2022年高三生物專題復(fù)習(xí) 光合作用知識(shí)教案

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1、2022年高三生物專題復(fù)習(xí) 光合作用知識(shí)教案 一.?? 學(xué)習(xí)內(nèi)容： 復(fù)習(xí)光合作用，理解光合作用的重要意義，知道光合作用的概念，場(chǎng)所，基本條件和過(guò)程，葉綠體是綠色植物光合作用的場(chǎng)所，光合色素的是光合過(guò)程中進(jìn)行光能轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，光合過(guò)程的暗反應(yīng)是有機(jī)物合成過(guò)程，掌握光合過(guò)程中光能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，C3植物、C4植物的區(qū)別。 ? 二. 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 1. 光合作用的意義 2. 光合作用的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 3. 光合作用有機(jī)物的生成 4. 提高光合作用的效率 ? 三.?? 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 1. 光合作用的意義 2. 光合作用的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，有機(jī)物生成過(guò)程 3. 生物固氮 ? 四.??

2、復(fù)習(xí)過(guò)程： 1. 光合作用概念 范圍：綠色植物（葉綠體），具有光合色素的生物（藍(lán)藻，褐藻等） 條件：光照 場(chǎng)所：葉綠體內(nèi) 反應(yīng)物：二氧化碳、水 產(chǎn)物：有機(jī)物（糖類、脂類、某些氨基酸）、氧氣 能量轉(zhuǎn)換：光能轉(zhuǎn)化換為有機(jī)物中的化學(xué)能 酶：多種酶的參與（類囊體上光反應(yīng)有關(guān)的酶 葉綠體基質(zhì) 暗反應(yīng)有關(guān)的酶） 2. 光合作用色素 A. 色素分布：色素分布在內(nèi)囊體的膜上，色素分子可以吸收、轉(zhuǎn)換光能 B. 色素種類： 葉綠素a （藍(lán)綠色） 紅光 類囊體葉 葉 綠 素（3/4）

3、 ?葉綠素b （黃綠色） 籃紫光 的膜上 類胡蘿卜素（1/4） ?葉黃素 （黃色） 胡蘿卜素 （橙黃色） 藍(lán)紫光 色素功能： （1）具有吸收和轉(zhuǎn)換光能作用的色素 絕大多數(shù) 葉綠素a 全 部 葉綠素b，胡蘿卜素，葉黃素 這些色素吸收光能，通過(guò)共振傳遞光能給特殊狀態(tài)的葉綠素a （2）吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能 少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠色a，吸收其他色素傳來(lái)的光能，轉(zhuǎn)換成電能 色素特點(diǎn)： 是脂溶性色素，分離時(shí)利用紙層析法分離。由于色素在不同的溶劑中溶解度不一樣，在濾紙上的運(yùn)動(dòng)速度不一樣，可達(dá)到分離目的，從上開(kāi)始：胡蘿

4、卜素、葉黃素、葉綠素a，葉綠素b。 3. 光合作用的過(guò)程 光合作用：是葉綠體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過(guò)程。 能量轉(zhuǎn)換：光能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能 光合作用 水光解釋放氧氣 ?物質(zhì)變化： 二氧化碳的固定和還原 糖類等物質(zhì)的形成 （1）光合作用的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 ① 光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換： 光能轉(zhuǎn)換成電能 光反應(yīng)階段 三階段： 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 光反應(yīng)階段 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能

5、 暗反應(yīng)階段 <1> 光能轉(zhuǎn)換成電能 場(chǎng)所：葉綠體類囊體膜上 物質(zhì)：葉綠體色素 能量傳遞轉(zhuǎn)換過(guò)程： A：處于特殊狀態(tài)的葉綠素a分子 C：電子供體 D：電子受體 ① 特殊狀態(tài)的葉綠素A失去電子，成為強(qiáng)氧化劑 ② 電子受體接受電子并將其傳給內(nèi)囊體上的電子傳遞鏈，生成ATP和NADPH ③ 電子供體將電子給葉綠素A，自身被氧化，并激活水光解酶，最終從水中的電 子 ④ 水被光解 H2O→O2 + 2 H+ +2e 在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素A不斷失去電子和獲得電子，從而形成電子流，

6、光能就不斷的轉(zhuǎn)換成了電能。 <2> 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 輔酶Ⅱ：煙酰胺酰嘌呤二核苷磷酸，英文簡(jiǎn)寫(xiě)NADP+ NADP+能得到兩個(gè)電子和一個(gè)還原氫生成NADPH（還原性輔酶Ⅱ） 物質(zhì)轉(zhuǎn)換 NADP+ +2e +H+NADPH 能量轉(zhuǎn)換 電能→活躍的化學(xué)能 同時(shí)，葉綠體利用光能轉(zhuǎn)換成的另一部分電能，將ADP轉(zhuǎn)換成ATP，已活躍的化學(xué)能的形式儲(chǔ)存起來(lái)。 NADPH是很強(qiáng)的還原劑，可以將二氧化碳最終還原成糖類等有機(jī)物，自身被氧化成NADP+繼續(xù)接受電子 <3> 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能 暗反應(yīng)中，二氧化碳被固定形成C3化合物，在酶的作用下，接受NADPH和

7、ATP釋放出來(lái)的能量，并被NADPH還原，經(jīng)復(fù)雜的酶促反應(yīng)，最終生成含穩(wěn)定化學(xué)能的化合物。 ② 光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程 總反應(yīng)式：6CO2 +12 H2OC6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 4. 光合作用的意義 光合作用是生物界最基礎(chǔ)的，最重要的新陳代謝，是所有生物生存的基石。 意義： （1）自然界的能量來(lái)源、物質(zhì)來(lái)源 （2）調(diào)節(jié)大氣中的二氧化碳、氧氣的比例，對(duì)生物的生存進(jìn)化有重要意義 5. 光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較 （1）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較 項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 實(shí)質(zhì) 光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP、[H]）,放出氧氣 活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)

8、定化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)（CH2O） 時(shí)間 短促、以微秒計(jì) 較緩慢 條件 需葉綠素、光、酶 不需要葉綠素和光、需要酶 場(chǎng)所 在葉綠體的類囊體膜上 在葉綠體的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 2H2O4[H] + O2 ADP+ PiATP CO2的固定 CO2 + C5C3 CO2的還原（CH2O） 能量變化 葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中 ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 （2）光合作用與呼吸作用比較 項(xiàng)目 光合作用 呼吸作用 附錄 區(qū) 別 反應(yīng) 部位 葉綠體 主要在線粒體 都是雙層膜細(xì)胞器、具有能量轉(zhuǎn)化功能，有自己的D

9、NA 所需 條件 光、色素、酶 CO2和H2O O2和H2O、有機(jī)物、酶 所用的酶 （系統(tǒng)）不同，在基質(zhì)和膜上都有分布 物質(zhì) 變化 ? 無(wú)機(jī)物有機(jī)物 ? 無(wú)機(jī)物 有機(jī)物 小分子有機(jī)物 光合作用：同化作用 呼吸作用：異化作用 兩者共同作用完成能量在生物圈內(nèi)的流動(dòng)全過(guò)程 能量 變化 儲(chǔ)存能量： 光能化學(xué)能 釋放能量：化學(xué)能熱能 及ATP中的化學(xué)能等 聯(lián) 系 光合作用為呼吸作用提供氧氣，呼吸作用位光合作用提供CO2 光合作用位幾乎所有的生物提供物質(zhì)能量來(lái)源，呼吸作用是能量的利用 6. 提高光合作用效率 （1）C3植物和C4植物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

10、 項(xiàng)目 C3植物 C4植物 維管束鞘細(xì)胞 不含葉綠體 呈“花環(huán)”結(jié)構(gòu)，細(xì)胞較大列 緊密，含無(wú)基粒的葉綠體，且數(shù)量多，個(gè)體大 葉肉細(xì)胞 細(xì)胞排列疏松，都含葉綠體 圍繞維管束鞘的一圈細(xì)胞排列緊密，含有正常葉綠體 地理分布 適于溫度較低的環(huán)境中，溫帶和寒帶地區(qū) 適于溫度較高地區(qū)，熱帶和亞熱帶地區(qū) 進(jìn)化鑒別 進(jìn)化中出現(xiàn)較早，蕨類、裸子植物和木本植物都是C3植物 進(jìn)化中出現(xiàn)較晚，比C3植物高等；只有在草本植物中才有C4植物 常見(jiàn)植物 大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆、菠菜等 高粱、玉米、甘蔗、莧菜等 由于C3植物和C4植物在結(jié)構(gòu)上的差異，兩者在固定CO2時(shí)有不同的途徑

11、 （2）C4植物光合作用的特點(diǎn) .過(guò)程圖解： （3）基本特點(diǎn)： ① 在C4植物中有C4途徑也有C3途徑 ② C4途徑發(fā)生在葉肉細(xì)胞的葉綠體中，C3途徑發(fā)生在維管束鞘細(xì)胞葉綠體中 ③ C4途徑起到傳遞集中CO2作用，將外界的光合原料傳遞到維管束鞘細(xì)胞葉綠體內(nèi)合成有機(jī)物 ④ 在傳送CO2的過(guò)程中，要消耗能量，來(lái)自ATP提供能量 ⑤ 二氧化碳的轉(zhuǎn)移通過(guò)草酰乙酸、丙酮酸完成，不是氣體直接通過(guò)細(xì)胞傳遞 ⑥ C4途徑中固定CO2的酶（PEP羧化酶）有很強(qiáng)的親和能力，可以將大氣中的低濃度CO2固定下來(lái) ⑦ C4途徑固定CO2的能力要比C3途徑中的強(qiáng)，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利

12、用CO2的能力 ⑧ 干旱條件下，葉片氣孔關(guān)閉，C4植物能利用葉肉細(xì)胞間隙的低濃度CO2光合，C3植物不能 （3）光合作用效率 光合效率：綠色植物通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物中所含的能量，與光合作用中吸收的光能的比值 光合效率 = 光合作用制造的有機(jī)物中的能量 / 光合作用中吸收的光能的比值 提高作物產(chǎn)量方法： （4）光強(qiáng)對(duì)光合作用的影響 ① 光照的重要性：是光合作用基本條件，直接影響作物的光合作用效率 ② 光強(qiáng)的影響：不同的作物對(duì)光照的強(qiáng)弱需求不同 ③ 光成分的影響：不同顏色的光對(duì)農(nóng)作物的光合作用效率有一定的影響 ④ 對(duì)光合效率的影響 能量相等的單色光照射綠色植物：

13、 紅光和藍(lán)紫光有利于提高光合作用效率 黃綠光不利于提高光合作用效率 ⑤ 對(duì)光合作用產(chǎn)物的成分的影響 不同的單色光照射綠色植物 藍(lán)紫光照射，光合產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和脂肪含量較多 紅光照射下，光合產(chǎn)物中糖類較多 （5）二氧化碳的供應(yīng) ① 影響： <1> CO2濃度很低時(shí)，綠色植物不僅不能制造有機(jī)物，還消耗體內(nèi)的有機(jī)物（曲線在X軸下方） <2> 在一定濃度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而加強(qiáng)（X軸上方曲線斜率為正） <3> 達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度的改變而改變（斜率為0部分） <4> 繼續(xù)提高CO2濃度，光合強(qiáng)度下降（斜率為負(fù)部分） 該曲線的縱軸單位

14、：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位面積葉片生成有機(jī)物的量，用CO2表示。 曲線的繪制考慮到光合作用和呼吸作用的共同影響，是植物的凈光合作用。 ② 應(yīng)用： 通常作物周?chē)腃O2濃度比較的低，隨著光合作用的進(jìn)行還會(huì)降低，作物常處“CO2饑餓狀態(tài)”。 （6）必須礦質(zhì)元素的供應(yīng) <1> 礦質(zhì)元素的重要作用： <2> 礦質(zhì)元素對(duì)光合的影響 氮：缺乏時(shí)，植株矮小，葉小色淡（葉綠素含量少），花少，籽實(shí)不飽滿 過(guò)多時(shí)，葉大鮮綠，光合旺盛，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易倒伏 磷：缺乏時(shí)，蛋白質(zhì)合成受阻，抗性降低 用磷脂酶將離體葉綠體膜上的磷脂水解，光合其他條件具備但過(guò)程受阻 鉀：對(duì)糖

15、類的合成和運(yùn)輸影響，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，各種酶的輔助因子 光合作用合成糖類，將糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官 植物對(duì)礦質(zhì)元素的利用需要適量，過(guò)多過(guò)少都會(huì)造成不良的影響。缺乏任何一種礦質(zhì)元素都會(huì)引起特有的生理病癥。每種植物的病癥因缺乏的元素的種類和數(shù)量。不同元素間相互作用，病癥更復(fù)雜。 <3> 應(yīng)用： 鉀供應(yīng)充足，糖類合成加強(qiáng)，纖維素木質(zhì)素含量高，莖稈堅(jiān)韌，抗倒伏。 葉菜多施氮肥，籽實(shí)類作物后期不宜大量施氮肥， ? 五. 學(xué)習(xí)指導(dǎo)： 光合作用是中學(xué)階段要掌握的一個(gè)重要的代謝，是生物界的最重要的新陳代謝，是幾乎整個(gè)生物界的物質(zhì)和能量的來(lái)源，其它的生物都直接或間接的以光合作用為基礎(chǔ)生

16、存。光合作用的完成物質(zhì)轉(zhuǎn)換作用，將無(wú)機(jī)碳元素轉(zhuǎn)化成能儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，將光能轉(zhuǎn)換成其他生物可以利用的化學(xué)能。光合作用過(guò)程中水的氧被氧化成氧氣，二氧化碳被還原有機(jī)物中的碳，光合作用光反應(yīng)的進(jìn)行需要光照條件，暗反應(yīng)的進(jìn)行，需要有光反應(yīng)提供的能量和還原能力，兩者相互聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一體。 ? 【模擬試題】 1. 植物進(jìn)行光合作用時(shí)，如供給同位素14C標(biāo)記的二氧化碳，對(duì)于了解光合作用過(guò)程中的哪一項(xiàng)最有意義（ ） A. 光合作用過(guò)程中放出氧的來(lái)源 B. 光合作用中葉綠素的作用 C. 形成葡萄糖的過(guò)程 D. CO2的吸收過(guò)程 2. 葉綠體色素能夠在濾紙上擴(kuò)散，其中擴(kuò)散得最慢含量最多的分別是（

17、 ） A. 胡蘿卜素、葉黃素 B. 葉黃素、葉綠素a C. 葉綠素a、葉綠素b ?D. 葉綠素b、葉綠素a 3. 在生物的一生中，綠色植物呼吸作用產(chǎn)生的ATP較同化作用中消耗的ATP，動(dòng)物呼吸作用產(chǎn)生的ATP較同化作用中消耗的ATP的情況是（ ） A. 少、少 B. 少、多 C. 多、少 D. 多、多 4. 關(guān)于暗反應(yīng)的敘述種錯(cuò)誤的是（ ） A. 必須接受光反應(yīng)產(chǎn)生的能量和還原劑 B. 完成二氧化碳的固定和三碳化合物的還原 C. 暗反應(yīng)的產(chǎn)物有葡萄糖、C5和水 D. 暗反應(yīng)不需要光，只能在暗處進(jìn)行 5. 溫室栽

18、培蔬菜，一般采用什么顏色的玻璃做頂棚更能提高產(chǎn)量（ ） A. 紅色玻璃　 B. 藍(lán)紫色玻璃　 C. 綠色玻璃　 D. 無(wú)色玻璃 6. 番茄在適宜的溫室培養(yǎng)情況下，如改變下列（　 ）會(huì)使產(chǎn)量增加 A. 氧量　 B. CO2量 C. 水量　 D. 延長(zhǎng)光照　 E. 白天升溫　 F. 夜晚升溫　 G. 夜晚降溫 7. 將一枝金魚(yú)藻放在水中，如右圖所示。改變燈與燒杯的距離并通過(guò)統(tǒng)計(jì)藻枝放出的氣泡數(shù)，來(lái)進(jìn)行不同距離時(shí)光合作用強(qiáng)度的測(cè)定。結(jié)果如下表。請(qǐng)回答下列問(wèn)題（ ） 燈與燒杯之間的距離（cm） 10 20 30 40 50 60

19、 70 80 90 100 氣泡數(shù)（個(gè)/min） 16 13 8 6 5 4 3 2 1 0 （1）從圖或表中你能得出什么結(jié)論___________________________________。 （2）當(dāng)燈與燒杯之間的距離分別為10crn和90cm時(shí)，收集分析氣泡中氣體的成分，結(jié)果如下表。 燈與燒杯之間的距離（cm） 氣體成分（%） CO2 O2 N2 10 0 48 52 90 5 14 81 距離為10cm和90cm時(shí)氣泡中氣體比例不同的原因_________________。 （3）請(qǐng)利用這種裝置構(gòu)想研究溫度對(duì)光合作

20、用影響的實(shí)驗(yàn)思路：____________。 8. 下圖是光合作用過(guò)程實(shí)驗(yàn)圖解： 請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （1）裝置C中產(chǎn)生含碳有機(jī)物是由于在裝置A中結(jié)構(gòu)（ ） 進(jìn)行了 反應(yīng)，為在結(jié)構(gòu)（ ） 中進(jìn)行的 反應(yīng)提供了 等物質(zhì)的緣故。 （2）裝置B中不能產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，主要是結(jié)構(gòu)①中缺少 和 。 （3）此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明葉綠體是進(jìn)行光合作用完整的 單位。 （4）適當(dāng)增強(qiáng) ，增加 ，以及適當(dāng)提高溫度可提高 ，從而提高含碳的有機(jī)物的產(chǎn)量，并能產(chǎn)生

21、較多的 。 9. 下圖綠色植物所進(jìn)行的某種活動(dòng),試據(jù)圖回答： （1）該生理活動(dòng)的名稱是 。 （2）它是在葉肉細(xì)胞內(nèi)被稱為 的細(xì)胞器中進(jìn)行的。 （3）A、B、C各自所代表的物質(zhì)名稱是A. B. C. （4）需要消耗物質(zhì)A和B的生理過(guò)程③的名稱是 （5）圖中編號(hào)①所表示的生理過(guò)程是 （6）如果在該細(xì)胞器基質(zhì)中的酶因某種 原因而被破壞,則這一生理活動(dòng)過(guò)程的兩個(gè)階段中，最先受

22、到影響的階段是 （7）色素吸收的 能,在這一生理活動(dòng)過(guò)程的 階段,部分被轉(zhuǎn)移到中,轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能；再經(jīng)過(guò)這一生理過(guò)程的 階段，轉(zhuǎn)變?yōu)? 化學(xué)能。 10. 科學(xué)工作者從植物細(xì)胞中提取葉綠體，放入含有ADP、磷酸鹽以及［H］的載體等物質(zhì)的溶液中，并在其它條件適宜的情況下，進(jìn)行光合作用的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成如圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）ab段由于缺乏CO2，使光合作用過(guò)程中的 不能進(jìn)行，因此無(wú)有機(jī)物生成； （2）bc段在提供了CO2之后，由于ab段已積累了大量的

23、 物質(zhì)，所以有機(jī)物快速合成； （3）cd段在無(wú)光照條件下，由于光合作用過(guò)程中的 無(wú)法進(jìn)行，又由于ab段所積累的物質(zhì)被 的原因，使有機(jī)物合成率下降至零。 ? ? ? 【試題答案】 1. C 2. D 3. B 4. D 5. D 6. BDEG 7. （1）光源越近光合作用越強(qiáng)，反映了光強(qiáng)越強(qiáng)光合作用越強(qiáng) （2）在10厘米時(shí)，金魚(yú)藻光合作用非常的強(qiáng)，光合作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于呼吸作用，產(chǎn)生的氣體中有氧氣 在90厘米時(shí)，光強(qiáng)較弱，光合作用弱，呼吸作用強(qiáng)于光合作用，產(chǎn)生的氣體中含有二氧化碳 （3）在同一光源條件下（如：10

24、厘米時(shí)），用不同梯度的水浴溫度實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 水 浴 溫 度 （ 攝 氏 度 ） -5 0 10 20 30 40 50 60 70 氣泡數(shù)（個(gè)/min） ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8. （1）①葉綠體片層膜上 光 ②基質(zhì) 暗 NADPH＋（或ATP） （2）固定CO2的C5（或RuBP） 有關(guān)酶 （3）結(jié)構(gòu) （4）光照 CO2濃度 光合速率 O2 9. （1）光合作用 （2）葉綠體 （4）ATP NADPH（[H]） 有機(jī)物 （4）三碳化合物的還原 （5）水的光解 （6）Ⅱ光反應(yīng)階段 （7）光能 暗反應(yīng) 穩(wěn)定化學(xué)能 10.（1）暗反應(yīng) （2）ATP和[H] （3）光反應(yīng) 暗反應(yīng)利用完 ?