最新高中生物光合作用导学案 精品Word文档下载推荐.docx

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（2018·

常州一调）树林中，阳光穿过枝叶的空隙，会在地上投下圆形的光斑，它们随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动。

下图显示在人工光斑照射某植物叶片前后，实验测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况。

以下各项分析中正确的是（）

A.图中A点O2浓度最高

B.AB段变化的原因是温度过高，导致酶活性下降

C.光斑移开后一段时间光合作用仍在进行

D.CD段的原因是CO2浓度降低，光反应速率下降

【变式训练1】1.（2018·

威海模拟）如图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析错误的是（）

A．［H］经①→②转移到葡萄糖，首先［H］与C3结合，该转变过程属于暗反应

B．［H］经②→①转移到水中，此过程需要氧气参与

C．［H］经②→④过程一般在缺氧条件下才能进行

D．②→①产生的［H］和①→②产生的［H］全部来自于水

解析：

考查光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸的生理过程及联系。

在有氧呼吸过程中，第一阶段也可以产生少量的[H]，其来源是葡萄糖。

答案：

D。

二、影响光合作用的因素分析及应用：

1、内部因素

（1）植物种类不同光合作用速率不同。

（2）同一植物的不同生长发育阶段光合作用速率不同。

如：

同样光照条件下，幼苗期<

营养生长期<

开花期。

（3）同一叶片的不同生长发育时期光合作用速率不同（如右图）。

2、单因子外界因素对光合作用速率的影响

（1）光照强度：

①曲线分析：

图1：

表示在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快，超过一定的强度，光合作用速率不再加快。

（图中S点表示进行光合作用所需要的最低光照强度，Q点对应的光照强度称为光饱和点。

）

图2：

lA点光照强度为零，只进行细胞呼吸，A点即表示植物呼吸速率。

lAB段表示随光照强度增强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；

B点表示细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，称B为光补偿点。

lBC段表示随光照强度不断增强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。

C点对应的光照强度为光饱和点。

（C点对应的CO2吸收值表示表观光合速率）

②应用：

阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示，在林生产上间作、套种、林带树种的配置，合理采伐都要考虑阳生植物要给予较强的光照，阴生植物不需要太强的光。

附：

光质（光的波长）对光合作用速率的影响

不同波长光的光合效率不同，红光的光合效率最高，其他色光的光合效率较低。

（2）CO2浓度：

表示在一定的浓度范围内，光合作用的速率随着CO2浓度的增加而加快，超过一定的浓度，光合作用速率不再加快。

（图中S点表示进行光合作用所需要的最低CO2浓度，Q点对应的CO2浓度称为CO2饱和点。

lA点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度。

lAB表示随CO2浓度增加，光合作用不断增强，到B点以上不再加强了。

B点对应的光照强度为CO2饱和点。

（B点对应的CO2吸收值表示表观光合速率）

在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等措施适当提高CO2浓度，提高光合作用速率。

（3）温度：

温度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的。

温室栽培时，白天调到光合作用的最适温度（冬天适当升高温度，夏天适当降低温度），以提高光合作用速率；

夜间适当降低温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。

（4）与光合作用有关的矿质元素的供应

①曲线含义：

在一定的浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难，从而导致光合作用速率下降。

在农业生产上，根据植物的需肥规律，实时地、适量地增施肥料，以提高作物的光合作用速率。

（5）水分

水也是光合作用的原料之一，满足作物对水分的需求，有利于提高作物的光合作用速率。

3、多因子外界因素对光合作用速率的影响

lP点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强，光合速率不断提高。

l到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

在实际农业生产中，可根据具体情况，通过增加光照强度、增加CO2浓度或调节温度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

【典题演示】2.（2018·

福建南安等三校联考）图1表示A、B两种植物光合作用效率随光照强度改变的变化曲线；

图2表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，光合效率受光照强度影响的变化曲线；

图3代表阳生植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图。

请据图回答：

（1）图1中，在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是_______________________________________________________________________。

（2）图2中，de段的限制因子是________；

e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________（填“高”、“低”、“基本一致”）；

e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________（填“高”、“低”、“基本一致”）。

（3）图3中，在光照强度较强时，叶绿体产生的氧气的去路有________（填字母）。

光合作用的反应式是_____________________。

在图1中b点时，光合速率和呼吸速率相等，二氧化碳的吸收量为0，在c点时，继续增加光强，二氧化碳的吸收量不再增加，此时光反应强，合成较多的ATP，而光反应的场所是在叶绿体类囊体的薄膜上，所以ADP的移动方向为从叶绿体的基质移向叶绿体类囊体的薄膜。

在图2中de段随着光照强度的增加，CO2的吸收量增多，说明光合作用的速率增加，限制其增加的因素为光照强度。

与d点相比e点时光照强度大，光反应强烈，产生的[H]和ATP多，所以C3的消耗多，C3的含量降低；

e点时，CO2的浓度较f点高，CO2的固定量大，C3含量高。

在光照较强时，光合作用增强，产生的氧气一部分进入线粒体，一部分扩散到周围环境中。

（1）从叶绿体基质移向叶绿体类囊体的薄膜　

（2）光照强度　低　高　

（3）p、g　CO2＋H2O光能叶绿体（CH2O）＋O2

【变式训练】2.

滨州模拟）将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。

用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线，下列有关说法正确的是（　　）

A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收量多，光合作用最强

B．CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的

C．D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等

D．D点较B点CO2浓度高，是因为D点温度高，使植物细胞呼吸强

H点CO2浓度最低，说明此时植物体内积累的有机物最多；

D点和H点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，D点之前，H点以后也进行光合作用，只不过是光合作用强度比细胞呼吸强度弱；

D点以前由于植物只进行细胞呼吸，或者是细胞呼吸强度大于光合作用强度，所以玻璃罩内的CO2浓度逐渐增大。

C。

三、有氧呼吸与光合作用的比较

光合作用

有氧呼吸

代谢类型

合成代谢

分解代谢

场所

叶绿体

活细胞（主要在线粒体）

光、色素、酶

酶（有光、无光都能进行）

物质变化

无机物（CO2+H2O）→有机物

有机物→无机物（CO2+H2O）

能量变化

光能→化学能（储存能量）

化学能→ATP+热能（释放能量）

实质

合成有机物，储存能量

分解有机物，释放能量

意义

①为几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。

②维持大气中O2与CO2含量的相对稳定。

③促进了生物的进化。

①为生物体的生命活动提供能量。

②为体内物质的合成提供原料。

联系

①光合作用为细胞呼吸提供物质和能量基础，细胞呼吸为光合作用提供原料。

②进化：

光合作用促进有氧呼吸生物的出现。

③共同维持自然界的碳循环。

【特别提示】

①光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌才能进行，但细胞呼吸则是所有活细胞都要进行。

②光合作用光反应产生的ATP只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。

③光合作用的光反应中产生的[H]来自水的光解，用于暗反应中C3的还原，生成（CH2O）；

有氧呼吸中产生的[H]来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O，并产生大量的ATP。

【典题演示3】

扬州市调研）下图X、Y、Z曲线分别表示一天24h的温度、某植物的光合速率（CO2mg·

h-1）、表观（净）光合速率（CO2mg·

h-1）的变化。

（1）中午12点时，Z曲线下降，可能原因是。

（2）如果中午12点时，Y曲线也下降，则原因可能是。

此时若比较d、e两个点对应的时刻，则时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高。

（3）中午12点，植物的呼吸速率约为CO2mg·

h-1。

（4）Z曲线的a点上升，其原因是。

（5）图中光合速率与呼吸速率相等的点是。

根据Z曲线的变化推测该植物接受光照的时间是Z曲线中的段。

（6）你认为植物能否正常生长？

【变式训练】3.（2018·

舟山模拟）下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（　　）

A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜

B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中

C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP

D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量

无氧条件下植物细胞无氧呼吸产生酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，二者均不利水果的保鲜；

C6H12O6在细胞质基质中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；

光合作用过程包括光反应和暗反应，可将光能转变为稳定的化学能，细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转变成ATP中不稳定的化学能和热能，故C项不确切；

夏季连续阴雨天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物的产量。

四、同一植物在不同条件下气体代谢的特点及相对强度的表示方法

1、黑暗状况时

①细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：

②气体代谢特点：

植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。

植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外（如右图）

2、较强光照时

②气体代谢特点

植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且光合作用强度大于呼吸作用强度。

分析乙图可知，图乙中有如下数量关系（如右图）：

N=N1+N2；

m=m1+m2

3、真正光合速率=表观（净）光合速率+呼吸速率（如右图）

五、化能合成作用及生物的代谢类型（人教版）

1、化能合成作用：

利用体外环境中某些无机物氧化所释放的能量（化学能）合成有机物。

硝化细菌能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2），进而将亚硝酸氧化成硝酸（HNO3），利用这两个化学反应中释放出的化学能将CO2和H2O合成为糖类供自身利用。

2、自养生物与异养生物

自养生物：

能利用光能或化学能将体外环境中转变成储存能量的有机物的生物。

如：

绿色植物、光合细菌、化能合成细菌（如硝化细菌）

异养生物：

只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物。

各种动物、营腐生或寄生的生物

3、新陈代谢的基本类型

注：

酵母菌的异化作用属于兼性厌氧型。

【典题演示】4。

下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。

乙图曲线a表示某种植物在20℃、CO2浓度为0.18%的环境中随着光照强度的变化光合速率的变化情况；

在B点时改变某种条件，结果发生了如曲线b变化。

丁、戊分别表示在一定实验条件下测得的某植物光

合作用速率与光照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度之间的关系。

请分析回答：

（1）甲图中，一昼夜CO2浓度最高和最低的分别是a、b对应的时刻，a、b两个时刻的生物学意义是___________________________________________________________。

（2）分析乙图在B点时改变的某种条件可能是（列举两种情况）：

①_________________________________________________________________

理由：

___________________________________________________________________

②___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

（3）乙图中A点与B点相比较，A点时叶绿体中C3的含量________（填“多”或“少”），[H]的含量________（填“多”或“少”）。

乙图中如果在C点时温度降低10℃，则曲线有何变化？

请在丙图中表示出来。

（4）影响图丁中E点上下移动的主要外因是______________________________。

（5）图戊中的数据需要在适宜光照条件下测量吗？

_________________________。

（1）表示光合作用强度等于细胞呼吸的强度

（2）温度适当增加　在一定的温度范围内，随着温度的增加光合作用增强

CO2的浓度增加一定的CO2浓度范围内，随着CO2浓度的增加光合作用增强

（3）多少（4）温度（5）不需要

【实验闯关】叶绿体中色素的提取与分离

一、实验梳理

1、原理：

（1）叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、无水乙醇等）形成色素溶液。

据此原理可以提取色素。

（2）叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；

反之则慢。

据此原理使各色素分离开来。

2、过程：

提取色素

制滤纸条

滤液划线

色素分离

（纸层析）

观察结果滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带。

3、结果：

色素在滤纸条上的分布如下图：

（橙黄色）最快、最窄

（黄色）

（蓝绿色）最宽

（黄绿色）最慢

①从色素带的宽度知色素含量的多少依次为：

叶绿素a>

叶绿素b>

叶黄素>

胡萝卜素。

②从色素带的位置知再层析液中溶解度大小依次为：

胡萝卜素>

叶绿素a>

叶绿素b。

③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，最远的是胡萝卜素和叶黄素。

【典题演示5】（2018·

镇江一模）下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，其中不正确的是（）

【变式训练4】

（1）甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，在滤纸条上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为。

（2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带，他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的来判断条带的色素种类。

（3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄，乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。

根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？

。

【方法指导】

（1）实验疑难点拨

①丙酮（或无水乙醇）的用途是溶解（提取）叶绿体中的色素。

②石英砂（二氧化硅）的作用是为了研磨充分。

③碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏。

④层析液的用途是分离叶绿体中的色素。

（2）实验成功的关键：

①叶片新鲜，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，易被细胞内有机酸破坏。

充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。

③滤液细线要画得细而直，以防止色素带重叠。

且要重复2~3次，以增加色素量，使色素带更加清晰。

④滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线上的色素会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。

【变式训练5】

广州模拟）（多选）下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是（）

A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏

B.水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是（甲＋乙）＜（丙＋丁）

C.四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大

D.四种色素中，丙和丁主要吸收红光

教师总结1.光合作用中关键知识点名词：

光反应，暗反应，水的光解，CO2的固定，C3的还原，C5的再生，类囊体，叶绿体基质。

2.绿叶中色素的提取和分离知识点名词：

纸层析法，层析液，无水乙醇，二氧化硅，碳酸钙，滤液细线。

3.光合作用中一些模糊不清的易错点：

（1）色素吸收、传递和转化过程中不需要酶的催化，而ATP的合成、CO2的固定、C3的还原离不开酶的催化。

（2）叶绿体离开细胞，保持适宜条件仍可进行光合作用；

但是从绿叶中提取的色素滤液不能进行光合作用，因为叶绿体被破坏，绿叶中只有色素缺乏酶等相关物质。

（3）温度改变，不管光反应还是暗反应均受影响，但主要影响暗反应，因为暗反应（卡尔文循环）不管酶的种类还是数量都比光反应多。

学习感悟