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2019-2020年高中生物光能的捕获备课资料中图版必修1[背景知识互动]
1.什么是光合作用?光合作用的产物是什么?
2.光合作用的实质是什么?答案
1.绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物(主要是淀粉),并且释放出氧的过程,就叫光合作用植物光合作用的产物有淀粉和氧气,还能利用淀粉和其他物质(例如氮元素),进一步制造出蛋白质、脂肪等有机物
2.从实质上说,光合作用包含两个方面的转化一方面,把简单的无机物制造成复杂的有机物,并且释放氧,这是物质转化过程;另一方面是把无机肥料制造成有机物的同时,把光能转变为储存在有机物中的能量,这是能量转化过程知识链接初中生物学中已学过光合作用的本质一方面将无机物转化成有机物;另一方面将光能转化成化学能光合作用的产物最多的是主要能源物质——糖类(如淀粉)[典型例题探究]规律发现【例1】ATP中所贮存的能量和可以接收的能量分别是( )A.化学能、只能是电能B.电能、化学能C.化学能、电能和化学能D.化学能、只能是化学能解析ATP中含有的是化学能,这是毫无疑问的,但ATP接收的能量可以是化学能(呼吸作用中有机物氧化分解时,合成ATP,被称为氧化磷酸化)ATP还可以接收电能在光合作用光反应阶段电子的流动过程中合成的ATP,其中所贮存的能量就来自电能答案C本题的解题障碍是对ATP接收能量形式的认识在呼吸作用中,ATP中能量来自有机物的氧化分解,所以是化学能;而在光反应阶段中所形成的ATP中所有能量都来自电能在ATP贮存能量时,就发生着这样的能量转变电能—活跃的化学能,或稳定的化学能—活跃的化学能【例2】科学工作者从植物细胞中提取叶绿体,放入含有ADP、磷酸盐以及含NADPH的载体等物质的溶液中,并在其他条件都适宜的情况下,进行光合作用的有关实验根据实验结果绘成图表如下请根据曲线各段特点回答
(1)ab段由于缺乏CO2,使光合作用过程中的________不能进行因此,无有机物生成解析见第
(3)小题解析答案
(1)暗反应
(2)bc段在提供了CO2之后,由于ab段已积累了大量的_________物质,所以有机物能快速合成解析见第
(3)小题解析答案NADPH和ATP
(3)cd段在无光照条件下,由于光合作用过程中的________无法进行,又由于ab段所积累的物质被________的原因,使有机物合成率逐渐下降至零答案光反应 逐渐用完要解此题,首先对光合作用能进行的条件〔包括H2O、CO
2、酶、光照、NADP+的载体(辅酶Ⅱ)、ADP、磷酸盐、叶绿素等色素〕及其过程应有一个清楚的了解解析问题
(1)ab段,这一时间内有光,能进行光反应,生成NADPH和ATP但无CO2,不能进行暗反应,因此无有机物生成问题
(2)bc段,无光照,不能继续进行光反应,也就是不能继续生成NADPH和ATP但有ab段生成的NADPH和ATP,因此,在有CO2的条件下,暗反应还是照样能进行所以有有机物生成问题
(3)cd段,仍然无光照,光反应仍然不能进行,新的ATP和NADPH无法继续生成,而ab段积累的物质NADPH和ATP被逐渐用完所以有机物生成量逐渐下降,以致为零从题干来看,除了有无光照和有无CO2以外,进行光合作用的其他条件是都具备的;其二是看懂图表曲线的含义;第三是理解光反应和暗反应的关系光反应是暗反应进行的条件;暗反应也能为光反应进行提供如ADP和Pi等物质[教材习题解析]巩固提高
1.解析叶绿体色素吸收可见太阳光用于光合作用光质不同会影响光合作用速率,白光为复色光,光合作用能力最强,在单色光中,红光作用最快,蓝紫光次之,绿光最差如果用其他颜色的塑料薄膜,比如红色,则透红光吸收其他波长的光,光合能力较白光弱所以用无色透明的塑料薄膜时,可见光可全部透过,绿色植物能吸收复色光,光合作用能力最强答案无色透明的塑料薄膜方法点拨注意掌握叶绿体中色素的吸收光谱
2.解析光反应进行的重要条件是光照,当光照增强时,光反应增强,为暗反应准备条件NADPH和ATP增多,光合作用强度随之增强夏季中午尽管光照很强,虽有利于光反应,但由于植物的自身调节,关闭大部分气孔,以防止水分过分蒸腾,从而维持水分代谢平衡我们知道CO2是通过植物体的气孔进入植物体内的,由于关闭了大部分气孔,植物体吸收CO2受阻,从而使暗反应的原料之一CO2不足,影响了暗反应的进行DE段是因为光照减弱,影响了光反应从而使光合速率减弱答案
(1)AB段是上午7~10时的光照不断增强,所以光合作用强度不断增强
(2)B~C~D的变化原因是12时左右的温度很高,蒸腾作用很强,气孔关闭,二氧化碳供应减少,所以光合作用强度明显减弱
(3)影响光合作用的因素除了光照强度外,还有温度、CO2浓度、叶龄、矿质元素等分析讨论
1.不合理本题是热点考题之一主要考查光合作用及识图并结合实际分析问题的能力
2.原因是普里斯特利在做实验时,有时在光下,有时在暗处或光线不充足的条件下进行由于在光下,植物能够进行光合作用释放氧气,在暗处时,植物不能进行光合作用,所以实验有时成功,有时失败实验成功的关键问题是应该注意实验条件的控制
3.水绵不仅具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析研究恩吉尔曼的实验证明氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所材料选取的好坏也是实验成功与否的关键
4.将植物进行一昼夜处理的原因是将叶片中的淀粉运走耗尽叶片一半遮光,一半不遮光的目的是作为对照实验注意与初中生物学知识的联系
5.鲁宾和卡门的实验是通过示踪元素的方法通过18O标记H2O和CO2,使它们分别成为H218O和C18O2,然后用小球藻悬液进行了两组实验,最后证明光合作用产生的氧气全部来自水分析讨论
1.实验成功的关键是
(1)叶片要新鲜,颜色要深绿
(2)研磨要迅速、充分
(3)滤液收集后,要及时用棉塞塞紧,以免滤液挥发
(4)滤液细线不仅细、直,而且含有比较多的色素(可画
二、三次)
(5)滤纸上的滤液细线不能浸入层析液同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素用示踪元素标记的化合物,化学性质不变
2.
①画线时,一定要细并且直,这样可以防止色素带重叠
②画线时,一定要重复2~3次,这样可以增大滤液细线中色素的量,使色素带更加清晰
3.滤纸条上色素的种类和颜色分别是滤纸条上出现四条色素带,它们的颜色从上到下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色每条色素带含有一种色素,它们从上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b一定掌握实验成功的关键和注意事项。