高三生物光合作用和生物固氮

1、【教学内容】选修教材【知识框架】高三生物光合作用和生物固氮攀钢一中 周述琦第二章：光合作用和生物固氮类囊体薄膜上类黛体薄膜上叶绿体基质中光合作用和生物固氮J 和C*植物-C?植物光合作用C4植物生物固氨的概念固氮微生物的种类维管束鞘细胞不含叶绿体C02 C3 (CH2O)维管束鞘细胞含无基粒的叶绿体COa» COj *Cj* CHO)举例：根瘠菌诙固氮自生固氮微生物举例：圆褐固氮苗生物固氮的过程生物固氮的作用【重点与难点】本章的重点内容是：光能在叶绿体中如何转换成储存在糖类等有机物中的稳定的化学能、C4植物的光合作用的特点和固氮微生物的种类及意义是本章的重点内容；而在光合作用中能量的

2、转换过程、C4植物的光合作用特点则是本章的难点所在；生物固氮的过程”则为选学内容。【拓展与延伸】关于光合作用和生物固氮的研究，对于提高粮食产量、解决全球性粮食问题有着重要的意 义。本章教材在高中生物必修教材有关知识的基础上，进一步讲述了光合作用和生物固氮的基 础知识。通过本章的学习，可以比较深入地了解这两个生理作用的基本原理，及其在农业生产 实践中的应用。一、 关于叶绿体色素、关于光合作用中电子的传递a分子，引起电荷分离和光化NADP将它还原成NADPH光合色素吸收光能后，把能量聚集到一种特殊状态的叶绿素 学反应。一方面将水氧化，放出氧气；另一方面将电子传递给 三、关于光合作用中的能量转换1-

3、光她“挨或电罐色X |吸收、传避光的i物，卜事.叶京.叶嶂，片他大作效的叶章a C，)功胞；瞰收，X换光施：少败特殊松都的计B(2)金物电子供体：水 2HjCJ-4H，+4e-修电子费体工NADP,2 .屯IB卿换掘招联的化学他工NAPP* +2晨 *H* 史*NADP11AI)P+ Pi* 电能上*ATPATP *DP*Pi NADPH NADP*光松一电能-活跃的化学能 *由定的化学酶储存在扁机物”)（储存在A H NADPH中）3 .恬联的化斗能栉换成律定的化学能：总结：四、关于C3和C4植物的比较Gtn物和g植物叶汁靖构特点比较项国堆存申鞘耀醋叶肉加岫檀妙吐类细胞大小是西含”母体排列是

4、者含时爆（G植鲍）小不含时廓体排列疏松的海 绵蛆里含有叶爆体三米鹤横切 （G植峋）大含有叶绿体“光环状”地坏绕在堆管束端 部胞的外悯禽樨叶母体心 植物和q 植物的泥合作刖途径比较比较地收植物种豪、5方的受体COt固定后 nm。5固定的 埔就Gif原的 场所A1P和NARFH 的 作用对东喑反或途径G植物Qg叶肉忸胭 的叶稣体叶肉慑1胞 的叶球体QG途径q植物PEP(Cj)a峰御旭胞 的叶球体维管束制 细曲的叶爆停C3均仔和q途径五、关于提高农作物的光合作用效率光合作用效率：指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用中吸收 的光能的比值。从光合作用的条件看：1 .增加光照，控制光

5、照强弱（阳生植物和阴生植物）。2 .增加矿质元素的供应。3 .控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。 从光合作用的原料看：1 .增加作物周围二氧化碳浓度。2 .合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。六、关于固氮微生物的种类1.共生固氮微生榜形禹特彷实例：根疝篦生理特点与豆科植物的关系：互利共生具一定的专一性 代布类型：异彝信氯曼模痛时形成更作用1.囹生因量微生物概念静杰将隹侑用【例题精讲】【例一】光合作用过程中，电能转换成化学能的反应式为:NADP+ + 2e+H+n NADPH该反应式中电子的根本来源是()A.叶绿素aB.特殊状态的叶绿素 aC.吸收和传递光能的

6、色素分子D.参与光反应的水分子解析：本题主要考查光合作用中电子传递的有关知识。光合作用过程中，色素的主要作用是吸收、传递和转换光能。在转换光能的过程中，处于 特殊状态的叶绿素 a接受其它色素吸收的光能，激发而失去电子，失去电子的叶绿素 a变成一 种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，本题的关键在根本”两字，据上述分析，电子的根本来源是参与光反应的水分子。因此，本题的答案是 D。【例二】全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%绝大多数是通过生物固氮进行的，例如生活在豆科植物根部根瘤菌，能将大气中的游离的氮通过固氮化酶的作用生成氮的化合物， 而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。(1)根瘤菌和豆科植物

7、的关系在生物学上称为 。(2)根瘤菌之所以能进行固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它有 独特的;(3)日本科学家把固氮基因转移到水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的 进而起到固氮作用，从而降低了水稻需氮量的1/5,减少氮肥的施用量，而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固 氮，这样就可以免施氮肥，如果这种重组能实现的话，那么固氮基因最终实现表达的遗传信息 转移的途径是。(4)这种生物固氮和工业合成氨比较，它是在 、条件下进行的，从而节省了大量的器材、设备和能源。解析：本题主要考查生物固氮和工业固氮的有关知识第一，固氮菌

8、在土壤中营腐生生活，只有与豆科植物共生时，体内的固氮酶才具有固氮的 作用。第二，固氮酶是一种蛋白质，其合成由基因控制，固氮微生物能够固氮，是因为它的内 含有固氮基因。第三，在水稻根系微生物中不含有固氮基因，即体内不会产生固氮酶，科学家 要使非固氮植物本身直接固氮，必须将固氮基因转移到水稻等农作物的细胞中，其转移途径即 基因表达的过程。第四，工业固氮是采取高温、高压等工业生产手段合成氨的过程，而生物固氮是在自然状态下进行的。本题的答案是（1）互利共生（2）固氮基因转录即逐（3）酶固霸基因 一mRNA一固氮酶（4）常温【同步练习】常压、选择题：（每题 4分X 11=44分）1 .将一株。植物和一株

9、。植物放在同一钟罩内，钟罩与外界隔绝，并每天光照 12小时,星期后，G植物死亡。这是因为（）A. C4植物在夜间的呼吸需氧量较少B. C4植物能抗旱C. C4植物光合作用效率高D. C4植物的光合作用把 C3植物晚上呼吸作用释放出来的 CO都利用了，因而使 G植物 死亡2 .氮元素转变为植物可利用的氮的各种途径中，错误的一项是（）B.工业合成氮肥D.反硝化作用CO必需的（）A.大气中闪电的作用将氮合成氮化物在土壤中沉积C.蓝藻固氮3 .下列各组物质中，哪一项在光合作用的光反应阶段形成并为还原A. C02+H2OB. AT可口 NADPHC. ATP和 H2OD. O 和 NADPH4 .下列属

10、于 G植物的是（）A.水稻B.小麦C.高粱D.大豆5 .与豆科植物共生的根瘤菌，其固氮能力最强的时期处于大豆的生命周期的（）A.幼苗生长期B.开花前的营养生长期C.开花期 D.种子成熟期6 .根瘤菌的新陈代谢类型是（）A.自养需氧型B.自养厌氧型C.异养需氧型D.异养厌氧型7 .在叶绿体受到光照时，什么部位的PH值最低（）A.叶绿体基质B.类囊体膜之间的空间C.细胞质基质D.叶绿体内外膜之间的空间8 . C4植物光合作用进行的场所是（）A.叶肉细胞的叶绿体内B.维管束细胞的叶绿体内C.维管束鞘细胞内D. A、B两项都是9 .圆褐固氮菌除了具有固氮能力外还能（）A.促进植物生长B.促进植物开花C

11、.促进植物种子形成D.促进植物的生长和果实发育10 . 一般说，固氮能力比较强的根瘤菌是着生在()A.主根上 B.侧根上C.须根上 D.不定根上11 .从土壤中分离自生固氮菌制成临时涂片的步骤是()A.观察 一7g养一*接种一川余片B.接种一题察-培养-涂片C.培养一接种_观察-涂片D.接种 一养一»观察涂片.非选择题：(56分)12.下图是光能转换成电能的示意图，依图回答：(1) 光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能， 是在叶绿体的 进行的。(2)图中的B是I。(3)图中的A是I, C和D是I(4) E是I,当它得到和就形成F。这样一部分电能就转化成储存在F中。与此同时，叶绿体利用光能转换成的另一部分电能，将的 IADP+P1-I,将这部分电能转化成储存在中。(5)光能在叶绿体中的转换过程中变成强的氧化剂,是很强的还原剂。(6)在光的照射下，叶绿体内能形成电子流的原因是：由于少数处于特殊状态的I连续不断地和I的缘故。参考答案1 .选