「精品」2017年秋高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源__光与光合作用第2课时光合作用的原理和
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4 能量之源——光与光合作用一、教材分析本节中“绿叶中色素的提取和分离”采用探究性实验教学,教师利用教材中的问题探讨引入,让学生讨论“为什么蔬菜大棚采用红色或蓝色的塑料薄膜而不用绿色的塑料薄膜”,激发学生的学习热情,然后引导学生实验探究、观察思考,通过分析实验结果,由学生自己得出色素的种类和颜色,通过色素对光能吸收的小实验过渡到色素对光能的吸收和叶绿体结构的学习,这样的教学不仅符合学生由感性到理性的认知规律,也有利于学生的主动参与,利于培养学生科学的思维方法和研究方法,利于提高学生的科学素养。
在整个教学过程中精心设计问题,启迪学生的思维,最大程度地发挥学生的主动性.捕获光能的色素和结构"是《分子与细胞》第5章第4节“能量之源――光与光合作用”的教学内容之一,主要学习叶绿体的结构和色素的种类,掌握提取、分离色素的实验技巧,学习科学家探索光合作用原理的科学思维和方法.《光合作用的原理和应用》是人教版新课标必修一第五章第四节的第二部分内容,由旧教材的“光合作用”变为了“光合作用的原理和应用”,重点强调“原理"和“应用",体现了STS的教育理念。
本节是学生在学习初中生物光合作用及在学习本节第一部分捕获光能的色素和结构的基础上,分别从光合作用的探究历程、光合作用的过程、原理及应用和化能合成作用等四个方面进行学习,其中光合作用的原理和应用属于生命系统中的能量转化供应和利用的问题,把过去植物新陈代谢的问题提升到生命系统的水平来研究。
本节与现实生活联系密切,其中探究影响光合作用的环境因素,通过设计实验方案可以提高学生的科学素养,培养学生的合作探究能力;体现了“倡导探究性学习”“自主性学习”的课程理念。
而光合作用的过程是教学的重点也是教学的难点,是以后学习生态系统的物质循环和能量流动的基础,具有承上启下的作用,所以本节是必修一的重点内容,也是整个高中阶段的重要内容之一。
建议安排2课时完成,第一课时学习“光合作用的探究历程”和“光合作用的过程”。
2017-2018年高中生物第五章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用训练新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018年高中生物第五章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用训练新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第五章细胞的能量供应和利用第4节能量之源—-光与光合作用一、选择题1.金鱼藻是一种生活在水中的植物,在阳光照射下,叶片周围可以产生肉眼能看到的气泡。
气泡中的主要成分是( A )A.O2B.CO2C.CH4D.H2[解析] 阳光照射下,金鱼藻的光合作用强于呼吸作用,释放的气泡成份为O2。
2.在光合作用实验里,如果所用的水中有0。
20%的水分子含18O,二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18O,那么,植物进行光合作用释放的氧气中,含18O的比例为( B ) A.0.44% B.0。
20%C.0.64% D.0.88%[解析] 考查光合作用过程中元素的转移.光合作用释放的O2全部来自参与光合作用的水,与参与光合作用的二氧化碳无关。
3.绿色植物在光合作用中,CO2的固定发生在( D )A.有光条件下B.无光条件下C.红橙光和蓝紫光条件下D.有光或无光条件下[解析] CO2的固定为暗反应,有光、无光均可。
4.在一个密封的玻璃钟罩内,放有绿色植物,并养有以此植物为食的小动物,罩内有O2用18O原子为标记,每天给予光照。
若干时间后,18O可在下列哪项自身组成的有机物中出现( B )A.只在植物体内B.动植物体内均有C.只有动物体内D.动植物体内均无5.一般说来,光照增强,光合作用增强.但在夏天光照最强的中午,光合作用反而下降。
2017年秋高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用(第1课时)捕获光能的色素和结构课时跟踪检测(十七)新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017年秋高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用(第1课时)捕获光能的色素和结构课时跟踪检测(十七)新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课时跟踪检测(十七)捕获光能的色素和结构(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题4分,共24分)1.叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素b位于层析滤纸的最下端,原因是其() A.相对分子质量最小B.相对分子质量最大C.在层析液中的溶解度最小D.在层析液中的溶解度最大解析:选C2.下列是关于绿叶中色素的提取和分离实验的几种说法,其中正确的是( )A.色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同B.研磨叶片时加CaCO3的作用是使研磨更加充分C.色素分离的结果可以用右图表示(①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b)D.层析液可用93号汽油代替解析:选D 色素提取的原理是色素能溶解于有机溶剂,而分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同;研磨叶片时加入CaCO3的目的是防止对色素的破坏;色素分离的结果如选项C中所示,①②③④分别表示的是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素;93号汽油在化学性质上与层析液相似.3.某同学在做提取叶绿体中色素的实验时,收集到的色素提取液为淡绿色。
【学习目标】1、分析人类对光合作用的探究历程2、阐明光合作用的过程、原理及应用,了解光反应和暗反应及其相互关系3、尝试探究影响光合作用强度的环境因素,简述化能合成作用【学习重难点】1、光合作用的光反应和暗反应的过程及相互关系2、探究影响光合作用强度的因素【预习案】一、光合作用的探究历程1、直到18世纪中期,人们一直以为只有土壤中的是植物建造自身的原料。
2、1771年,英国的普利斯特利的实验证实:可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
3、1779年,荷兰的英格豪斯证明了在更新空气中不可缺少。
4、1785年,随着空气组成成分的发现,人们才明确绿叶在光下放出的气体是,吸收的是。
5、1864年,德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有。
6、1939年,美国的鲁宾和卡门利用证明了光合作用释放氧气来自水。
7、20世纪40年代,美国的卡尔文,利用技术最终探明了CO2中的碳在光合作用转化成有机物中碳的途径。
二、光合作用的过程比较项目光反应暗反应场所条件反应产物物质变化能量变化联系2、光合作用的实质是利用能,把和转化成储存着能量的,并且释放出。
反应式为:。
五、光合作用原理的应用1、光合作用强度⑴概念:植物在内通过光合作用制造的数量。
⑵表示方法:测定一定时间内消耗或生成的数量来定量表示。
⑶影响因素:光照强度、、H2O含量、温度等。
2、应用:控制和的高低,适当增加作物环境中来提高光合作用强度。
六、化能合成作用1、概念:某些细菌能够利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造的合成作用。
2、实例:硝化细菌能利用时所释放的化学能,将合成糖类。
3、绿色植物和硝化细菌都能合成有机物,因此属于生物,而人、动物、真菌及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物,属于生物。
【探究案】(1)萨克斯为什么选择叶片的一半曝光,一半遮光?(2)如果CO2浓度突然下降(其它条件不变),C3和C5会怎样变化?(3)如果突然停止光照(其它条件不变),C3和C5会怎样变化?4、光合作用与化能合成作用的区别是什么?【典例分析】例1.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。
光照强度对光合作用的影响西宁市第十四中学刘益琴一、使用教材新课标人民教育出版社,高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用、第四节能量之源--光与光合作用。
二、实验器材自制暗箱、室温温度计、同一厂家统一样式的三个不同瓦数(5w/9w/13w)的LED 灯、锥形瓶、氧气传感器三、实验创新要点课本实验中将针管处理过的小叶片浸泡在事先充满二氧化碳的盛有水的烧杯中,经过不同光照处理后观察浮起的小叶片数。
实验不足:该实验不可固定的无关变量过多,比如小叶片的处理程度、外界自然光对实验的影响、向盛有清水的烧杯中吹入的二氧化碳的量等等,这些都会影响实验结果。
实验创新点:设计的改进实验中尽可能地避免这些无关变量对实验结果的干扰。
1、自制暗箱避免自然光对实验结果的影响;2、配制5%碳酸氢钠溶液等量倒入三个等大的锥形瓶中,利用碳酸氢钠的分解作用产生二氧化碳;3、利用光合作用中产生的氧气的量来判断光合作用的速率,从质变到量变。
四、实验设计思路光合作用是一个光生物化学反应。
光合速率通常以一定时间内植物吸收二氧化碳的量来表示,而光合作用中植物每吸收一分子二氧化碳,就会放出一分子氧气。
因此本实验就以所测得的氧气含量变化来说明植物光合速率。
在一定范围内,植物的光合速率随着光照强度的增强而增强。
五、实验教学目标知识目标:知道光照是光合作用的因素根据控制变量原则和对照原则会设计简单的实验方案根据光照强度对光合作用的影响解释农业上提高农作物产量的措施能力目标:通过阅读课本和小组讨论设计可以操作的实验方案,完成实验过程、数据的处理并得出结论提高了对实验的分析能力和初步数据处理能力以及协作交流能力情感态度价值观:在探究设计实验的过程中体会科学的严谨性通过共同探究的学习生活,学会与他人合作,在小组中培养团队合作能力六、实验教学内容(一)、课前准备(二)、虚拟仿真实验室操作(三)、改进试验方案的设计和操作(四)、利用传感器和数字化实验室进行最终的实验操作并分析实验结果(五)、实验结果及结论七、实验教学过程首先向同学们介绍现代农业科技大棚,工作人员可人为地调节棚中的物理环境因素,以达到农作物产量最大化。
课时跟踪检测(十八) 光合作用的原理和应用
(满分50分 时间25分钟)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列参与暗反应必需的物质是( )
A .H 2O 、CO 2、ADP
B .CO 2、[H]、ATP
C .H 2O 、CO 2、ATP
D .[H]、H 2O 、ADP
解析:选 B 光合作用暗反应过程包括二氧化碳的固定(CO 2+C 5――→酶2C 3)和C 3的还原
[2C 3――→[H]、ATP 酶
(CH 2O)],还原需要[H]作为还原剂和酶的催化,并消耗能量(ATP 分解)。
2.在植物细胞中,能进行ATP 的分解,但不能合成ATP 的部位是( )
A .细胞质基质
B .线粒体
C .叶绿体基粒
D .叶绿体基质
解析:选D 植物细胞内能产生ATP 的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体。
叶绿体基质是光合作用暗反应进行的场所,利用光反应产生的ATP 和[H]还原C3,即存在ATP 的分解,但无ATP 的合成。
3.历经一个半世纪,科学家们做过许多实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。
在下列几个著名实验中,相关叙述不.
正确的是( ) A .普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气
B .萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
C .恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D .鲁宾和卡门的实验中,用18
O 分别标记H 2O 和CO 2,证明了光合作用产生的氧气来自H 2O 而不是CO 2
解析:选C 恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来,叶绿体是进行光合作用的场所,而不能定量分析光合作用生成的氧气量。
4.下图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是( )
A .该反应的场所是叶绿体的类囊体
B .
C 3生成C 6H 12O 6需要[H]、ATP 和多种酶
C .提高温度一定能促进C 6H 12O 6的生成
D .在无光条件下,有利于暗反应进行
解析:选B 图示为光合作用的暗反应阶段,该反应进行的场所是叶绿体基质。
C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下,利用ATP提供的能量,通过[H]的还原进行。
若在最适温度条件下,提高温度反而会降低酶的活性,会使反应减弱。
在无光条件下,暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制。
5.进行正常光合作用的叶片,如果叶绿体中[H]的含量相对稳定,在a点时突然停止供给CO2,下列能表示叶绿体中[H]含量变化的曲线是( )
解析:选B 突然停止供给CO2,暗反应受到抑制,消耗光反应产生的[H]的量减少,[H]积累增多。
6.2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料,能被还原剂还原成无色。
从叶绿体中分离出类囊体,置于2,6二氯酚靛酚溶液中,对其进行光照,发现溶液变成无色,并有O2释放。
此实验证明( ) A.光合作用在类囊体上进行
B.光合作用产物O2中的氧元素来自CO2
C.光反应能产生还原剂和O2
D.光合作用与叶绿体基质无关
解析:选C 依据题中信息可判断,光照后溶液变为无色,说明有还原剂产生;有O2释放,说明该过程有O2产生;类囊体是光合作用光反应阶段的场所。
7.下图为光合作用与光照强度之间关系的曲线,光照强度为n时,限制光合作用强度进一步升高的主要因素是( )
①光照强度②CO2浓度③温度④O2浓度
A.②③ B.③④
C.①② D.②④
解析:选A 光合作用受光照、温度、CO2浓度和无机盐等因素影响。
光照强度为n时,随着光照强度增加,光合作用强度不再增加,说明光照强度不是限制因素。
8.光合作用和化能合成作用的相同之处是( )
A.都以太阳能作为能源
B.都需要环境中的物质氧化释放的能量
C.都可以将无机物转变为有机物
D.都是高等生物的代谢类型
解析:选C
9.下图为在不同条件下,光合作用速率随光照强度的变化而变化的曲线(Y表示除光照强度外的其他因素)。
有关分析不.正确的是( )
A.在OA段,限制光合作用速率的主要因素是光照强度,而不是Y
B.在AB段,限制光合作用速率的主要因素是光照强度和Y
C.在B点以后,限制光合作用速率的主要因素是Y,而不是光照强度
D.Y可表示不同的温度或二氧化碳的浓度,其中Y1>Y2>Y3
解析:选D OA段,光合作用速率主要取决于光照强度,而不是Y;AB段,光照强度和Y的改变都会影响光合作用速率;B点以后,光照强度的改变不再影响光合作用速率;光合作用速率随温度的升高而升高,超过一定温度后,光合作用速率随温度的升高而下降,Y2不一定比Y1低。
10.下图甲为研究光合作用的实验装置。
用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。
有关分析正确的是( )
A.在a~b段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小
B.在b~c段,单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度,都可以缩短叶圆片上浮的时间
C.在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D.因配制的NaHCO3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用
解析:选C 在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶圆片上浮至液面所用的平均时间变短,表明光合作用速率逐渐增大;在bc段,单独增加光照或温度可以缩短叶圆片上浮至液面所用的时间,但单独增加NaHCO3溶液浓度不能缩短叶圆片上浮至液面所用的时间;在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降;凡是活细胞都能进行呼吸作用。
二、非选择题(共20分)
11.(10分)下列是有关光合作用的图示,请回答:
(1)写出图甲中下列物质的名称:
A.________;C.________。
(2)从图甲可知:光合作用包括D和E两个阶段,E是______,在叶绿体的______中进行,该阶段需要D阶段提供的物质是______和______。
(3)叶绿体的色素分布在________(用图甲的字母回答),可用________法分离。
(4)影响绿色植物光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度等。
①若图乙中的x代表光照强度,光照强度影响光合作用强度主要是影响________(用图甲的字母回答)阶段。
②若图乙中的x代表温度,其主要通过影响________来影响光合作用强度。
③光合作用强度在图丙的a点时达到最大值,请画出CO2浓度继续增加时曲线的变化趋势。
答案:(1)O2三碳化合物(或C3)
(2)暗反应基质[H] ATP(或B)
(3)F 纸层析
(4)①D②酶的活性③如图所示
12.(10分)植物的光合作用受多种内、外因素的影响。
某生物兴趣小组为了研究上述问题,给叶面积相等的A、B两种植物的叶片以不同强度的光照,测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量,结果如下图甲所示,图乙中的曲线是B植物在图甲中c光照强度下所测得的,请据图回答问题:
(1)由甲、乙两图可以看出影响光合作用的环境因素包括________________________________________________________________________。
(2)图甲中d光照强度下A、B两种植物的CO2同化量分别为________mg/(m2·h)、__________mg/(m2·h)。
(3)图甲中,若给予的光照强度为x klx(a<x<b),每日光照12 h,一昼夜后A植物的干重将________,B植物的干重将________。
(4)图乙中当温度为30 ℃时,制约植物光合作用强度进一步增强的是光合作用的________阶段。
(5)如何在图乙所示实验的数据基础上设计实验以确定该植物在0.03%CO2浓度的条件下光合作用的最适温度?(只要求写出设计思路)
答案:(1)光照强度、CO2浓度、温度(2)7 8 (3)增加减少
(4)暗反应(或CO2的固定) (5)从30 ℃开始,每隔一定温度设置一个实验组,CO2浓度、光照强度等其他实验条件与原实验保持一致,比较各组光合作用速率的大小,光合作用速率最大的一组
所对应的温度即为光合作用的最适温度。