生物的光合作用初中 初中生物中植物的光合作用反应式(要汉语的)

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3\u3001\u78b3\u540c\u5316\uff0c\u628a\u6d3b\u8dc3\u7684\u5316\u5b66\u80fd\u8f6c\u53d8\u4e3a\u7a33\u5b9a\u7684\u5316\u5b66\u80fd\uff08\u56fa\u5b9aCO2\uff0c\u5f62\u6210\u7cd6\u7c7b\uff09\u3002

 教学目标

  一、知识方面

  1、使学生了解的发现过程。

  2、使学生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的意义。

  4、应用所学的的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。

  二、能力方面

  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、通过探讨的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。

  3、通过分析、讨论的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。

  三、情感、态度、价值观方面

  1、通过学生对绿色植物的意义的理解,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。

  ④很多植物的叶片到秋天会变红,很多植物的花在一天的不同时间中也会呈现不同的颜色,学生知道这是什么的原因吗?

  本题涉及了植物细胞中色素及其比例变化的问题。一般来说,正常叶片的叶绿体中有两大类光合色素,其中叶绿素和类胡萝卜的分子比例为三比一,叶绿素a和叶绿素b也约三比一,叶黄素和胡萝卜的比为二比一。由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多,占优势,所以正常叶子总是呈现绿色。秋天、条件不正常或叶衰老时,由于叶绿素较易被破坏或先降解,数量减少,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色。

  至于红叶,不是叶片中叶绿体的色素造成的,而是由细胞液泡中的花色素引起的。因秋天温度降低,植物体内积累较多糖分以适应寒冷,体内的可溶性糖多了,就形成较多的花色素储存于液泡中。而花色素类似于酸碱指示剂,从碱性到酸性会呈现从蓝色到红色颜色渐变,具体而言是,pH=7~8 时呈淡紫色;pH<3时,呈红色;pH>11则呈蓝色。由于秋天时液泡中花色素增多,且细胞液pH值又偏酸性,因此叶子就变红了。

  不仅如此,花色素的颜色也会随环境中存在的不同的金属离子而改变,所以同一种花色素在不同的花中,或是同一种花由于种植的土壤不同,都能显出不同的颜色。

  学生可以回家做一个小实验,找一朵开红花的牵牛花,用手把花瓣使劲揉一揉,使花瓣细胞的液泡破裂,然后把这朵花放到洗衣粉水中(碱性环境),花瓣的颜色会由红色变为蓝色。这样学生就可以理解其中的原因了。

  第二课时

  1、引言

  教学时可从的总反应式入手,或从与初中阶段的总反应式的比较入手,可采用老师讲授,或学生讨论,或学生根据总反应式提出氧来源假设,即水中的氧是来源于水还是二氧化碳,还是共同来源于二者,条件好的班还可让学生想办法证明这些假设,以训练学生的实验设计能力。

  在搞清楚中的全部氧气来自于水中的氧后,让学生回忆初中生物学课本中的光合总反应式,并让学生对该反应式配平,要求尤其要求反应式左右氧原子的配平,通过这个工作,可使学生深切认识到,的反应物与产物中都需要水这一重要生物学事实。

  2、的具体过程

  可以教师讲解为主,可用板图、挂图、或多媒体课件的形式尽量把微观的物质变化形象化。

  在讲清楚光反应与暗反应的过程后,应把重点放在光反应与暗反应的区别和联系上,可利用表解的形式让学生分析讨论:

光反应

暗反应





反应性质

光化学反应

酶促反应

与光的关系

必须在光下进行

与光无直接关系,在光下和暗处都能进行

与温度的关系

与温度无直接关系

与温度关系密切

场所

叶绿体基粒片层结构的薄膜上

叶绿体的基质中

必要条件

光、叶绿体光合色素、酶

多种酶

物质变化

水光解为还原性氢和氧气;由ADP合成ATP

二氧化碳的固定、三碳化合物的还原、五碳化合的再生

能量变化

光能转变ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能转变为葡萄糖等光合产物中稳定的化学能

联系

准备阶段:为暗反应的顺利进行准备了还原性氢和能量ATP

完成阶段:在多种酶的作用下,接受光反应提供的还原性氢和ATP,最终将二氧化碳还原为葡萄糖。

  之后,还可提出一些综合性的问题,加深学生对的理解,例如可以提出下面的问题:

  “当的光反应过程被人为阻断,你认为暗反应会停止吗?反过来,当暗反应过程被人为阻断,你认为光反应会怎样变化?”

  通过以上的分析可以看出,的光反应与暗反应是相互联系的,而它们之间的联系纽带是还原力,即ATP和还原性氢。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下),暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断,暗反应会停止;而反过来,当暗反应停止时(如植物在气孔完全关闭,或无二氧化碳),光反应是不是也受到影响呢?答案是肯定的,暗反应停止,光反应也会随之停止,因为光反应产生的ATP和还原性氢没有被暗反应消耗,根据化学平衡的原理,相当于光反应的产物浓度升高,化学平衡会向反向进行,从而光反应就停止了。

  时间允许的话,还可引导学生讨论影响的因素,进而讨论“如何提高光合效率的途径”,“采取哪些措施提高农业产量?”等问题,使学生体会到学习生物学理论的实际价值,强化学生学以致用、理论联系的理念。例如,可提出下面的问题供学生讨论:

  “你能利用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?”

对的影响

在生产上的应有



是光化学反应,所以随着光照强度的变化而变化。光照弱,减慢,光照逐步增强时随着加快;但是光照增强到一定程度,速度不再增加,另外,光的波长也影响速度,通常在红光下最快,蓝、紫光次之,绿光最差。

延长时间;通过轮作,延长全年内单位土地面积上绿色植物进行的时间,是合理利用光的一项重要措施。

增加面积,合理密植是增加面积的一项重要措施。

温度℃

的暗反应是酶促反应,温度低,酶促反应慢,光合速率降低,随着温度提高,加快;温度过高时会影响酶的活性,使速率降低,一般植物的最适温度在25-30℃之间。

适时播种:温室栽培植物时,可以适当提高室内温度。

二氧化碳浓度

二氧化碳是的原料,原料增加,产物必然增加,大气中的二氧化碳含量是0.03%,如果浓度提高到0.1%, 产量可提高一倍。如果浓度提高到一定程度后,产量不再提高。如果二氧化碳浓度降低到0.005%,就不能正常进行。

施用有机肥:温室栽培植物时,可以适当提高室内的二氧化碳浓度。

  总之,涉及的知识多、综合性强,在复习时要全面,特别是的反应场所、总反应式、反应具体过程、条件、反应物、产物、释放能量、光反应与暗反应之间的相互联系与区别、影响的诸多因素等方面做全面的比较、总结,并注重这些知识能与生产生活等实际相联系,培养分析、综合、读图、理论联系实际的能力。

  3、进行的意义的教学时,可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料,课上可以采取分组讨论的形式,选择几个典型的事例,围绕的生态意义这个中心,引发学生的思考和讨论,使学生切实体会到“是生物界最基本的能量和物质代谢”和生产、环境,激发学生学习的兴趣。

光合作用(Photosynthesis),即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和暗反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。

光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。

光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。

植物之所以被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。

对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。而在地球上的碳-氧循环,(保持氧气和二氧化碳含量的相对稳定)光合作用是必不可少的。

可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者的进行必须在光下才能进行,并随着光照强度的增加而增强,后者有光、无光都可以进行。

暗反应需要光反应提供能量和[H],在较弱光照下生长的植物,其光反应进行较慢,故当提高二氧化碳浓度时,光合作用速率并没有随之增加。

光照增强,蒸腾作用随之增加,从而避免叶片的灼伤,但炎热夏天的中午光照过强时,为了防止植物体内水分过度散失,通过植物进行适应性的调节,气孔关闭。

虽然光反应产生了足够的ATP和〔H〕,但是气孔关闭,CO₂进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少,影响了暗反应中葡萄糖的产生。

光合作用意义:①提供了物质来源和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。

植物光合作用

概念

绿色植物利用光能,通过叶绿体,把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物(主要是淀粉),并释放氧气的过程。

光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物和把光能转变成ATP中活跃的化学能,再转变成有机物中的稳定的化学能。

条件

场所

光合作用意义

产物:二氧化碳

产物:二氧化碳

二氧化碳是绿色植物进行(光合作用)作用的基本原料,并能强烈吸收来自地面的(红外线) 线,对地面起(保温)作用。

概念

物理性质:二氧化碳是一种碳氧化合物,常温常压下是一种无色无味或无色无嗅(嗅不出味道)而略有酸味的气体,二氧化碳在常温常压下为无色无味气体,溶于水和烃类等多数有机溶剂。

化学性质:二氧化碳是碳氧化合物之一,是一种无机物,不可燃,通常也不支持燃烧(干冰灭火剂),低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。

作用

1. 气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造,在焊接领域也应用广泛。

2. 固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞台中用于制造烟雾,温室中也常用二氧化碳作肥料。

光合作用和呼吸作用区别

发生部位不同

光合作用只能是有叶绿体的细胞

呼吸作用是所有部位的活细胞都能进行

产物不同

光合作用:有机物和氧

呼吸作用:二氧化碳和水

能量变化

光合作用:光能——化学能

呼吸作用:稳定化学能——活跃化学能

但二者相互依存

易错点拨

1. 光合作用总反应式两边的水不可轻易约去,因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。

2. 催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同,前者分布在类囊体薄膜上,后者分布在叶绿体基质中。

知识拓展

1. 氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。

2. 玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。

①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。

②二氧化碳固定效率比C3高很多有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。

真题练习
1.(2018福建卷)以下有关碗豆的表达,正确为是( )

A.萌发初期,种子的有机物总重量增加

B.及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害

C.进人夜间,叶肉细胞内ATP合成停止

D.叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多

【答案】B

【解析】萌发初期所需要的营养物质是由种子提供的,此时还不能进行光合作用,所以有机物不断消耗。积水过多,根细胞的无氧呼吸可产生酒精,对细胞有害,及时排涝,可以减少酒精毒害。进入夜间,叶肉细胞通过呼吸作用也可以产生ATP。叶绿素的吸收光谱是红橙光和蓝紫光。叶片黄化,说明叶绿素含量减少。这样对红光的吸收会减少。

2.(2019全国卷I·3)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40g其增加的质量来自于
A.水、矿质元素和空气
B.光、矿质元素和水
C.水、矿质元素和土壤
D.光、矿质元素和空气
【答案】A
【解析】黄瓜幼苗可以吸收水,增加鲜重;也可以从土壤中吸收矿质元素,合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能,并没有增加黄瓜幼苗的质量,故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、I空气。综上所述,BCD不符合题意,A符合题意。故选A。

-

光合作用通常是指绿色植物(包括光合细菌)利用自身的光合色素吸收光能,经过酶的催化作用,将二氧化碳和水合成有机物并释放氧的过程。光合作用是生物界中规模最大的有机物合成过程,每年约有 2x10¹⁸ kcal 的太阳光能转化为化学能(糖类物质),放出的氧气约为 5.35x10¹¹ t,同化的碳素约2x10¹¹ t。光合作用通常是指绿色植物(包括光合细菌)利用自身的光合色素吸收光能,经过酶的催化作用,将二氧化碳和水合成有机物并释放氧的过程。光反应阶段的特征是,在光的驱动下水分子氧化释放电子,通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给电子受体 NADP ,使它还原为 NADPH。电子传递的另一结果是,基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度,驱动 ADP 磷酸化生成 ATP暗反应阶段是利用光反应生成的 NADPH 和 ATP 进行碳的同化作用,使二氧化碳还原为糖。由于这个阶段不直接依赖于光,只是依赖于光反应的产物,把它们当反应物,故称为暗反应阶段

[高三生物]光合作用与呼吸作用



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