知識(shí)，分析植物根系吸收的水分的去向：答：植物通過根從土壤中吸收水分，吸收來的水只有大約1%被植物體利用，大約99%都通過綠色植物的蒸騰作用以水蒸氣的形式散發(fā)到大氣當(dāng)中去了。③植物處于輕度水分缺乏環(huán)境中會(huì)如何調(diào)節(jié)以維持自身的相對(duì)穩(wěn)定？答：減少蒸騰作用對(duì)水分的散失，以保證其它生命活動(dòng)的水分供應(yīng)。④植物通過減小氣孔開度，從而降低蒸騰作用。請(qǐng)問減小氣孔開度對(duì)光合作用有什么影響嗎？答：使植物對(duì)CO2的吸收量減少，從而降低暗反應(yīng)，導(dǎo)致光合作用速率下降。（25min）練習(xí)2：將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。（1）經(jīng)干旱處理后，該植物根細(xì)胞的吸水能力______________。（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會(huì)______________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_______________________________________________________________。答案（1）增強(qiáng)（2）降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少（27min）11.小組合作運(yùn)用光合作用的原理，嘗試提出1種增加糧食產(chǎn)量的方案（盡可能寫得具體，可行），并說出該方案相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點(diǎn)：答：①植物工廠，計(jì)算機(jī)控制，控制光照，溫度，濕度，CO2濃度以及無極營養(yǎng)的供給，無土栽培。優(yōu)點(diǎn)：基本不受自然條件制約，可根據(jù)植物生長情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓植物生長達(dá)到最佳狀態(tài)，使產(chǎn)量達(dá)到最大，減少人力資源。②參照光合作用過程，設(shè)計(jì)人工光和系統(tǒng)，人工合成淀粉。優(yōu)點(diǎn)：理論能量轉(zhuǎn)化效率高，生產(chǎn)條件持續(xù)可控，生產(chǎn)周期短，占地面積小。不受時(shí)間空間限制。（35min）12.如果通過植物工廠技術(shù)生產(chǎn)糧食和通過人工合成淀粉技術(shù)生產(chǎn)糧食有哪些區(qū)別和聯(lián)系？植物工廠人工合成淀粉區(qū)別依靠植物本身的生長，產(chǎn)生糧食。不需要植物，通過生物反應(yīng)器，生產(chǎn)糧食。聯(lián)系利用光合作用的原理生產(chǎn)有機(jī)物。13.在采訪中科研人員說“到現(xiàn)在為止，我們?nèi)斯ず铣傻矸壑皇窃谝粭l非自然的途徑組建上獲得了成功，離真正的應(yīng)用工業(yè)化差距還比較大?！蹦阏J(rèn)為目前為止為什么還不能實(shí)現(xiàn)人工合成淀粉工業(yè)生產(chǎn)？答案：從物質(zhì)化上來看，二氧化碳來源并不缺乏，但是物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中酶的制造成本問題。從能量上來看，用光伏點(diǎn)解水產(chǎn)生氫氣過程中的能量轉(zhuǎn)化效率以及其它化學(xué)反應(yīng)所需的能量來源都是有待解決的問題。如果其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，就沒有實(shí)際生產(chǎn)的意義。 練習(xí)：人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是__________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為__________。（2）若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將__________（填：“增加”或“減少”）。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是__________。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量__________（填：“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是__________。（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是__________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)