《2019-2020学年高中生物 第5章 第4节 第2课时 光合作用的原理和应用课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中生物 第5章 第4节 第2课时 光合作用的原理和应用课件 新人教版必修1（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 光合作用的原理和应用,一、光合作用的原理 1.光合作用的概念和实质,2.光合作用的过程 (1)反应式,(2)过程,预习反馈 1.判断正误。 (1)光反应为暗反应提供NADPH和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi。( ) (2)光反应产生的ATP可用于核糖体合成蛋白质。( ) (3)光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂。( ) (4)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反应。( ),2.以下反应过程在叶绿体基质中完成的变化有( ) 2H2O 4H+4e-+O2 ATPADP+Pi+能量 2C3(CH2O)+C5 CO2+C52C3 A
2、. B. C. D. 解析:叶绿体基质中完成的是暗反应,有。 答案:C,3.下列属于光合作用光反应的是( ),A.2、4、6 B.2、3、7 C.4、5、6 D.2、6、8 解析:光反应产生ATP、NADPH和氧气。 答案:D,二、光合作用原理的应用及化能合成作用 1.光合作用强度,2.探究环境因素对光合作用强度的影响,3.化能合成作用,预习反馈 1.判断正误。 (1)光照强度对光合作用强度的影响实验中,可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。 ( ) (2)探究实验中,小圆形叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。( ) (3)绿色植物和硝化细菌都为自养生物,都可通过光合作用制
3、造有机物。( ) (4)化能合成作用与光合作用所利用的无机物原料都是CO2和H2O。( ) (5)原核生物都是异养生物。( ) (6)自养生物合成有机物时只能利用光能。( ),2.连线。,3.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( ),解析:温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用,在一定温度范围内,光合作用强度随温度的升高而增大,温度过高时,高温会使酶失活而导致光合作用强度下降。 答案:D,探究点一,探究点二,光合作用的原理 问题情景 下图是光合作用过程示意图,请据图解决相关问题。,探究点一,探究点二,1.光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些? 答案
4、:(1)物质变化,(2)能量变化 光能转化为活跃的化学能,储存在ATP和NADPH中,均用于暗反应。,探究点一,探究点二,2.光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些? 答案:(1)物质变化 CO2的固定:1分子CO2+1分子五碳化合物2分子三碳化合物。 三碳化合物的还原:在酶的催化下,三碳化合物接受ATP、NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。 (2)能量变化:ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能。,探究点一,探究点二,3.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图,图中A物质和B物质的相对分子质量之比是多少?,答案:图中A、B物质是氧气,均来自
5、反应物中的水。A、B分别为O2、18O2,二者的相对分子质量之比为3236=89。,探究点一,探究点二,归纳提升 1.光反应与暗反应的区别,探究点一,探究点二,探究点一,探究点二,2.光反应与暗反应的联系,(1)光反应为暗反应提供ATP和NADPH。 (2)暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。,探究点一,探究点二,3.利用同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径,4.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方面综合分析 示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变化,探究点一,探究点二,(2)物质含量变化的比较,探究点一,探究点二,5.硝化
6、细菌的化能合成作用 硝化细菌(包括亚硝化细菌、硝化细菌)利用土壤中的NH3氧化成HNO2、HNO3释放的能量,将CO2和水合成有机物,并将能量储存在有机物中。其反应式如下:,探究点一,探究点二,典例剖析 下图是光合作用过程的图解,图中甲、乙、丙、丁表示能量或物质,表示过程。据图回答下列问题。,探究点一,探究点二,(1)甲、丙分别表示 、 。丙在暗反应中的作用是 。 (2)物质乙是 ,美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行探究,证明了光合作用产生的乙全部来自 。 (3)物质丁是 ,过程叫作 ,过程所需的还原剂是图中的 。突然停止光照,短时间内叶绿体中C5的含量 (填“增加”“不变”或“减少”)
7、。 (4)写出光合作用的总反应式: 。,探究点一,探究点二,解析:(1)本题考查光合作用的过程,分析图示可知,图中甲是光能,乙是O2,丙是NADPH,丁是C3化合物。(2)美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行探究,证明了光合作用产生的O2全部来自H2O。(3)暗反应过程包括CO2的固定和C3的还原,突然停止光照,NADPH和ATP减少,短时间内叶绿体中C5的含量减少。 答案:(1)光能 NADPH 做还原剂,提供部分能量 (2)O2 H2O (3)C3 CO2的固定 丙 减少 (4)CO2+H2O (CH2O)+O2,探究点一,探究点二,活学活练 1.将植物栽培在光照、温度适宜,CO2充足
8、的条件下,如果将环境中CO2含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞中C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 ( ) A.上升、下降、上升 B.下降、上升、下降 C.下降、上升、上升 D.上升、下降、下降 解析:在其他条件都适宜的前提下,CO2含量突然降低会导致CO2的固定受阻,致使C3化合物的来源受阻,C5化合物的去路受阻。而C3化合物的还原过程仍然在进行,导致C3化合物因不断被还原而减少,C5化合物因不断产生而增加,C3化合物的来源不足,致使ATP的利用减少,含量上升。 答案:C,探究点一,探究点二,2.白天,叶绿体中ATP和ADP的运动方向是( ) A.ATP与ADP同时由类囊体薄
9、膜向叶绿体基质运动 B.ATP与ADP同时由叶绿体基质向类囊体薄膜运动 C.ATP由类囊体薄膜向叶绿体基质运动,ADP的运动方向正好相反 D.ADP由类囊体薄膜向叶绿体基质运动,ATP则向相反方向运动 解析:光反应阶段的场所是类囊体薄膜,暗反应阶段的场所是叶绿体基质。光反应为暗反应提供NADPH、ATP,暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+,则ATP由类囊体薄膜向叶绿体基质运动,ADP的运动方向正好相反。 答案:C,探究点一,探究点二,3.光合作用过程包括光反应和暗反应,下图表示光反应与暗反应的关系,据图判断下列叙述错误的是( ),A.光反应为暗反应提供ATP和NADPH B.停止光照,
10、叶绿体中ATP和NADPH含量下降 C.ATP的移动方向是由类囊体到基质 D.植物在暗处可大量合成(CH2O) 解析:光合作用必须在光照条件下进行,在暗处植物不能大量合成(CH2O)。 答案:D,探究点一,探究点二,影响光合作用的因素 问题情景 下图所示为科学家研究环境因素对同一植物光合作用强度的影响,请尝试解决有关问题。,探究点一,探究点二,1.该科学家的研究实验中有几个自变量? 答案:有CO2浓度、光照强度和温度三个自变量。 2.光照强度对光合作用强度有何影响?光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是什么? 答案:在一定光照强度范围内,随着光照增强,光合强度增大,当光照强度超过一
11、定范围后,光合强度不再随着光照增强而增大。光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同。,探究点一,探究点二,3.光照强度为b时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是什么?试解释其作用原理。 答案:曲线和的CO2浓度相同,光照强度为b时,光合作用强度存在差异的原因是温度不同。温度影响与光合作用有关的酶的活性,进而影响光合作用强度。 4.通过该坐标曲线的分析,谈一谈一个坐标系中出现多个自变量的分析思路。 答案:仍然遵循单一变量原则,分析某一个变量时,其他变量保持相同条件。,探究点一,探究点二,归纳提升 影响光合作用的因素及在农业生产中的应用,探究点一,探究点二,探究点一,探究点
12、二,探究点一,探究点二,特别提醒光合速率辨析 (1)净光合速率和真正光合速率 净光合速率:常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。 真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。 光合速率与呼吸速率的关系:a.用非绿色组织或黑暗条件下的绿色组织测得的数值为呼吸速率;b.绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率;c.真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。,探究点一,探究点二,(2)多因子变量对光合速率的影响,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。 Q点时,横坐标所表示的因素不再是限
13、制光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当改变图示中其他因素的方法。,探究点一,探究点二,典例剖析 甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。,探究点一,探究点二,回答下列问题。 (1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。,探究点一,探究点二,解析:(1)由曲线图可知,光照强度
14、大于a时,甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大,说明甲植物对光能的利用率较高。 (2)当种植密度过大时,植株的叶片会相互遮挡,植株接受的光照强度减弱,导致植物净光合速率下降。由曲线图可知,光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。 (3)由曲线图可知,在低光照强度下,乙植物的净光合速率较高,在高光照强度下,乙植物的净光合速率明显低于甲植物,所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。 (4)夏日晴天中午12:00时,温度较高,部分气孔关闭,进入叶肉细胞的CO2明显减少,抑制了暗反应,导致叶片的光合速率明显降低。 答案:(1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速
15、率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 (3)乙 (4)CO2,探究点一,探究点二,活学活练 1.下列四个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是( ),解析:叶片小块沉入水底是由于细胞间隙的空气被抽取掉,所以哪一支试管中叶片小块最先产生大量的氧气,充入细胞间隙中,叶片小块就最先浮上来。由于自来水中含有CO2,25 的温度较为适宜,光照是光合作用必需的条件,所以C项所示试管的叶片小块最先浮起来。 答案:C,探究点一,探究点二,2.冬季修建一些温室大棚可为居民提供新鲜蔬菜,下列有关说法正确的是( ) A.一般情况下,大棚内的蔬菜进行光合作用利
16、用的光都是自然光 B.为提高产量,在阴雨天可适当提高大棚内的温度 C.增施农家肥可提高大棚内的二氧化碳浓度,促进晚上暗反应的进行,有利于有机物的积累 D.蔬菜中的叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关 解析:阴雨天应保持一定的昼夜温差,适当提高白天的温度,降低晚上的温度,B项错误;晚上没有光照,暗反应因缺乏ATP和NADPH的供应而不能进行,C项错误;叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光(波长450 nm左右)和红光(波长650 nm左右),而对绿色(波长500 nm左右)的吸收则很少,因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关,D项错误。 答案:A,探究点一,探究点二,3.下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( ),A.横坐标是CO2浓度
