高中生物《光能的捕獲》學(xué)案5 中圖版必修1

1、第3節(jié) 光能的捕獲背景知識(shí)互動(dòng)1.什么是光合作用？光合作用的產(chǎn)物是什么？2.光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？答案：1.綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物（主要是淀粉），并且釋放出氧的過(guò)程，就叫光合作用。植物光合作用的產(chǎn)物有淀粉和氧氣，還能利用淀粉和其他物質(zhì)（例如氮元素），進(jìn)一步制造出蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物。2.從實(shí)質(zhì)上說(shuō)，光合作用包含兩個(gè)方面的轉(zhuǎn)化：一方面，把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物制造成復(fù)雜的有機(jī)物，并且釋放氧，這是物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程；另一方面是把無(wú)機(jī)肥料制造成有機(jī)物的同時(shí)，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在有機(jī)物中的能量，這是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。知識(shí)鏈接初中生物學(xué)中已學(xué)過(guò)光合作用的本質(zhì)：一方面將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成

2、有機(jī)物；另一方面將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。光合作用的產(chǎn)物最多的是主要能源物質(zhì)糖類（如淀粉）。典型例題探究規(guī)律發(fā)現(xiàn)【例1】ATP中所貯存的能量和可以接收的能量分別是（）A.化學(xué)能、只能是電能B.電能、化學(xué)能C.化學(xué)能、電能和化學(xué)能D.化學(xué)能、只能是化學(xué)能解析：ATP中含有的是化學(xué)能，這是毫無(wú)疑問(wèn)的，但ATP接收的能量可以是化學(xué)能（呼吸作用中有機(jī)物氧化分解時(shí)，合成ATP，被稱為氧化磷酸化）。ATP還可以接收電能：在光合作用光反應(yīng)階段電子的流動(dòng)過(guò)程中合成的ATP，其中所貯存的能量就來(lái)自電能。答案：C本題的解題障礙是對(duì)ATP接收能量形式的認(rèn)識(shí)。在呼吸作用中，ATP中能量來(lái)自有機(jī)物的氧化分解，所以是化學(xué)能；而

3、在光反應(yīng)階段中所形成的ATP中所有能量都來(lái)自電能。在ATP貯存能量時(shí)，就發(fā)生著這樣的能量轉(zhuǎn)變：電能活躍的化學(xué)能，或穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能?！纠?】科學(xué)工作者從植物細(xì)胞中提取葉綠體，放入含有ADP、磷酸鹽以及含NADPH的載體等物質(zhì)的溶液中，并在其他條件都適宜的情況下，進(jìn)行光合作用的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成圖表如下：請(qǐng)根據(jù)曲線各段特點(diǎn)回答：（1）ab段由于缺乏CO2，使光合作用過(guò)程中的_不能進(jìn)行。因此，無(wú)有機(jī)物生成。解析：見第（3）小題解析答案：（1）暗反應(yīng)（2）bc段在提供了CO2之后，由于ab段已積累了大量的_物質(zhì)，所以有機(jī)物能快速合成。解析：見第（3）小題解析答案：NADPH和ATP（

4、3）cd段在無(wú)光照條件下，由于光合作用過(guò)程中的_無(wú)法進(jìn)行，又由于ab段所積累的物質(zhì)被_的原因，使有機(jī)物合成率逐漸下降至零。答案：光反應(yīng)逐漸用完要解此題，首先對(duì)光合作用能進(jìn)行的條件包括H2O、CO2、酶、光照、NADP+的載體（輔酶）、ADP、磷酸鹽、葉綠素等色素及其過(guò)程應(yīng)有一個(gè)清楚的了解。解析：?jiǎn)栴}（1）ab段，這一時(shí)間內(nèi)有光，能進(jìn)行光反應(yīng)，生成NADPH和ATP。但無(wú)CO2，不能進(jìn)行暗反應(yīng)，因此無(wú)有機(jī)物生成。問(wèn)題（2）bc段，無(wú)光照，不能繼續(xù)進(jìn)行光反應(yīng)，也就是不能繼續(xù)生成NADPH和ATP。但有ab段生成的NADPH和ATP，因此，在有CO2的條件下，暗反應(yīng)還是照樣能進(jìn)行。所以有有機(jī)物生成。

5、問(wèn)題（3）cd段，仍然無(wú)光照，光反應(yīng)仍然不能進(jìn)行，新的ATP和NADPH無(wú)法繼續(xù)生成，而ab段積累的物質(zhì)NADPH和ATP被逐漸用完。所以有機(jī)物生成量逐漸下降，以致為零。從題干來(lái)看，除了有無(wú)光照和有無(wú)CO2以外，進(jìn)行光合作用的其他條件是都具備的;其二是看懂圖表曲線的含義；第三是理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系：光反應(yīng)是暗反應(yīng)進(jìn)行的條件；暗反應(yīng)也能為光反應(yīng)進(jìn)行提供如ADP和Pi等物質(zhì)。教材習(xí)題解析鞏固提高：1.解析：葉綠體色素吸收可見太陽(yáng)光用于光合作用。光質(zhì)不同會(huì)影響光合作用速率，白光為復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)，在單色光中，紅光作用最快，藍(lán)紫光次之，綠光最差。如果用其他顏色的塑料薄膜，比如紅色，則透紅光

6、吸收其他波長(zhǎng)的光，光合能力較白光弱。所以用無(wú)色透明的塑料薄膜時(shí)，可見光可全部透過(guò)，綠色植物能吸收復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)。答案：無(wú)色透明的塑料薄膜。方法點(diǎn)撥注意掌握葉綠體中色素的吸收光譜。2.解析：光反應(yīng)進(jìn)行的重要條件是光照，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，為暗反應(yīng)準(zhǔn)備條件：NADPH和ATP增多，光合作用強(qiáng)度隨之增強(qiáng)。夏季中午盡管光照很強(qiáng)，雖有利于光反應(yīng)，但由于植物的自身調(diào)節(jié)，關(guān)閉大部分氣孔，以防止水分過(guò)分蒸騰，從而維持水分代謝平衡。我們知道CO2是通過(guò)植物體的氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)的，由于關(guān)閉了大部分氣孔，植物體吸收CO2受阻，從而使暗反應(yīng)的原料之一CO2不足，影響了暗反應(yīng)的進(jìn)行。DE段是因?yàn)楣庹諟p弱

7、，影響了光反應(yīng)從而使光合速率減弱。答案：（1）AB段是上午710時(shí)的光照不斷增強(qiáng)，所以光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。（2）BCD的變化原因是：12時(shí)左右的溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，所以光合作用強(qiáng)度明顯減弱。（3）影響光合作用的因素除了光照強(qiáng)度外，還有溫度、CO2濃度、葉齡、礦質(zhì)元素等。分析討論：1.不合理。本題是熱點(diǎn)考題之一。主要考查光合作用及識(shí)圖并結(jié)合實(shí)際分析問(wèn)題的能力。2.原因是：普里斯特利在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)在光下，有時(shí)在暗處或光線不充足的條件下進(jìn)行。由于在光下，植物能夠進(jìn)行光合作用釋放氧氣，在暗處時(shí)，植物不能進(jìn)行光合作用，所以實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功，有時(shí)失敗。實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵問(wèn)題是應(yīng)

8、該注意實(shí)驗(yàn)條件的控制。3.水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。材料選取的好壞也是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵。4.將植物進(jìn)行一晝夜處理的原因是：將葉片中的淀粉運(yùn)走耗盡。葉片一半遮光，一半不遮光的目的是作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)。注意與初中生物學(xué)知識(shí)的聯(lián)系。5.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)是通過(guò)示蹤元素的方法。通過(guò)18O標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別成為H218O和C18O2，然后用小球藻懸液進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，最后證明光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來(lái)自水。分析討論：1.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：（1）葉片要新鮮，顏色要深綠。（2）研磨要迅速、充分。（3）濾液收集后，要及時(shí)用棉塞塞緊，以免濾液揮發(fā)。（4）濾液細(xì)線不僅細(xì)、直，而且含有比較多的色素（可畫二、三次）。（5）濾紙上的濾液細(xì)線不能浸入層析液。同位素用于追蹤物質(zhì)運(yùn)行和變化過(guò)程時(shí)，叫做示蹤元素。用示蹤元素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不變。2.畫線時(shí)，一定要細(xì)并且直，這樣可以防止色素帶重疊。畫線時(shí)，一定要重復(fù)23次，這樣可以增