【课堂设计】2014-2021学年高中生物配套学案：5.4.2-光合作用的原理和应用(人教版必修1)

第2课时光合作用的原理和应用[学习目标]1.了解光合作用的探究历程。2.把握光合作用的过程。3.把握光合作用原理的实践应用。4.了解化能合成作用。[重点提示]1.光合作用的过程。2.光合作用原理的实践应用。【基础梳理】一、光合作用的概念光合作用是指绿色植物通过____________，利用________，把________________转化成储存着能量的____________，并且释放出________的过程。二、光合作用的过程1．光反应阶段(1)场所：____________的薄膜。(2)过程：色素吸取光能，一方面将水分解为______和________，另一方面，在酶的催化下，促成ADP和______生成______。2．暗反应阶段(1)场所：叶绿体的________。(2)过程：①二氧化碳和____结合形成两分子______，这个过程叫____________。②在酶的催化下，______接受______释放的能量并且被______还原，形成______和______。三、光合作用的原理和应用1．影响光合作用强度的外界因素：空气中________浓度，土壤中________多少，光照______与________，光的成分及________凹凸等。2．光合作用的应用：适当提高光照强度；延长光合作用的时间；温室栽培植物时，白天适当________温度，晚上适当________温度。四、化能合成作用少数种类的细菌能利用体外环境中的某些________氧化时所释放出的________来制造__________，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于________生物。【基础自测】1．欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有 ()A．葡萄糖的生成 B．淀粉的生成C．O2的释放 D．CO2的吸取2．在光合作用过程中，不属于暗反应的是 ()A．CO2与五碳化合物结合B．三碳化合物接受ATP释放的能量C．H2O中的氢传递给三碳化合物D．NADPH的氢传递给三碳化合物3．金鱼藻是一种生活在水中的植物，在阳光照射下，叶片四周可以产生肉眼能看到的气泡。气泡中的主要成分是 ()A．O2 B．CO2 C．CH4 D．H4．在试验中，萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时的作用是 ()A．将叶片中水分消耗掉B．将叶片中原有的淀粉消耗掉C．增加叶片的呼吸强度D．提高叶片对光的敏感度5．影响植物进行光合作用的因素有很多。下列选项中，对光合作用影响最小的是()A．叶绿体中色素的含量 B．五碳化合物的含量C．氮气的含量 D．二氧化碳的含量探究点一光合作用的探究历程和光合作用的过程1．阅读教材101～102页，完成光合作用的探究历程表格：年月科学家结论1771普利斯特利植物可以________1779英格豪斯只有在______下，只有绿叶才可以更新空气1845梅耶植物在光合作用时，把____转变成__________储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生________1880恩格尔曼氧气由________释放出来，它是光合作用的场所1939鲁宾、卡门光合作用释放的氧气来自____20世纪40年月卡尔文探明白二氧化碳中的碳在光合作用中转化为有机物中碳的途径，即________循环。2.试着列表比较光反应和暗反应。项目光反应暗反应实质____能转换为____能，并放出O2同化________形成________时间条件需__________、酶不需叶绿素和光，需要______场所在叶绿体内的________的薄膜上进行在叶绿体内的________中进行物质转化(1)水的光解：______________(2)ATP的生成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(酶))ATP(1)CO2的固定：______________(2)CO2的还原：C3eq\o(→,\s\up7(ATP、酶),\s\do5([H]))(CH2O)能量转换光能→ATP中__________能ATP中__________能→__________中稳定的化学能3.结合光合作用的过程分析：当光照突然停止，其他条件不变时，叶绿体中ATP、还原性氢(NADPH)、C3、C5、C6H12O6的含量如何变化，当二氧化碳含量由不足突然上升时，这些物质怎样变化？4．写出光合作用的反应式，标明各元素的去向。【典例1】下列关于叶绿体的描述，错误的是 ()A．基粒由类囊体堆叠而成B．叶绿体膜由双层膜组成C．暗反应发生在类囊体膜上D．类囊体膜上具有叶绿素和酶探究点二光合作用的影响因素及原理的实践应用1．如何来表示光合作用强度？ 2．如图是光照强度与光合作用强度的关系曲线，结合该图试着分析下列内容：(1)说出各点代表的生物学意义A：________________________________________________________________________；B：________________________________________________________________________；C：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)说出各线段代表的生物学意义OA段：____________；AB段：_____________________；BD段：_________________；DE段：______________________。3．除光照强度外，影响光合作用的因素还有那些，试着画出相应曲线？4．试着分析下列生产实例所利用的光合作用原理。(1)间作套种：____________________________________________________________。(2)冬暖大棚白天温度适当提高，晚上适当降低：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)农作物管理要求“正其行，通其风”：____________________________________________________________________________________________________________。(4)合理浇灌：___________________________________________________________。【典例2】对某植株作如下处理：甲持续光照10分钟；乙光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其它条件不变，则在甲、乙两种状况下植株所制造的有机物总量是()A．甲多于乙 B．甲少于乙C．甲和乙相等 D．无法确定[核心术语锁定]光合作用、光反应阶段、暗反应阶段、化能合成作用[学问网络构建][规律方法归纳]光合速率与呼吸速率的综合分析与计算1．表观光合速率和真正光合速率关系在不考虑光照强度对呼吸速率影响的状况下，OA段代表植物呼吸速率，OD段表示植物表观光合作用速率，OA＋OD段表示真正光合速率，它们的关系为：真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。2．光合作用与呼吸作用同时进行的综合计算公式(1)光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量(2)光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳消耗量＋呼吸作用二氧化碳释放量(3)光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量答案基础梳理一、叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气二、1.(1)类囊体(2)氧[H]PiATP2．(1)基质(2)①C5C3二氧化碳的固定②C3ATP[H]糖类C三、1.CO2水分长短强弱温度2．提高降低四、无机物能量有机物自养基础自测1．C2.C3.A4.B5.C探究点一1．更新空气光照光能化学能淀粉叶绿体水卡尔文2．光化学CO2有机物短促较缓慢叶绿素和光多种酶类囊体基质2H2Oeq\o(→,\s\up7(光能))4[H]＋O2CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3活跃的化学活跃的化学(CH2O)3．(1)光照突然停止eq\o(→,\s\up7(光反应减弱))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NADPH削减,ATP削减))eq\o(→,\s\up7(暗反应))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3还原减弱,C5固定仍在进行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降))→C6H12O6合成量相对削减(2)CO2供应由不足→充分eq\o(→,\s\up7(暗反应))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CO2固定增加,C3还原正常进行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NaDPH,,ATP))含量相对削减→C6H12O6合成量相对增加。4.典例1C[很多类囊体像圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基粒的囊状结构，叫做类囊体，构成内膜系统的基粒片层。叶绿体膜为双层膜，A、B对。在暗反应中，叶绿体利用光反应产生的ATP和NADPH这两个高能化合物分别作为能源和还原的动力将CO2固定，使之转变成葡萄糖，由于这一过程不需要光，所以称为暗反应。二氧化碳固定反应开头于叶绿体基质，结束于叶绿体基质。所以C错。]思路导引结合叶绿体的结构以及光反应和暗反应的场所分析该题。探究点二1．可以用单位时间内有机物的生成量或者氧气的释放量或者二氧化碳的吸取量来表示。2．(1)A：光照强度为零，只进行细胞呼吸B：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点C：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点(2)呼吸作用强度随光照增加，光合作用增加，但仍比呼吸作用弱光合作用连续随光照强度的增加而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用光合作用达到饱和，不再随光照强度的增加而增加3．(1)温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)在肯定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增大而增加；但达到肯定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。(3)水分、矿质元素的含量以及植物体内色素的含量、酶的数量都对光合作用有影响。4．(1)利用不同植物的光补偿点和饱和点不一样，合理搭配，提高了光合作用的面积(2)利用了温度对光合作用和呼吸作用的影响，白天大棚内温度较高，