中图版高中生物必修一课时分层作业14光能的捕获和利用
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光能的捕获和利用一、选择题1.某同学提取得到叶绿体色素溶液后,取一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴色素提取液,再滴一滴层析液,色素随层析液扩散得到如图的结果,则1、2、3、4四条色带依次表示A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素2.光合作用与化能合成作用的相似点是A.都以太阳能作为能源B.都需要环境中的物质氧化释放能量C.都能将无机物转变成有机物D.都是高等生物的代谢类型3.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATin测定一次小室中的CO2浓度,结果如图所示。
对此实验叙述正确的是2的能力2浓度约为 mmo/L时,A、B两植物的光合作用强度相等min以后,两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等植物在第5 min时光照突然降低,C5含量将增加10.右图表示德国科学家萨克斯的实验,在叶片光照24h后,经脱色、漂洗并用碘液处理,结果有锡箔覆盖的部分呈棕色,而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。
本实验说明①光合作用需要CO2②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧⑤光合作用制造淀粉A.①②B.③⑤C.②⑤ D.①③11.如果没有丙酮和菠菜叶,要保证分离后色素带清晰,可以用来替代的最佳实验材料是A.酒精和麦苗B.酒精和大白菜C.蒸馏水和大白菜 D.蒸馏水和麦苗12.如图表示某植物细胞内的代谢过程,下列有关叙述中不正确的是A.X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸B.①④过程都产生[H]C.①过程发生在线粒体基质中,②过程发生在叶绿体基质中D.①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气13.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A.在层析液中的溶解度最小B.在层析液中的溶解度最大C.分子量最小D.分子量最大14.以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如右图所示。
第三单元二章第三节光能的捕获和利用一、教材分析因为光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中,具有十分重要的意义,所以本节是本章的重点内容之一。
教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素(并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验) 、光合作用的过程、及影响光合作用的因素。
义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识,安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。
二、学情分析本节在此基础上,更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个著名的实验;讲述叶绿体和其中的色素、让学生学会提取和分离叶绿体色素。
三、教学目标1•知识性目标:(1 )说出对光合作用的认识过程。
(2)了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
(3)掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
(4)应用所学的光合作用的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。
2•技能性目标:(1)通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
(2)通过探讨光合作用的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。
(3)通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。
3•情感、态度、价值观方面(1)通过学生对影响光合作用的因素的理解,增强学生保护生态环境的意识。
(2)通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会(STS)的关注。
四、教学重点光合作用的发现过程;叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义;植物栽培与合理利用光能的关系。
五、教学难点光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
光能的捕获和利用一、选择题1.下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布以及某些过程。
下列关于相关过程以及发生场所的说法中,正确的是 ( )A.H2O→H++O2发生在光反应阶段,场所是叶绿体基质B.ADP→ATP发生在暗反应阶段,场所是叶绿体类囊体薄膜C.NADP+→NADPH发生在光反应阶段,场所是叶绿体类囊体薄膜D.光能转化成化学能发生在光反应阶段,场所是色素分子中2.玉米叶片的某些细胞中含有一种个体较大但没有基粒的叶绿体。
在这种叶绿体中可以发生的化学反应是( )A.三碳化合物被还原 B.水被分解C.生成ATP D.合成糖原3.叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是()A.C3化合物增多、C5化合物减少 B.C3化合物增多、C5化合物增多C.C3化合物减少、C5化合物增多 D.C3化合物减少、C5化合物减少4.下列变化中,属于光合作用暗反应阶段的有 ( )A.固定CO2,ATP中能量的释放B.CO2被固定,产生ATPC.释放分子氧,产生[H]D.产生氢和氧5.通过纸层析法分离叶绿体中的色素时,在滤纸条上会出现四条色素带,这四条色素带从上而下依次为()A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB.胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素C.叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素D.叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素6.在做植物实验的暗室内,为了尽可能地降低植物光合作用的强度,最好安装( ) A.红橙光灯B.绿光灯C.白炽灯D.蓝光灯7.从叶绿体中提取色素,选取下列哪一种叶片效果最好( )A.厚硬似革质的绿色叶片B.衰老、黄绿色的叶片C.新鲜、幼嫩、色浓绿的叶片D.多浆汁或有特殊气味的绿色叶片8.关于叶绿体和线粒体的共同叙述中,不正确的是 ( )A.都是双层膜结构的细胞器B.所含酶的功能都相同C.都有基质和基粒D.都不存在于原核细胞中9.海洋中藻类由浅到深垂直分布为绿藻、褐藻和红藻的原因不正确的是 ( ) A.不同颜色的藻类吸收不同的光B.水层对红、橙光吸收多于对蓝、绿光的吸收C.吸收蓝绿光较多的红藻分布海水深处D.海藻的垂直分布与光能的捕获无关10.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是( ) A.叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质上D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上11.关于高等植物细胞内的色素的叙述中,错误的是( )A.绿叶中叶绿素是类胡萝卜素的3倍B.所有植物细胞内都含有4种色素C.细胞内的叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用D.有的植物细胞的液泡内也含有一定量的色素12.为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是( )A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液13.在光合作用的暗反应中,数量没有发生变化的物质是( )A.[H]和ATP B.H2O和CO2C.五碳化合物和酶 D.三碳化合物和五碳化合物14.在光合作用和有氧呼吸过程中,既有[H]又有ATP产生的是 ( )①光合作用的光反应阶段②光合作用的暗反应阶段③有氧呼吸第一阶段④有氧呼吸第二阶段⑤有氧呼吸第三阶段A.①②③B.①③④C.②③⑤D.②④⑤二、填空题15.如下图表示某植物在不同条件下,光合作用速度的变化曲线,请从影响光合作用光反应、暗反应的过程来分析回答:(1)C与B相比较,光合速度慢,是因为__________________________________________________________________________________________________________________。
光能的捕获和利用一、选择题1.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是( )A. 适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2B. 只要提供O2,线粒体就能为叶绿体提供CO2和ATPC. 无光条件下,线粒体和叶绿体都产生ATPD. 叶绿体和线粒体都有ATP合成酶,都能发生氧化还原反应2.如右图所示:原置于黑暗环境中的绿色植物移至光下后,随光照强度的变化CO2的吸收量发生了改变。
据图,判断下列叙述中正确的是( )A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用B.曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用C.在B点显示,绿色植物光合作用和呼吸作用速率相等D.D点以后表示若光照强度继续增加,光合作用将停止进行3.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列属于暗反应所必需的物质是( ) A.H2O、CO2、ADP B.CO2、[H]、ATPC.H2O、CO2、ATP D.[H]、H2O、ADP4.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( ) A.0.44% B.0.20%C.0.64% D.0.88%5.将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5 min测定一次小室中的CO2浓度,结果如图所示。
对此实验叙述正确的是 ( )A.此实验可用于验证A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力B.当CO2浓度约为0.8 mmol/L时,A、B两植物的光合作用强度相等C.30 min以后,两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等D.若A植物在第5 min时光照突然降低,C5含量将增加6.下图示叶绿体的亚显微结构示意图,有关说法不正确的是( )A.1与2均有选择透过性B.与光合作用有关的酶全都分布在3上C.光反应是在3上进行的D.暗反应是在4中进行的7.在环境中CO2浓度一定、温度适宜的情况下,测定植物叶片在不同光照条件下CO2的吸收或释放量,结果如表(表中负值表示CO2释放量,正值表示CO2吸收量):下列选项中正确的是( )A.光照强度在8.0~9.0 klx之间时,细胞内合成ATP的速率不变B.光照强度在2.0 klx时,细胞内不进行光合作用C.光照强度在8.0 klx时,细胞既吸收CO2又吸收O2D.超过9.0 klx时,光合作用速率不再增加,此时主要是受外界CO2浓度的制约8.叶绿体是植物进行光合作用的场所。
3.2.3光能的捕获和利用同步测试中图版必修一1.如图为光合作用过程示意图,在适宜条件下栽培的小麦,如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变),则a、b在叶绿体中的含量变化将会是()A.a上升、b下降B.a、b都上升C.a、b都下降D.a下降、b上升解析根据图示信息可推出,c是CO2,a、b分别是[H]和ATP。
光照不变,光反应顺利进行,[H]和ATP合成正常;CO2供应不足,CO2固定减弱,C3相对含量减少,导致C3还原消耗的[H]和ATP也减少,故a、b在叶绿体中相对含量上升。
答案 B2.研究池塘生态系统不同水层光合速率,对确定鱼的放养种类和密度有参考价值。
从池塘不同深度采集水样,分别装入黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并密封。
然后,将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置,同时测定各水层剩余水样溶氧量,作为初始溶氧量。
24 h后,测定各黑白瓶中溶氧量。
若测得某水层初始溶氧量为A mg·L-1,白瓶溶氧量为B mg·L-1,黑瓶溶氧量为C mg·L-1,则该水层总光合速率为________mg·L-1·d-1。
若上午黑白瓶被悬挂于水深25 cm处时,白瓶意外坠落至池塘底部,短时间内,该瓶内绿藻叶绿体中C3含量_____________________。
从群落结构的角度分析,立体养殖可以________________________________________________________________________。
解析黑瓶和白瓶中各生物呼吸作用消耗的氧气量都是(A-C)mg·L-1·d-1。
白瓶中氧气的增加量为(B-A)mg·L-1·d-1,白瓶中的实际光合作用产氧量为(B-A)+(A-C)=(B-C)(mg·L-1·d-1)。
若白瓶坠落到池底,由于缺少光照导致ATP、[H]产生受阻,短期内三碳化合物还原受阻、二氧化碳固定仍在进行,所以三碳化合物含量增加。
课时分层作业(十四)光能的捕获和利用(建议用时:35分钟)[合格基础练]1 •吸收光能的色素分布在()A .叶绿体的外膜上B .类囊体的膜上C. 叶绿体的内膜上D. 叶绿体的基质中B [叶绿体中的色素分布在类囊体的膜上。
]2. 从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素,发现提取液明显偏黄绿色,最可能的原因是()A .加入的石英砂太多B .没有加入碳酸钙C .用脱脂棉过滤不彻底D .一次加入过多丙酮B [色素提取过程中,研磨速度慢会影响色素的提取,加入石英砂的目的是使研磨充分,有利于色素的提取。
加入碳酸钙是为了防止研磨过程中叶绿素被破坏,若不加碳酸钙研磨过程中叶绿素会被破坏,导致提取液颜色偏黄绿色,B符合题意。
脱脂棉过滤不彻底会出现浑浊现象,主要影响的不是提取液的颜色,C 不符合题意。
而一次加入丙酮过多时,提取的滤液中色素含量少,整体颜色变浅,D不符合题意。
]3. 下列物质中,可以在叶绿体类囊体膜上被消耗的有()A .水、二氧化碳、ATPB .氧气、水、ATPC .水、ADP、PiD. ADP、C3、水C [在叶绿体类囊体膜上发生的是光反应,有ATP的形成和水的光解。
]4•光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段, 下列说法正确的是()A •叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B •叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应C •叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D •叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应 D [光反应是在叶绿体类囊体的膜上进行的,该过程必须在有光的条件下才 能进行;暗反应是在叶绿体内的基质中进行的 ,该过程有光无光均可进行。
]5•如图为光合作用过程示意图,在适宜条件下栽培小麦,如果突然将c 降低 至极低水平(其他条件不变),则a 、b 在叶绿体中含量的变化将会是( )情况下,将c 降低至极低水平,C02的固定减弱,C 3还原减慢,消耗NADPH 和 ATP 减少,则a 、b 在叶绿体中含量将会都上升。
光能的捕获[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】A TP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:A TP中含有的是化学能,这是毫无疑问的,但A TP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)。
A TP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A TP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。
捕获光能的色素和结构1.科学是在实验和争论中前进的,光合作用的探究历程就是如此。
在下面几个关于光合作用的实验中,相关叙述正确的是A.扬·英根豪斯通过实验认为植物生长所需养料主要来自水,而不是土壤B.萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C.普利斯特莱的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2D.鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O2.1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。
经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
在此实验中,萨克斯看到的现象是A.叶片全变蓝B.遮光一半变蓝C.曝光一半变蓝D.叶片全不变蓝3.关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述,正确的是A.滤纸条上未见色素带,可能的原因是滤液细线触及层析液B.依据色素可以溶于有机溶剂中,可以分离色素C.研磨过程中需要加入CaCO3,目的是研磨充分D.叶绿素b处于滤纸条最上方,是因为其在提取液中的溶解度最高4.某班学生以新鲜菠菜叶为材料进行叶绿体中色素的提取和分离实验,由于各组操作不同,出现了如图所示的四种不同层析结果。
下列叙述错误的是A.甲可能误用蒸馏水作提取液B.乙可能在研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能在研磨时未加入CaCO35.如图1所示,培养皿中放入适量层析液,盖上放一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴叶绿体中的色素提取液,色素随层析液扩散得到如图2所示的结果,下列有关说法错误的是A.图中会出现四个色素圈,最外圈是橙黄色的胡萝卜素B.最小的色素圈是叶绿素a,主要吸收红光和蓝紫光C.两个色素圈之间相距最远的是胡萝卜素和叶绿素bD.如果所用的叶子比较老,则最小圈的色素会变少6.叶绿体是光合作用的主要场所,下列关于叶绿体的叙述,正确的是A.没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用B.吸收光能的四种色素分布在基质中C.叶绿体内膜为光合作用的酶提供了附着位点D.叶绿体内存在的类囊体,极大地扩展了受光面积H O,7.在甲、乙两试管中培养小球藻,给甲试管中提供C18O2和H2O,给乙试管提供CO2和182在适宜的光照条件下,两试管最初释放的氧气分别应该是A.甲为18O2,乙为O2B.甲、乙均为18O2C.甲为O2,乙为18O2D.甲、乙均为O28.下列关于光合作用的叙述,正确的是A.光反应需要光不需要酶B.光合作用中不产生[H]C.光合作用过程中不生成ATPD.光合作用过程中CO2转变成富含能量的有机物9.如图为高等绿色植物光合作用过程图解,以下说法正确的是A.A是光合色素,分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上B.E是ADP,在叶绿体类囊体薄膜上产生C.G是三碳化合物,F是五碳化合物D.光合作用光反应和暗反应过程均有酶的参与10.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度,将对称叶片的一半遮光(A),另一半不遮光(B),并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。
2019-2020年高中生物光能的捕获合作与讨论中图版必修11.小明的爸爸原先在早上散步。
小明学习了《生物》后,劝爸爸改在傍晚散步,小明的劝导对不对?为什么?我的思路:植物在白天既进行光合作用,又进行呼吸作用,通常情况下,在白天光合作用大于呼吸作用,所以有有机物和氧气的积累,而夜晚植物只进行呼吸作用,只有氧气的消耗,所以在早上空气中氧气的含量较低,而傍晚空气中氧气的含量较高。
2.山坡向阳面的庄稼比阴面的庄稼长得好,为什么?我的思路:影响植物光合作用的因素有光照、温度、水分、矿质养料等,其中光照是光合作用的必要条件,山坡阳面接受到的光照多,而阴面接受到的光照少,所以阳面植物光合作用旺盛。
3.温室大棚中的蔬菜比大田种植的蔬菜产量高、上市早,原因是什么?我的思路:影响植物光合作用的因素有光照、二氧化碳浓度、温度、水分、矿质养料等。
在大田种植的情况下,二氧化碳浓度很难控制,而且温度也不易控制,但是在大棚种植的情况下,这些因素都可以根据需要来进行人工控制,比如说“二氧化碳浓度”,在空气中的含量远远不能满足植物光合作用的需要,植物经常处于“二氧化碳饥饿”状态。
而在大棚种植的情况下,则可以通过人工控制使空气中二氧化碳浓度升高,从而满足植物光合作用的需要。
4.进行植物栽培时,如何更合理地促进光合作用?我的思路:从光合作用的条件来看⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧作用的原料体内的水分来增加光合⑤合理灌溉,增加植物碳浓度④增加作物周围二氧化物的积累降低温度,以增加有机夜晚适当白天可适当升高温度,③控制温度,大棚作物素含量,提高叶肉细胞的叶绿②增加矿质元素的供应;控制光照强弱照面积;进行合理密植指数;增加光长光照时间;提高复种①增加光照,可以:延 5.叶绿体中色素提取液对着光源看是绿色的,背着光源看是什么颜色?为什么? 我的思路:叶绿素溶液在透射光下呈现绿色,但在反射光下呈现红色(叶绿素a为血红色,叶绿素b为棕红色),这叫做荧光现象。
《光能的捕获和利用》第二课时教学设计卞祖华一、教学内容分析1.教材分析:光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统地物质循环和能量流动具有十分重要的意义,其过程和机理是一个复杂的氧化还原过程,包括一系列的光化学反应及物质、能量的转变问题。
光反应和暗反应过程的物质变化和能量转化比较抽象,是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。
所以,《光能的捕获和利用》分3课时进行,本课时为第2课时,光合作用光反应、暗反应的过程以及相互关系是本课时教学的重点和难点。
2.教学重点、难点重点:光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
难点:光反应、暗反应的过程。
3.教学策略以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索,了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法。
通过呈现科学史上科学家的一些实验资料,通过问题驱动,引导学生深度参与学习,思考光合作用的具体过程中的物质变化和能量转换,最终得出光合作用是光反应和暗反应的综合过程。
二、学情分析高一年级的学生缺乏“有机化学”的知识,对物理的“能量转换和守衡”定律也不够了解,尤其是光合作用机理所涉及的很多化学反应相当复杂,需要尽量运用浅显的语言、直观的图解、恰当的设问引导学生分析和解决问题,降低理解这部分知识的难度。
通过学习不仅要让学生掌握反应的机理,更重要的是培养学生善于思考的品质。
三、教学目标知识目标1.体验科学家探究科学的艰辛历程和探究的一般方法。
2.阐明光合作用光反应和暗反应的具体物质变化和能量转换的过程。
3.说出并阐明光合作用的总反应式与实质。
能力目标掌握科学实验探究的一般原则。
在相关实验背景资料分析、思考与讨论、归纳、推理、建模等过程,提升科学论证能力。
情感目标认同科学的研究态度在实验探究中的重要性,关注技术发展推进科学研究,形成用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
四、教学媒体设计PPT课件、希沃教学助手、板书五、教学过程设计引出课题:“万物生长靠太阳”,所有生物每天取食的有机物都直接或间接来源于植物光合作用制造的有机物,我们的生活不全依赖着物质还需要有精神追求。
课时分层作业(十四)光能的捕获和利用(建议用时:35分钟)[合格基础练]1.吸收光能的色素分布在()A.叶绿体的外膜上B.类囊体的膜上C.叶绿体的内膜上D.叶绿体的基质中B[叶绿体中的色素分布在类囊体的膜上。
]2.从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素,发现提取液明显偏黄绿色,最可能的原因是()A.加入的石英砂太多B.没有加入碳酸钙C.用脱脂棉过滤不彻底D.一次加入过多丙酮B[色素提取过程中,研磨速度慢会影响色素的提取,加入石英砂的目的是使研磨充分,有利于色素的提取。
加入碳酸钙是为了防止研磨过程中叶绿素被破坏,若不加碳酸钙研磨过程中叶绿素会被破坏,导致提取液颜色偏黄绿色,B符合题意。
脱脂棉过滤不彻底会出现浑浊现象,主要影响的不是提取液的颜色,C 不符合题意。
而一次加入丙酮过多时,提取的滤液中色素含量少,整体颜色变浅,D不符合题意。
]3.下列物质中,可以在叶绿体类囊体膜上被消耗的有()A.水、二氧化碳、ATPB.氧气、水、ATPC.水、ADP、PiD.ADP、C3、水C[在叶绿体类囊体膜上发生的是光反应,有ATP的形成和水的光解。
]4.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是() A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应D[光反应是在叶绿体类囊体的膜上进行的,该过程必须在有光的条件下才能进行;暗反应是在叶绿体内的基质中进行的,该过程有光无光均可进行。
] 5.如图为光合作用过程示意图,在适宜条件下栽培小麦,如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变),则a、b在叶绿体中含量的变化将会是()A.a上升、b下降B.a、b都上升C.a、b都下降D.a下降、b上升B[由题图分析,c是CO2,a和b是NADPH、ATP,若在其他条件不变的情况下,将c降低至极低水平,CO2的固定减弱,C3还原减慢,消耗NADPH和ATP减少,则a、b在叶绿体中含量将会都上升。
]6.在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是()A.C3和C5都迅速减少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加,C5迅速减少D.C3迅速减少,C5迅速增加C[在植物进行光合作用的过程中突然停止光照,使光反应产生的ATP、NADPH减少,C3不能被还原,因而C3化合物的量增加,同时CO2与C5化合物的结合不受影响,导致C5的量迅速减少。
]7.下列关于光合作用探究历程的叙述,不正确的是()A.萨克斯让叶片在暗处放置几小时,然后一半遮光、一半曝光处理,得出光合作用需要光照才能进行的结论B.恩吉尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验,得出氧气是由叶绿体释放出来的结论C.梅耶根据能量转化和守恒定律,指出植物在进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来D.鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法,证明光合作用释放的氧气来自水A[萨克斯让叶片在暗处放置几小时,然后一半遮光、一半曝光处理,证明光合作用的产物除了氧气之外还有淀粉。
]8.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。
照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示,下列叙述错误的是()A.装置内增加的氧气来自于水B.光照强度为a时,光合作用停止C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系B[光合作用光反应阶段主要发生ATP的合成和H2O的光解,其中H2O光解为NADPH和O2。
若装置中氧含量增加,说明光合作用正在进行。
丙组产生O2量最多,消耗的CO2量最多,因此,丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低。
] 9.根据下面光合作用图解,判断下列说法不正确的是()A.⑥过程发生在叶绿体的基质中B.⑤过程发生在叶绿体的类囊体膜上C.图示①~④依次为[H](NADPH)、ATP、CO2、(CH2O)D.②的化学性质不稳定,其分解过程不需要酶的催化D[此题考查光合作用的基本过程和识图读图的能力。
根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示[H](NADPH)、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。
暗反应发生在叶绿体的基质中,光反应发生在叶绿体的类囊体膜上。
ATP的合成和分解都需要酶的催化。
]10.如图所示,图甲为叶绿体结构与功能示意图,图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化,请据图分析:甲乙(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质,则A 表示________,B表示________,C表示________,D表示________。
(2)在a中发生的过程称为________,在a中含有的参与此过程的物质是________。
(3)在a中发生的能量转变是____________________。
(4)图乙中,从________点开始合成有机物,至________点有机物合成终止。
(5)AB段C3含量较高,其主要原因是_____________________________________________________________________。
(6)G点C3含量极少,其原因是________________________________________________________________________。
[解析](1)根据图甲中物质转化关系可判断,A代表H2O,B代表CO2,C 代表C3,D代表C5。
(2)图甲中a表示叶绿体类囊体膜,其上分布有色素和酶,是光反应进行的场所。
(3)叶绿体类囊体膜上发生的能量转变是光能→ATP中活跃的化学能。
(4)根据图乙中C3含量的变化曲线可知,C3含量从B点开始减少,说明在有光的条件下,C3被还原,至I点时,C3含量又保持不变,说明此时没有光,不能进行光反应,缺乏NADPH和ATP,暗反应停止,不再合成有机物。
(5)图乙AB段缺乏光,不能进行光反应,缺乏NADPH和ATP,C3不能被还原。
(6)G点时光照强度强,蒸腾作用旺盛,导致气孔关闭,CO2不能通过气孔进入,缺乏CO2,CO2的固定减弱,C3生成减少。
[答案](1)H2O CO2C3C5(2)光反应色素和酶(3)光能→ATP中活跃的化学能(4)BⅠ(5)无光不进行光反应,不产生NADPH和ATP,C3不能被还原(6)气孔关闭,叶肉细胞内CO2含量低,CO2的固定减弱[等级过关练]11.右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。
下列叙述正确的是()A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高C[ATP为C3的还原提供能量,并将能量转移到(CH2O)等有机物中,CO2的固定不需要能量,A项错误。
暗反应中,必须经过CO2的固定和C3的还原才能形成有机物,B项错误。
在暗反应中,一部分C3经过一系列变化形成C5,一部分C3被还原成(CH2O)等有机物,C项正确。
在CO2供应不变的情况下,光照强度由强变弱时,光反应提供的[H]减少,ATP形成减少,故[H]和ATP的含量下降,导致C3还原过程减弱,但此时CO2的固定仍在进行,故短时间内C3含量上升,C5含量下降,D项错误。
]12.下图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时有关中间产物的量的变化情况。
下列判断中正确的是()A.曲线a可表示C5含量的变化B.曲线a可表示还原型辅酶Ⅱ量的变化C.曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化D.曲线b可表示C3量的变化C[在光照变为暗处时,NADPH、ATP和C5的含量减少,C3含量增多。
] 13.为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。
于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是________,其依据是________;并可推测,________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是____________________________________________________________________________________。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
[解析](1)根据表格信息可知,对照组、实验组一、实验组二在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大;实验组二、实验组三、实验组四在相同湿度条件下,随温度的变化,光合速率变化不大。
因此可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是湿度。
根据上述结论,增加麦田环境的相对湿度可提高小麦的光合速率,降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)与实验组四相比,实验组三的温度高6 ℃,光合速率有所提高,说明实验组四的环境温度未达到光合作用的最适温度,故适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
(3)CO2进入叶肉细胞的方式是自由扩散,不需要载体蛋白,不需要消耗ATP。
[答案](1)湿度(或相对湿度)在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3)不需要不需要14.回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题:(1)某同学的操作程序如下:①将5 g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入丙酮、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨。
②用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画1~2次。
③将画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败,请指出其错误所在:①____________________________________________________________________________________________________。
②____________________________________________________________________________________________________。