【课程辅导教案】光合作用

1、 课程主题：光合作用授课时间：2017.01.教学内容一、光合作用相关的概念【知识梳理】1.光合作用的研究进程中的经典实验：科学探究的思路和方法萨克斯实验光合作用的产物除了氧气还有淀粉鲁宾和卡门实验（同位素标记法18O）光合作用释放的氧气来自于水卡尔文实验阐明了CO2转化为有机物的途径（暗反应），也用到了同位素标记法14C【补充】产物中各物质的来源（同位素标记法研究）CCO2 HH2O OCO2O2H2O2.光合作用的概念、反应式： 概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和水转化成储存着能量的有机物，并释放氧气的过程。 光合的总反应式：【对比】化能合成作用：概念：某些细菌利用体外环境中某

2、些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的过程，属于自养生物。举例：硝化细菌的化能合成作用，能将土壤中的NH3氧化成亚硝酸，进而再氧化成硝酸，并释放能量，同时利用这两个反应释放的化学能，将无机碳和水合成糖类，供自身利用。3.叶绿体的结构与功能：形态：扁平的椭球形或球形叶绿体结构：双层膜结构叶绿体组成：类囊体光反应场所（含色素、与光合作用有关的酶等）叶绿体基质暗反应（含少量DNA）功能：光合作用的场所光合色素：在类囊体的薄膜上叶绿素a (蓝绿色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b (黄绿色） 色素 胡萝卜素 （橙黄色）类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素 （黄色）【例题精讲】例1.将竖直放置的水绵和某种

3、好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是（）A随机、均匀分布在混合液中B集中分布在上下两侧C集中分布在中央位置D集中分布在溶液的下【答案】B例2.【嘉定一模14】光合作用过程中，能量的转移途径是（）A. 光能叶绿素ATP葡萄糖 B. 光能ATP叶绿素葡萄糖C. 光能五碳化合物叶绿素葡萄糖 D. 光能叶绿素五碳化合物葡萄糖【答案】A【课堂练习】1. 某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是（）【答案】A2. 【杨浦一模3】在电子显微镜下，颤藻和水稻叶肉细胞中都能被观察到的结构是（）A叶绿体和

4、液泡 B内质网和核糖体 C核糖体和细胞膜 D细胞核和线粒体【答案】C4. 【闵行一模08】科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。根据实验结果分析，下列叙述不正确的是（）A本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布CCO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等【答案】C二、光合作用的具体过程【知识梳理】一、光合作用过程光反应阶段：类囊体【注意】NADP+：氧化型辅酶；NADPH：还原型辅酶【注意】失去e的叶绿素a具有氧化性

5、，会从H2O中夺取电子； e的最终供体是：H2O；最终受体是：NADP+。2、暗反应阶段：卡尔文循环，也称碳循环，发生在叶绿体基质CO2的固定：CO2+C5 2 C33、光反应与暗反应两个阶段的区别与联系：项目光反应暗反应区别场所类囊体薄膜叶绿体基质条件需色素、光、酶需要酶物质变化（1）水的光解（2）ATP的生成（3）NADPH的生成（1）CO2的固定（2）C3的还原能量变化叶绿素将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中。ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。两者联系光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+（2）没有光反应，暗反应无法进行；没有暗

6、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，二者是相辅相成的。【例题精讲】例1.叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（ ）A. C3化合物增多，C5化合物减少 B. C3化合物增多，C5化合物增多C. C3化合物减少，C5化合物增多 D. C3化合物减少，C5化合物减少【解析】CO2被中断导致CO2固定被阻止，但短时间内光反应正常进行，故C3含量降低，C5含量增加。【答案】C例2.【虹口一模】图3为光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是（）

7、图3A一部分被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C图3BCO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类CCO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高【解析】暗反应过程的考察【答案】A例3. 【2016黄浦一模】回答下列有关光合作用的问题。将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，I组用遮光网处理以降低光照强度，组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如下图所示。1在ab段，I组植株叶肉细胞内产生H+的场所有_（多选）。A细胞质基质 B叶绿体基质C类囊体D线粒体内膜E线粒体基质2该植株在点_时体内有机物总量最少；若增

8、加I组的透光量（其他条件不变），c点应向_移。3与e点相比，f点时叶绿体内ATP的含量_（填“高”或“低”）。4若组植株在d点时线粒体中产生的CO2更多，两组相比，此时组植株的总光合速率_组植株。A大于 B等于 C小于 D不确定做出上述判断的理由是。5根据该实验结果，在大棚栽种时提高该作物产量的具体措施是。6如果净光合速率测量指标是二氧化碳吸收量，单位为克/小时，光照强度维持d点强度2小时，植物I积累的葡萄糖约为_克。【答案】ACE（2分） c 左 3. 高 4. A （2分）组植株线粒体中产生的CO2更多，说明组植株的呼吸速率大于I组，且 d点时两组植株的净光合速率相等，所以组植株的总光合速

9、率大于I组5. 在dg对应的时间段（约下午l：303：30）进行遮光处理6. 0.68 （2分）【课堂练习】1.【普陀一模】如图是真核细胞中的两种细胞器的结构模式图，下列有关叙述错误的是（ ）A和的主要成分是蛋白质和磷脂B分布于上的叶绿素的合成需要Mg元素C在甲、乙中，的功能都只是控制物质出入D中除了含有相关的酶，还含有少量DNA【解析】细胞器结构与功能的考察【答案】C2. 【奉贤一模】用同位素标记法追踪元素及物质的去向是生物学的重要手段之一。下列相关结果错误的是（ ）A小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不会含有18O，但尿液中会含有H218OB用含3H标记的T的营养液培养洋葱根尖，可以在细胞

10、核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖体处则检测不到C用14C标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径D要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌【解析】同位素标记法的考察【答案】A三、光合作用的影响因素与应用【知识梳理】一、光合作用速率及其影响因素1、光合速率的概念及其表示方法：光合速率：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行光合作用的量，可以用CO2吸收量、O2释放量、有机物的生成量等来表示。2、影响光合速率的因素： （A） （B） （C）光照强度对光合作用的影响（A）：A点：光照强度为0，只进行呼吸作用，释放的CO2量可表示此时呼吸作用的强度；

11、AB段：呼吸作用强度光合作用强度；B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度，B点所示的光照强度称为光补偿点；BC段：光合作用强度呼吸作用强度，C点所示光照强度称为光饱和点；C点以后：限制光合作用强度增加的内部因素是色素含量、酶的数量和酶的最大活性，外部因素是温度、CO2浓度等环境因素。CO2浓度对光合作用的影响（B）：A点：CO2补偿点，表示光合作用强度=呼吸作用强度时的CO2浓度；B点：CO2饱和点，限制B点增加的最大因素是酶的数量和最大活性、光照强度等。温度对光合作用的影响（C）：温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度，B点为最适温度。3、“探究影响光合

12、作用的因素”实验。（1）实验原则：控制变量原则、对照原则（2）实验准备：实验前，要用真空渗水法排除叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；CO2浓度这一变量是通过调节水溶液中NaHCO3浓度来实现的。4、实验：绿叶中色素提取和分离原理：（1）提取原理：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。（2）分离原理：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。材料，新鲜菠菜叶：SiO2、CaCO3注意：（1）SiO2有助于研磨充分；CaCO3可防止研磨中色素被破坏（2）滤纸条一端必须剪去两角目的：作标记；使扩散速度均匀。（3）不能让滤液细线触及层析线，防止色素溶解到层析

13、液中。实验结果： 上 下颜色种类含量溶解度扩散速度橙黄色胡萝卜素最少最高最快黄色叶黄素较少较高较快蓝绿色叶绿素a最多较低较慢黄绿色叶绿素b较多最低最慢叶绿素提取实验的结论：四种色素在层析液中的溶解度大小： 胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色) 叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色)；四种色素在滤纸上移动速度是： 胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色) 叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色)；四种色素的含量是：叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素注意事项研磨不充分，色素未能充分提取出来；淡绿色 无水乙醇加入量太多，稀释了色素提取液；未加入碳酸钙粉末，叶绿素分子已破坏。荧光现象：提取液在透射光下是翠绿色

14、的，而在反射光下是棕红色。【例题精讲】例1.通过实测一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况得到如图1所示曲线。图1中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是图2中的（）【答案】A例2.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（）未加石英砂、研磨不充分一次加入大量的无水酒精提取分次加入少量无水酒精提取使用放置数天的菠菜叶BCD【解析】未加石英砂、研磨不充分、使用放置数天的菠菜叶滤液色素（叶绿素）太少，绿色过浅；一次加入大量的无水酒精提取浓度太低，故选D例3. 【2016金山一模】光合作用与呼吸作用(10分)右图表示某植物叶片O2吸收量随光

15、照强度变化的曲线，S代表有机物量。若已知该植物光合作用最适温度为25，下图为CO2浓度一定，环境温度为25时不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度（每平方米植物叶片每小时O2吸收量表示）。1.该植物的呼吸作用强度为每平方米植物叶片每小时mmol（以O2吸收量表示）。2.光照强度为（填写字母）时该呼吸作用强度等于光合作用强度。3.OB时段，S1表示该植物叶片有机物量；BD时段，S2表示该植物叶片有机物量。4.OD时段，该植物叶片光合作用有机物的净积累量为_，光合作用有机物的合成总量为。5.当光照强度处于图中的D点时，该植物每平方米叶片每小时通过光合作用能合成有机物（葡萄糖）_克，此时所产生的O

16、2的去向是_。【答案】152B3净消耗量净积累量4S2-S1 S2+S350.51（2分）扩散到同细胞内（用于线粒体的呼吸作用）和细胞外（2分）【课堂练习】1. 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（）A光反应强度升高，暗反应强度降低B光反应强度降低，暗反应强度降低C光反应强度不变，暗反应强度降低D光反应强度降低，暗反应强度不变【答案】B2， 夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是（）A.甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线bc段和de段下降的原因相同D.两曲线

17、bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【答案】D【答案】D【专题检测】1、【虹口一模】d+e光ab+cfg+chcc图示叶绿体中部分结构和反应过程，d+e光ab+cfg+chccAa、g分别表示NADP+和H2O Bf、h将在中参与三羧酸循环C该膜结构为叶绿体内膜D较强光照下，处pH最小，c流入时实现能量的转换【答案】D2、【2016浦东新区二模】回答下列有关光合作用和细胞呼吸的问题。（10分）图17图17为光合作用模式图，= 1 * ROMANI= 4 * ROMANIV表示叶绿体的结构，表示参与光合作用的物质。图171= 1 * ROMANI的基本骨架是_，= 3 * ROMANIII是

18、_ 是_2转化光能的分子位于（ ）ABCD据图17分析，下列叙述正确的是（ ）（多选，2分）A淀粉主要在细胞质基质中合成B的产生需要光照，但它不一定会从细胞中释放出来C光反应使= 4 * ROMANIV的pH降低DH+借助由= 4 * ROMANIV进入= 2 * ROMANII，不消耗能量E光合作用产物以葡萄糖形式运出叶绿体在恒定温度和光照强度条件下，光合作用速率会随着CO2浓度的变化而改变。当植物光合作用利用的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时，环境中的CO2浓度为CO2补偿点；CO2达到一定浓度时，光合速率不再增加，此时的CO2浓度为CO2饱和点。育种专家测定了22时， A、B两个水稻品种在不同CO2浓度下的CO2吸收量，以及黑暗条件下的CO2释放量，结果如表2。CO2补偿点（mmol/mol）CO2饱和点