高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用导学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用导学案，共3页。学案主要包含了光合作用的原理，光合作用原理的应用等内容，欢迎下载使用。

2、总反应式： 。其中 表示糖类
一、光合作用的原理：
（一）、探索光合作用原理的实验：
（1）离体叶绿体在适当条件下发生 的光解、产生氧气的化学反应称作 反应。
（2）鲁宾(S.Ruben)和卡门( M. Kamen)用 的方法，研究了光合作用释放的氧气中的氧元素来自 。
（3）阿尔农( D. Amn) 发现，在光照下，叶绿体可合成 这一过程总是与 相伴随。
（二）、光合作用的过程：根据是否需要 ，把光合作用分为 阶段和 （碳反应）阶段。
1、光反应过程：
2、暗反应（ 循环）：
(1)美国科学家卡尔文用小球藻做的实验
①方法： 。 ②过程：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为 中的碳的。
（2）暗反应过程：
（3）、光合作用最终合成的糖类一部分是 ，一部分是 。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处
3．光反应与暗反应的关系：光反应为暗反应提供 、 ，暗反应为光反应提供 、 、 。光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利用，还养活了所有的异养生物。光能通过驱动 作用而驱动生命世界的运转。NADPH也携带能量，参与暗反应时，NADPH不仅仅供氢同时还能供能。
实质： 有机物， 能量。
二、光合作用原理的应用：
(一)光合作用强度：
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物产生量的数量来定量表示。
(二)实验：探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生 ，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量 。
(2)变量：自变量：不同 控制自变量：调节 与 的距离进行对照实验
因变量： 强度 检测因变量： 浮起数量 无关变量：叶片大小、溶液的量
(3)流程：取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录
(4)结果：在一定范围内，台灯与实验装置的距离越近，浮起的圆形小叶片也越多。
(5)结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用也增强(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。
提示：台灯发光同时也会使温度发生改变，在台灯与烧杯之间加盛水玻璃柱排除温度对实验现象的影响。
(6) 本实验每组圆形小叶片 （可以、不可以）由30片改为3片。理由：
(三)影响光合作用强度的因素：
1．内因：叶绿体的数量、叶绿素的含量、_ _的含量和活性、叶龄等。
2．外因：光照强度、光照时间、光的成分、CO2浓度、温度、水和矿质元素等。
(1)原料：CO2、水。动力：光能。例如：环境中CO2浓度、叶片气孔开闭情况。
(2)影响叶绿体(光合作用场所)的形成和结构。如无机营养、病虫害也会影响光合作用强度。
(3)温度、pH。光合作用需要酶参与，温度、pH影响酶活性。
3．外因分析：
(1)光照：
a.①净光合速率表示法：绿色植物光下，一定时间内O2 量、CO2 量或糖类（有机物）的 量
②上图中光照强度大于C时，OA段表示植物 速率，OF段表示植物 速率，则真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
b曲线与图形分析：
1、A点光照强度为0，此时只进行 ，无 作用。细胞内的代谢特点如图2所示。
2、AB段：细胞呼吸强度 光合作用强度(图3),净光合速率 0，植物不能 ，长时间处于此种状态，植物将死亡。
3、B点：光合作用强度 细胞呼吸强度(图4)。B点所示光照强度称为 。净光合速率 0，植物不能生长。
4、BC段：净光合速率 0，植物因积累有机物而正常生长。(图5)
5、C点所示光照强度称为 点。AD段限制因素： DE段限制因素： 浓度等
c应用：①适当 光照强度； 光合作用时间；增加光合作用面积—— 合理密植 ；温室大棚用_________的塑料或玻璃。
(北方夏季中午时，光照强度很强，植物的光合作用强度将 。原因：光照强度过 ，温度 ，导致气孔 ，细胞CO2供应 ，光合作用强度 )
(2)CO2浓度：
(3)温度:①温度通过影响酶的 来影响光合作用强度。
②应用：适时播种；温室栽培时白天适当 温度，以提高光合作用速率；夜间适当 温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。
(4)水及矿质元素
①N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响 的合成从而影响光合作用。
②水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质；水还会影响 关闭，从而影响CO2进入植物体，间接影响光合作用。
三．化能合成作用
①自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。
②实例：硝化细菌：能将土壤中的 氧化成 ，进而将 氧化成 过程中释放出的化学能，将 和 合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
1.叶绿体 光能 二氧化碳 水 能量 有机物 氧气 2.见课本 （CH2O）
一 （一）水 希尔 同位素标记 水 ATP 水的光解 （二） 光能 光反应 暗反应 1 酶 色素 类囊体薄膜 2 卡尔文 同位素标记 有机物 叶绿体基质 C5与CO2结合形成2C3
NADPH NADPH 有机物 淀粉 蔗糖 3 ATP NADPH ADP Pi NADP+ 合成 储存
二 （二）全部沉到水底 氧气 上浮 越多 光照强度 小烧杯与光源 光合作用 叶片 不可以 数目太少，会影响实验的准确性 （三） 酶 释放 吸收 细胞呼吸 光合 小于 小于 生长 等于 光补偿点 等于零 光饱和 光照强度 二氧化碳 增强 延长 透明 降低 过强 升高 部分关闭 减少 减弱 活性 升高 降低 叶绿素 气孔
三 氨 亚硝酸 亚硝酸 硝酸 二氧化碳 水条件
外界条件：需要光；内部条件： 和 。
反应场所
物质变化
1、水的光解：H2O→ H＋＋O2 。2、ATP的合成：ADP＋Pi＋光能→ATP 。3、NADPH的合成
能量变化
光能→ ATP和NADPH 中的化学能
条件
外界条件：不需要光，需要CO2；内部条件：酶
反应场所
物质变化
CO2的固定： 。C3还原： C3接受ATP和 释放的能量，且被 还原。
能量变化
ATP和NADPH 中的化学能→ 中稳定的化学能