第19,20課時光合作用

2021-03-04 02:42:25 字數 4667 閱讀 6878

豐寧一中2023年高考生物總複習第 19、20課時

【複習內容和目標】光合作用

【教材分析】這部分內容是全書的重點與難點所在,主要內容包括葉綠體中的色素、光合作用(光反應與暗反應)的過程。

〖複習重點〗光合作用過程和各元素的來龍去脈

【教材處理】由於學生對這部分內容掌握較為表面化,解題應用情況較差,所以宜在強調光合作用過程、講清各元素的來龍去脈後,加強對學生解題能力的訓練。

葉綠體中的色素→光合作用→光反應→暗反應→聯絡→各元素來龍去脈→解題應用例題分析→學生訓練鞏固

【複習過程】綠色植物的有機物代謝是指綠色植物體內有機物(通常指葡萄糖)的合成、運輸和利用。

一、 有機物的合成

1 概念:綠色植物通過葉綠體,利用光能把co2和水合成儲存能量的有機物,並且釋放出氧氣的過程

2 發現過程

①認為植物體內全部營養物質,都是從土壤中獲得(18世紀中期)

②蠟燭和小鼠分別與綠色植物在一起的實驗證明植物可以更新空氣(普利斯特利,2023年,英國)

③暗處處理幾小時的綠色葉片一半**一半遮光,然後用碘液處理,**葉片變藍,說明產生了澱粉(薩克斯,2023年,德國)

④證明葉綠體光照時放出o2,葉綠體是植物進行光合作用的場所的實驗(恩格爾曼,2023年,美國)

⑤同位素標記h2o和co2的實驗證明,光合作用釋放的氧全部來自於水(魯賓、卡門,20世紀30年代,美國)

3 葉綠體中的色素分布:葉綠體囊狀結構薄膜上

綠色植物體內的葡萄糖的合成是通過光合作用來實現的。葉綠體是植物細胞進行光合作用的細胞器。

高等植物葉綠體中的色素可分為:

葉綠素a(呈藍綠色)

葉綠素主要吸收紅光和藍紫光

葉綠體葉綠素b(呈黃綠色)

中的色素胡蘿蔔素(呈橙黃色)

類胡蘿蔔素主要吸收藍紫光

葉黃素(呈黃色)

4 光合作用的過程

光能在葉綠體中的轉換(選修)

光能轉變成電能

相關色素可分為兩類:一類具有吸收和傳遞光能的作用,包括絕大多數葉綠素a及全部葉綠素b、胡蘿蔔素和葉黃素;另一類是少數處於特殊狀態的葉綠素a,它不僅能吸收光能,還能將光能轉變成電能:在光的照射下,具有吸收和傳遞光能作用的色素,將吸收的光能傳遞給少數處於特殊狀態的葉綠素a,使其被激發而失去電子,再經一系列傳遞,最後傳遞給一種帶正電荷的有機物nadp+(中文簡稱是輔酶ⅱ),此時,失去電子的葉綠素a會轉變成一種強氧化劑,能夠從h2o中奪取電子,使其氧化生成氧分子和氫離子(h+)

電能轉變成活躍化學能

過程:隨光能轉變成電能,nadp+得到2個電子和1個h+,形成了nadph(中文簡稱為還原型輔酶ⅱ),反應式:,如此,一部分電能則轉化為化學能儲存在nadph中。

葉綠體利用光能轉變成的另一部分電能,將adp和pi轉化成atp,使該部分電能轉化為活躍化學能儲存於atp中。

意義:本過程中形成的nadph和atp,由於富含活躍化學能很容易被分解並釋放出能量,供暗反應中合成有機物利用,nadph還是很強的還原劑,可將co2最終還原成醣類等有機物,自身則氧化成nadp+在暗反應階段中,co2被固定後,形成一些三碳化合物(c3),在有關酶的作用下接受atp和nadph 釋放出的能量,並被nadph還原,再經一系列複雜變化,最終形成醣類等富含穩定化學能的有機物

光合作用過程

總反應式:

光反應:部位:葉綠體囊狀結構薄膜上;條件:光、色素、酶

水的光解:(為暗反應供氫)

atp的形成:(為暗反應提供能量)

暗反應部位:葉綠體基質;條件:多種酶、co2、[h]、atp

co2的固定:; co2的還原:

多種酶參與催化

實質:物質轉變:無機物有機物

能量轉換:及nadph中活躍化學能醣類等有機物中穩定化學能

5 c3植物和c4植物

葉片結構特點:

c3植物:維管束鞘細胞由一圈不含葉綠體的薄壁細胞構成;維管束鞘以外的葉肉細胞排列疏鬆,但都含有葉綠體

c4植物:維管束鞘細胞含有沒有基粒的葉綠體,且此細胞較大;部分葉肉細胞與維管束鞘細胞形成花環型

c4植物光合作用的特點:c4植物能用低濃度的co2進行光合作用,而c3植物不能

6 提高農作物的光能利用率

1延長光合作用時間2增加光合作用面積3提高農作物的光合作用效率

光照強弱的控制:co2的**必需礦質元素的**

高考考點解讀

1光合作用的**歷程

特別提醒:

在光合作用的發現中,科學家們利用了對照實驗,使結果和結論更科學、準確。

(1)薩克斯:自身對照,自變數為光照(一半**與另一半遮光),因變數為顏色變化。

(2)恩格爾曼:自身對照,自變數為光照(照光處與不照光處;黑暗與完全**),因變數為好氧菌的分布。

(3)魯賓和卡門:相互對照,自變數為標記物質(h218o與 c18o2),因變數為o2的放射性。

(4)普利斯特利:缺少空白對照,實驗結果說服力不強。

2葉綠素及吸收光譜

1.影響葉綠素形成的外因

(1)光是影響葉綠素形成的主要條件:一般植物在黑暗中生長都不能合成葉綠素,葉片發黃。例如根不見光,質體為無色素的白色體,故根為無色。

然而,藻類、蕨類和松柏科植物在黑暗中可合成葉綠素,但比在光照下合成少。

(2)溫度:葉綠素的生物合成過程,絕大部分都有酶的參與。一般來說,葉綠素形成的最低溫度是-4℃,秋天葉片變黃和早春寒潮過後水稻秧苗變白等現象,都與低溫抑制葉綠素形成有關。

(3)礦質元素:植物缺n、mg、fe、mn、cu或zn等元素時,就不能形成葉綠素,呈缺綠病。n、mg都是組成葉綠素的元素,不可缺少。

fe、mn、cu、zn等可能是葉綠素形成過程中某些酶的活化劑,在葉綠素形成過程中起間接作用。

2.螢光現象

葉綠素溶液在透射光下呈綠色,但在反射光下呈紅色(葉綠素a為血紅色,葉綠素b為棕紅色),此為螢光現象。因為葉綠素分子吸收的光能有一部分消耗於分子內部振動上,輻射出的能量就小,根據波長與光子能量成反比的規律,反射光的波長比入射光的波長要長一些。

3.葉綠素a與葉綠素b的比較

(1)含量:葉綠素a大約是葉綠素b的3倍。

(2)顏色:葉綠素a為藍綠色,葉綠素b為黃綠色。

(3)功能:葉綠素a可以吸收和傳遞光能,少數處於特殊狀態的葉綠素a還可將光能轉換成電能;葉綠素b只能吸收和傳遞光能。

(4)吸收光譜:葉綠素a的吸收光譜在長波光區(640~660nm的紅橙光)強於葉綠素b,但在短波光區(430~450 nm的藍紫光)弱於葉綠素b。如圖:

知識拓展:

1.連續光譜:可見光三稜鏡赤、橙、黃、綠、青、藍、紫。

吸收光譜:可見光色素溶液三稜鏡紅光、藍光、紫光區出現強暗帶,綠光區幾乎無變化(說明綠光吸收非常少)。

應用:(1)不同顏色的光線會對植物的生長發育產生不同的影響。(2)不同的植物對不同波長的光有不同的反應。所以根據植物不同的品種,選擇不同的色膜,就能改善作物的光合品質。

2.關於影響葉綠素合成的條件及吸收光譜問題,均可作為**素材考查**和實驗能力。

3光能轉換

1.色素在光能轉換中的作用

(1)吸收、傳遞光能:絕大多數的葉綠素a,全部葉綠素b、葉黃素和胡蘿蔔素。

(2)吸收、轉換光能:少數處於特殊狀態的葉綠素a。

2.光能在葉綠體中的轉換過程

3 光能轉換中的重要物質

(1)最初電子供體是少數處於特殊狀態的葉綠素a;最終電子和氫供體——h2o;最終電子和氫受體——nadp+。

(2)nadph既是能量(活躍化學能)的載體,也是還原劑。

(3)nadph、atp和nadp+、adp+pi將光、暗反應連線在一起。

(4)有關物質的轉移:nadph、atp由基粒類囊體膜基質;nadp+、adp+pi由基質基粒類囊體膜。

(5)光反應不僅需要有關酶,還需要色素,暗反應只需要酶。

下圖所示為葉綠體中色素蛋白質成分在膜上的分布。

由圖可知,該膜結構上可完成光能的吸收和轉化過程,即該膜結構為葉綠體基粒囊狀結構(類囊體)的薄膜,在這裡可以完成光反應過程,能完成光能電能化學能的能量轉化,該過程所產生的atp全部用於光合作用的暗反應。

4光合作用的過程分析

1 光合作用過程**

2 反應方程式及元素去向

3 光照與co2濃度變化對植物細胞的c3、c5、[h]、atp、(ch2o)合成量的影響

當外界因素中光照強度弱、co2濃度驟然變化時,短時間內將直接影響光合作用過程中c3、c5、[h]、atp及c6h12o6生成量,進而影響葉肉細胞中這些物質的含量,它們的關係歸納如下:

特別提醒:

(1)判斷某物質的含量變化時,一定要從外界條件改變時短時間內對該物質**和去路的影響來考慮,且是相對含量的變化。

(2)暗反應有光無光都能進行。若光反應停止,暗反應可持續進行一段時間,但時間不長,故晚上一般認為只進行呼吸作用,暗反應不進行。

(3)相同時間內,若光照和黑暗間隔處理就比一直光照的有機物積累多,因為[h]、atp基本不積累,利用充分;但一直光照會造成[h]、atp的積累,利用不充分。

進行正常光合作用的葉片,如果在葉綠體的nadph與nadp+含量相等的情況下,突然停止供給co2,請在圖中繪出葉綠體中nadph含量的變化曲線。

在光合作用暗反應階段中,發生co2的固定和c3還原,其中c3還原過程需要消耗光反應提供的nadph和atp,當co2**不足時,固定產生的c3減少,c3還原利用的nadph和atp減少,nadph積累;由於光合作用過程中發生著nadp+與nadph的相互轉化,並且兩者總量穩定(曲線表明最初兩者含量均為1),因此,隨著葉綠體中nadp+的逐漸消耗,nadph的生成減慢,最終nadph的總量接近葉綠體中最初nadp+與nadph的總和。

第5課時光合作用和呼吸作用

1 2013 贛州 下列不符合綠色植物光合作用特點的是a a 釋放能量供生命活動的需要 b 釋放氧氣 c 把光能轉變為化學能 d 合成澱粉等有機物 2 2013 濱州 王大爺種植的蘿蔔喜獲豐收,使蘿蔔增產的物質主要來自 b a 土壤中的水分和無機鹽 b 土壤中的水分和空氣中的二氧化碳 c 空氣中的水...

光合作用複習課學案

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《光合作用》說課稿

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