《2018-2019版高中生物 第三章 细胞的代谢 第五节 光合作用 第2课时学案 浙科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019版高中生物 第三章 细胞的代谢 第五节 光合作用 第2课时学案 浙科版必修1（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 课时课时 光反应和碳反应、光光反应和碳反应、光照对光合作用的影响照对光合作用的影响知识内容学考要求选考要求光反应和碳反应的过程bb环境因素对光合速率的影响c活动：探究环境因素对光合作用的影响cc学习导航(1)概述光反应和碳反应的过程以及二者的联系。(2)活动：探究环境因素对光合作用的影响” ，概述各种环境的作用机理。方式一 复习叶绿体的结构后，教师提出在叶绿体这个细胞器上是如何完成光合作用这样一个看似简单的氧化还原反应的呢？叶绿体中的色素在光合作用过程中有没有作用？有何作用？光如何起作用？物质如何转变？能量为何这么转变？带着这些问题：我们一起来学习光合作用的过程。方式二 通过前
2、面的学习我们知道，叶绿体是植物进行光合作用的场所。叶绿体之所以有此功能，这与它的结构是密不可分的。根据下面有关叶绿体的知识来回答几个问题。(1)叶绿体是植物进行光合作用的场所，你知道叶绿体的形态和结构吗？(2)叶绿体中的色素存在于什么部位？它的功能是什么？(3)与光合作用有关的酶存在于叶绿体的哪些部位？光反应和碳反应是如何进行的？2一、光反应和碳反应1光反应(1)过程光能被吸收并转化为 ATP 和 NADPH 中的化学能。水在光下裂解为 H、O2和电子。水中的氢(He)在光下将 NADP还原为 NADPH。(2)场所：类囊体膜中。(3)反应物：H2O、ADP、Pi、NADP等。(4)生成物：O
3、2、NADPH、ATP 等。(5)条件：色素、光、酶。(6)能量变化：光能ATP 与 NADPH 中的化学能。2碳反应(1)过程CO2的固定：CO2RuBP2 三碳酸分子。2 三碳酸分子2 三碳糖。还原(2)场所：叶绿体基质。(3)反应物：CO2、ATP、NADPH 等。(4)产物：三碳糖(5)能量变化：ATP、NADPH 中的化学能三碳糖中的化学能。3联系：光反应为碳反应提供 NADPH、ATP，碳反应为光反应提供 ADP、Pi 和 NADP，如图所示。归纳总结 光反应与碳反应的比较比较项目光反应碳反应场所类囊体膜叶绿体基质时间短促，以微秒计较缓慢条件光、色素、酶、水多种酶、CO2、NADP
4、H、ATP过程利用光能使水光解产生 O2，同时产生 ATP将 CO2还原为糖的一系列反应3和 NADPH物质变化水的光解：H2O2H2e O2光叶绿体1 2ATP 的合成：ADPPi能量ATP酶NADPH 的合成：NADPH2eNADPH酶CO2的固定：CO2RuBP2 个酶三碳酸分子三碳酸分子的还原：2 个三碳酸分子2 个ATP、NADPH酶三碳糖RuBP 的再生：三碳糖RuBP酶能量变化光能ATP、NADPH 中活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能完成标志O2释放、ATP 和 NADPH 的生成糖类等有机物的生成联系光反应能为碳反应提供 ATP、NADPH、碳反应为光反应提供 AD
5、P、Pi、NADP。二者紧密联系，缺一不可示意图例 1 (2018绍兴 3 月模拟)如图为光合作用的过程示意图，表示光合作用的场所，a、b 和 c 表示物质。请回答下列问题：(1)的名称是_，其膜上含镁的色素主要吸收_光。(2)水在光下裂解，除图中所示的产物外，还有_，这些物质会被_接受，其在卡尔文循环中将 CO2还原为_，此过程中还伴随着_的贮存。(3)在供给 C18O2极短时间后，除了糖类物质含有18O 以外，从另一种光合产物_中也应当能够检测到18O。答案 (1)类囊体 红光和蓝紫 (2)H和电子 NADP 糖(或三碳糖或三碳糖磷酸) 能量(3)水4解析 (1)中进行的是光反应，场所是类
6、囊体，其膜上含镁的色素是叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)水的光解产物有氧气、H和电子，H和电子会被 NADP接受，形成NADPH，其在三碳酸分子还原过程中供能和作为还原剂，将三碳酸分子还原为三碳糖磷酸，此过程中还伴随着能量的贮存。(3)在供给 C18O2极短时间后18O 的走向为：C18O2三碳酸分子三碳糖和 HO(碳反应阶段有水产生)。二氧化碳固定三碳酸分子还原18 2思维启迪 对光反应与碳反应的认识(1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的两个阶段，而是息息相关的两个过程，没有光反应，碳反应也无法进行。(2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体，在原核生物中主要为质膜。(3)碳反
7、应所需要的 ATP 仅来自光反应，而不能由细胞呼吸提供。(4)光合作用中，ATP 提供能量和磷酸基团；NADPH 提供能量和作为还原剂，也是氢的载体，提供氢。(5)三碳糖或五碳糖(RuBP)组成元素中含有磷。(6)CO2中的 C 进入三碳酸分子但不进入 RuBP，最后进入三碳糖，RuBP 中的 C 不进入三碳糖，可以通过同位素示踪实验证明。例 2 (2017浙江超级全能生模拟)下图为类囊体膜的部分结构和生理功能示意图。请据图回答相关问题：(1)叶绿体内的很多类囊体堆叠起来的结构称为_。(2)类囊体膜是植物进行_的场所，其上的色素吸收光能，并将光能转化为_，贮存在 NADPH 和_中。(3)a
8、物质是_，是水的裂解产物，经过一系列膜蛋白的传递后被 NADP接受，NADP同时还接受 1 个 H形成 NADPH，NADPH 在三碳酸分子的还原过程中提供_。若撤离光照，短时间内叶绿体中的 RuBP 含量将_。答案 (1)基粒 (2)光反应 化学能 ATP (3)电子 能量和氢 下降解析 叶绿体内的许多类囊体堆叠起来形成基粒。类囊体膜上的色素能够吸收光能，在光反应阶段水被裂解为 H、O2、电子，其中 H、电子将 NADP还原为 NADPH，同时将光能转化为化学能贮存在 ATP 和 NADPH 中。在碳反应阶段，NADPH 为三碳酸分子的还原提供能量和氢。若在光合作用过程中突然撤离光照，短时间
9、内，三碳酸分子还原产生的 RuBP 减少，而 RuBP与二氧化碳产生三碳酸分子正常进行，则叶绿体中的 RuBP 含量将下降。5拓展提升 光照和 CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响由于各种因素的变化，如温度变化、光强度变化、CO2浓度变化会影响三碳酸分子、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖这些物质的含量，根据化学平衡原理分析，可以获得它们之间变化的关系。如下表：项目光照变强、CO2不变光照变弱、CO2不变光照不变、CO2增多光照不变、CO2减少三碳酸分子RuBPATP三碳糖NADPH注：此表只是对变化短时间内各物质的相对量的变化作讨论，而不是长时间，其中“”代表上升， “”代表下降二、
10、环境因素对光合速率的影响1光合速率(光合强度)(1)含义：一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。2影响光合速率的因素(1)光强度：在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加；当光强度升高到一定数值后，光强度再增加，光合速率也不会增加，此时的光强度称为光饱和点。(2)温度：每种植物光合作用都有一个最适温度。低于该温度，随着温度升高，光合速率加快；超过该温度，酶的活性减弱或丧失。(3)二氧化碳浓度：一定范围内，空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率加快。(4)矿质元素：缺少 N
11、会影响酶的合成，缺少 P 会影响 ATP 的合成；缺少 Mg 会影响叶绿素的合成。特别提醒 光强度对光合速率的影响各点含义6A 点：光强度为零，只进行细胞呼吸。B 点：光合速率等于呼吸速率，为光补偿点。C 点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光强度，即光饱和点。表观光合速率和真正光合速率的关系真正光合速率表观光合速率呼吸速率。3探究光强度对光合作用的影响(1)实验假设：一定范围内，光合速率随光强度的增加而增强。(2)实验过程组装下图装置三套，编号为甲、乙、丙；分别向三支试管内加入等量的小球藻和 5%的 NaHCO3溶液；记录有色液滴的起始位置；取三只 100 W 灯泡，分别置于距甲、乙、丙
12、10 cm、20 cm、50 cm 处，一段时间后，记录液滴位置。(3)变量分析自变量：光强度，通过 100 W 灯泡距实验装置的距离远近控制。因变量：光合速率，通过单位时间内 O2的释放量测定，以单位时间内有色液滴的移动距离作为检测指标。无关变量：各组实验植物(如金鱼藻、小球藻)的数量相同，温度、CO2浓度相同。(4)实验拓展设置温度作为自变量用上述装置探究温度对光合速率的影响，可通过将试管分别置于装有不同温度水的烧杯中控制自变量温度；设置 CO2浓度作为自变量用上述装置探究 CO2浓度对光合作用的影响，可通过往试管内分别加入不同浓度的 NaHCO3溶液来控制自变量CO2浓度。例 3 图甲表
13、示植物光合作用中的光反应，其中数字表示物质，a 和 b 表示结构。图乙为“探究环境因素对光合作用的影响”的实验装置，广口瓶中装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中CO2浓度。请回答下列问题(说明：题中“ ”填数字或字母， “_”填文字)：7(1)叶片中的光合色素存在于图甲中的 _上。 “光合色素的提取与分离”实验中，加入_液使光合色素在滤纸上分离，其中扩散的最快的色素是_。(2)图甲中，水中的氢转移到 _(物质)中，该物质在卡尔文循环中的作用是_。(3)某研究小组利用图乙装置探究不同波长的光对黑藻光合作用的影响。光合作用速率常用图甲中 _的相对释放量表示，其释放量可依据图乙中_估算。答案 (1)b 类囊
14、体膜 层析 胡萝卜素(2) NADPH 提供氢和能量(3) O2 量筒中收集的液体体积解析 (1)叶片中的光合色素存在于图甲中的b类囊体膜上。分离光合色素的方法是纸层析法，所用到的液体为层析液。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，扩散速率最快。(2)分析图甲可知，为 O2，为 NADPH，为 NADP，为 ATP，为 ADP。图甲中，水中的氢转移到NADPH 中，该物质在卡尔文循环(碳反应)中的作用是提供氢和能量。(3)光合作用速率常用图甲中O2的相对释放速率表示。O2不易溶于水，广口瓶内黑藻的光合作用释放O2导致瓶内气体压强增大，将水压入量筒，所以 O2的释放量可依据图乙量筒中收集的液体体积估算
15、。例 4 光合作用的正常进行要受多种因素的影响。一个生物兴趣小研究了矿质元素含量、光强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是( )答案 A解析 N 是构成酶、叶绿素、ATP、NADPH、核酸等的原料，氮元素是植物光合作用的必需元8素，但光合强度不会随叶片中含 N 量的增大而不断增大，1.根据对下图的观察，下列判断正确的是( )A需要 NADPH，不需要 ATPB都不需要 NADPHC不需要 NADPH，需要 NADPH 和 ATPD都需要 NADPH 和 ATP答案 C解析 由题图可知，该过程为光合作用的碳反应过程，、分别是指 CO2的固定和三碳酸分子的还原，CO2的固定不需要 NADPH，但是三碳酸分子的还原需要 NADPH 和 ATP。2(2018湖州期中)光合作用中水分子光解的产物是
