【优化方案】高中生物 第3章第5节光合作用课件 浙科版必修1

浙科版生物《优化方案》必修1课件：第3章第5节光合作用第五节光合作用课标领航通过本节的学习，我能够1．掌握自养生物、异养生物的特点及分类。2．识记色素的种类、颜色和吸收光谱。3．明确光合作用的概念、反应式、场所、阶段。4．分析外界因素对光合速率的影响。5．理解“光合色素的提取与分离”实验原理，掌握实验步骤，注意问题及实验结果。6．通过“探究环境因素对光合作用的影响”，掌握设计单因子对照实验的方案。【重点】光合作用的概念、阶段、场所及过程。【难点】探究影响光合作用的因素。情景导引2009年12月，温家宝总理在哥本哈根国际气候变化大会上再次指出：

“中国是世界人工造林面积最大的国家。我们将持续大规模开展退耕还林和植树造林，大力增加森林碳汇。”目前我国人工林保存面积达6168.84万公顷，居世界第一位。森林是陆地上最大的“贮碳库”和最经济的“吸碳器”，

科学研究表明：森林每生长1立方米，平均能吸收1.83吨二氧化碳。植物通过光合作用吸收CO2，该过程是怎样进行的？

核心要点突破实验探究创新知能过关演练第五节光合作用基础自主梳理基础自主梳理一、自养生物和异养生物1．自养生物：植物、藻类和某些细菌，它们以__________和水为原料，通过________，利用光能合成糖类等有机物质，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量。2．异养生物：人、动物、真菌和大部分细菌直接或间接依靠__________的光合产物生活。二氧化碳叶绿体自养生物二、光合作用概述1．能量转化：光合作用是一个______反应，它利用太阳能将二氧化碳转变为糖，并将能量贮存在糖分子内，即将光能转变为_________。2．场所：光合作用是在________中进行的，叶绿体中类囊体的膜称为________。3．氧气来源：光合作用释放的氧气来自于_____中的O。吸能化学能叶绿体光合膜H2O碳反应叶绿素a叶绿素b碳氢四、光反应1．产物：NADPH、ATP和来自水中的____。2．场所：叶绿体的________膜。3．光反应中最重要的是在两种_____________复合体中的电子被光激发的反应。4．主要变化：(1)光能被吸收并转化为______中的化学能。(2)水在光下裂解为H＋、O2和电子。(3)水中的氢(H＋＋e－)在光下将NADP＋还原为NADPH。O2类囊体叶绿素蛋白质ATP思考感悟1．光能转化为电能，电能转化为活跃的化学能，活跃的化学能转化为稳定的化学能场所分别在哪里？【提示】前两个阶段能量转化的场所是叶绿体类囊体膜中，最后一个阶段能量转化的场所是叶绿体基质。五、碳反应1．场所：叶绿体_______。2．卡尔文循环：是指_________还原为糖的一系列反应。(1)1分子二氧化碳与1个RuBP结合，形成一个六碳分子。(2)1个六碳分子分解成2个三碳分子。(3)1个三碳分子接受来自NADPH的氢和来自____的磷酸基团，形成1分子___________，这样，光能就转化为糖分子中的_______了。基质二氧化碳ATP三碳糖磷酸化学能思考感悟2．光合作用过程中NADPH是在哪里合成？作用是什么？【提示】

NADPH是在光反应的场所叶绿体的基粒上形成的。NADPH用于碳反应还原C3化合物并提供能量。

六、环境因素影响光合速率1．光合速率：也称_________，是指一定量的植物在单位时间内进行了多少__________。2．影响因素有______、温度和空气中的________浓度等，三者对光合作用的影响是综合性的。光合强度光合作用光强度二氧化碳核心要点突破要点一光反应与碳反应的比较项目光反应碳反应区别条件光、色素、酶和水多种酶、CO2、ATP和NADPH场所叶绿体类囊体膜中叶绿体基质时间短促较缓慢特别提醒(1)在光反应、碳反应过程中，只有色素吸收光能的过程不需要酶。(2)光反应必须在光下才能进行，碳反应有光、无光均可进行。

(2010年高考重庆卷)如图为光能在叶绿体中转换的示意图，U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质。下列选项，错误的是(

)例1A．U在光合作用中的作用是吸收和传递光能B．V吸收光能后被激发，使H2O分解，产生电子流C．W为CO2的还原剂，其能量是稳定化学能来源之一D．U至Y的能量转换在叶绿体类囊体膜(囊状结构薄膜)上进行【思路点拨】本题考查光合作用的两个阶段(光反应和碳反应)，解答本题应突破以下几点：①明确光反应、碳反应的场所。②理解光反应、碳反应的过程及联系。【尝试解答】

__D__【解析】

本题考查光合作用的过程分析。其中U是特殊状态的叶绿素a，起的作用主要是吸收和传递光能，V的作用是将水分子分解，从而产生氧气和H＋，从而形成电子流，将光能转化为电能，W为二氧化碳的还原剂在还原二氧化碳的过程中将能量贮存在有机物中，成为稳定的化学能，由U至Y表示了光合作用的全过程，其场所是在叶绿体中，包括叶绿体类囊体膜(囊状结构薄膜)和叶绿体基质。【探规寻律】

光合作用图解跟踪训练光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，下列叙述正确的是(

)A．光反应不需要酶，碳反应需要多种酶B．光反应消耗水，碳反应消耗ATPC．光反应固定CO2，碳反应还原CO2D．光反应贮存能量，碳反应释放能量解析：选B。考查对光合作用过程的理解，光反应和碳反应都需要酶；CO2的固定和还原都发生在碳反应；光反应是吸收、传递和转化光能，碳反应是把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存。条件三碳分子RuBPNADPH和ATP三碳糖合成量停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加光照不变CO2供应不变(CH2O)运输受阻增加减少增加减少要点二叶绿体处于不同的条件下，三碳分子、RuBP、NADPH、ATP以及三碳糖合成量的动态变化在光合作用正常运转后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合作用的中间产物含量会发生哪种变化(

)A．RuBP含量升高，三碳分子含量降低B．三碳分子含量升高，而RuBP含量突然降低C．RuBP、三碳分子含量均升高D．RuBP、三碳分子含量均降低【尝试解答】

__A__例2【解析】

在碳反应中，CO2与RuBP形成三碳分子，当CO2浓度下降后，消耗的RuBP减少，产生的三碳分子也减少，而三碳分子的还原仍不断进行产生RuBP，所以RuBP含量升高，而三碳分子含量降低。【互动探究】

(1)试分析上述情况下，光合产物ATP、NADPH的变化？(2)题干若改为突然停止光照，应选择哪项？【提示】

(1)ATP和NADPH含量都上升。(2)B。1．区别与联系要点三光合作用与需氧呼吸的比较特别提醒光合作用与细胞呼吸联系的具体表现(1)光能转换为生命活动的过程：即光合作用贮存于有机物中的能量只有通过细胞呼吸才能用于各项生命活动。(2)光合作用是自然界中最基本的物质代谢与能量代谢，细胞呼吸则为生命活动提供动力并成为物质转化的枢纽。例3A．X、Y物质分别代表三碳分子和丙酮酸B．①、④过程可以产生[H]，②过程需要消耗[H]C．①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中D．①②③④四个过程中既没有消耗氧气，也没有产生氧气【尝试解答】

__C__【解析】

分析题图可知，由糖经①、④形成CO2的过程为细胞呼吸过程。Y物质为丙酮酸，①、④过程为第一、二阶段，故都可以产生[H]，①过程为糖酵解过程，发生在细胞溶胶中；由CO2经③、②过程形成糖的过程为光合作用。X物质为三碳分子，②为三碳分子还原的过程，发生在叶绿体的基质中，需要光反应提供NADPH([H])和ATP。其中①、②、③、④均未消耗和产生氧气。跟踪训练从光合作用到需氧呼吸过程中，H2O中O的循环途径是(

)A．H2O→C6H12O6→CO2B．H2O→C6H12O6→H2OC．H2O→O2→CO2D．H2O→O2→H2O答案：D1．单因素影响(1)光合速率与光强度的关系(如图1)①关键点的含义：A点，光强度为0，此时只进行细胞呼吸，其释放的CO2量，可表示此时的呼吸强度。要点四影响光合作用的因素图1AB段，表明随光强度的加强，光合速率逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少(其中有一部分用于光合作用)。到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合速率＝细胞呼吸强度，称B点为光补偿点(白天光强度只有在光补偿点以上，植物才能正常生长)。BC段，表明随着光强度不断加强，光合作用不断加强，到C点以后不再加强了，C点为光饱和点。②应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图1虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、合理采伐、冬季温室栽培等都与光补偿点有关。2)光合速率与温度的关系(如图2)①关键点的含义：光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10～35℃下能正常进行光合作用。其中AB段随温度的升高光合速率逐渐加强，B点以后酶活性下降，光合速率开始下降，温度过高光合作用完全停止。图2②应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；夏季，温室栽培又可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸强度，保证植物有机物的积累。(3)光合速率与CO2浓度的关系(如图3)①关键点的含义：在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度增大而加快；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加，甚至减弱。②应用：施用有机肥及采取其他措施，如提高大田或温室CO2浓度。图32．多因素影响(如图)(1)曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因素的措施。(2)应用：温室栽培时，在一定光强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，可提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光强度和CO2浓度以提高光合速率。例4A．光强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同B．光强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合速率差异的原因是温度的不同C．光强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合速率随光强度升高而升高D．光强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合速率随光强度升高而升高【尝试解答】

__D__【解析】

A项，光强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合速率的温度、光强度相同，而CO2浓度不同；B项，光强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合速率的CO2浓度和光强度相同，而温度不同；C项，在光强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合速率随光强度升高而升高；D项，在光强度为a时，曲线Ⅲ已达到饱和点，随光强度增加，光合速率保持不变。【互动探究】

(1)在光强度小于a时，影响三条曲线光合速率的主要外界因素是什么？其影响了光合作用的哪一阶段？(2)当光强度达到c点以后，若要提高曲线Ⅰ的光合速率，可采取哪些措施？【提示】

(1)光强度；光反应阶段。(2)适当提高CO2浓度或适当升高温度。实验探究创新光合色素的提取与分离1．实验原理(1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用95%的乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。(2)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，从而使各种色素相互分离。2．实验流程图示提取绿叶中的色素：特别提醒(1)本实验中使用的试剂有毒，不但实验后要洗手，实验前也要洗手。(2)滤纸条一定要用剪子剪，保证边缘光滑。(3)不但滤液细线不能触及层析液，滤纸条也不要触及试管。(4)叶绿素a和叶绿素b的色素带靠得很近，要仔细辨认。3．实验疑难点拨(1)实验中几种化学试剂的作用①无水乙醇可溶解叶绿体中的色素。②二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。③碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏。(2)实验成功的关键①叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。②研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。③滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画一两次。④滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。特别提醒(1)剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手要干净、干燥(可以套上塑料袋)，以免污染滤纸。(2)加入的SiO2和CaCO3一定要少，否则滤液浑浊，杂质多，颜色浅，实验效果差。(3)根据试管的长度制备滤纸条，让滤纸条长度高出试管约1cm，高出部分做直角弯折。(4)画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。实战演练

1.对“绿叶中色素的提取与分离”实验，下列描述正确的是(

)A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B．用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画2～3次C．把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素解析：选D。提取色素时应将新鲜绿叶剪碎，更有利于研磨充分；画滤液细线时要等上次所画的线干燥后再重复画，以增加色素含量；层析分离色素时，画有滤液细线的滤纸条插入层析液时，千万不要让层析液没及滤液细线，更不要摇晃，以防色素溶解在层析液中。2．叶绿体中色素能够溶解在有机溶剂乙醇中，因此实验室中用95%的乙醇提取叶绿体中的色素。能否用丙酮作为溶剂替代无水乙醇呢？请完善实验，探究丙酮是否可以作为提取叶绿体中色素的有机溶剂，并对实验中存在的问题进行分析。(1)材料用具：新鲜的绿色叶片，干燥的定性滤纸，尼龙布，丙酮，95%的乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸钙等。(2)方法步骤：①提取绿色叶片中的色素。a．取两个研钵分别编号为1、2。b．分别向两个研钵中加入________________________________________________________________________。c．向1号研钵中加入2～3mL95%的乙醇，________________________________________________________________________，均进行充分研磨。d．将研磨液过滤到试管中，并及时用棉塞塞紧试管口。②制备滤纸条。将干燥处理的定性滤纸剪成两个长10cm，宽1cm的长条，在距一端1cm处用圆珠笔画线并剪去两角。③点样。分别用毛细吸管吸取少量滤液，分别在两条滤纸条上沿横线均匀地画滤液细线，紧接着重复画2～3次。④分离叶绿体中的色素。将层析液2mL倒入两支编号为1、2的大试管中。然后，将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，并让层析液没及滤液细线。(3)观察实验结果。请绘出正确的实验结果，并注明色素种类及相应颜色。(4)结果预测及分析：结果预测分析2号滤纸条与l号出现一致