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教学目标： 说明光合作用及认识过程；研究影响光合作用速率的环境因素；说明细胞呼吸，探究其原理的应用。 教学重点： 光合作用过程、细胞呼吸过程 教学难点： 光合作用与细胞呼吸的区别联系 教学内容解析： 绿色植物的光合作用 — 生物能量获得 光合作用的发现史 1．1864年，德国著名植物生理学家萨克斯实验结论是什么？ 结论：光合作用产生淀粉。 2．1880年，德国科学家恩吉尔曼实验选材的巧妙之处是什么？结论是什么？ 巧妙之处：利用水绵带状叶绿体和好氧细菌，实验现象直观。 结论：叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光，产生水。 3．1938年，美国的科学家鲁宾（S.Rubin ）和卡门（Carmen）实验： 方法：利用同位素18O标记水和二氧化碳 结论：氧气中的氧元素完全来自于水。 叶绿体色素 ⑴ 在叶绿体中的分布：类囊体膜   ⑵ 提取和分离叶绿体色素实验
纸层析结果：自上而下四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 ⑶ 种类及其颜色
光合作用的过程 ⑴ 光反应过程  ① 光能→ATP和NADPH中活跃化学能 ② 水光解为H+、O2和电子 ③ 水产生的H+和电子在光下和NADP+ 结合生成NADPH ⑵ 碳反应过程  实质：CO2→贮能有机物 ⑶总结光合作用过程  思考题：请列表比较光合作用光反应和碳反应（二者的区别和联系）
 提高农作物对光能的利用率（措施）
光合作用的意义—— 生物界最基本的物质代谢和能量代谢 ⑴ 同化碳素形成有机物，促进生物圈的碳循环 ⑵ 转化光能为生命活动提供动力 ⑶ 净化空气 ⑷ 生物进化的意义：光合作用使有氧呼吸型的生物得以发生和发展，对O3层的形成有重要作用 细胞呼吸——生物能量转换 呼吸作用的概念内涵 ⑴ 活细胞内有机物的分解反应 ⑵ 伴有能量的释放、转移 ⑶ 分有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 ⑴ 过程  ⑵ 特征（概念要素） ① 和氧气的关系：有游离氧参加 ② 物质变化：有机物被彻底氧化分解 ③ 能量变化：释放能量生成大量的ATP ④ 进行的主要场所：主要在线粒体中进行 ⑤ 总反应式：  无氧呼吸 ⑴ 乳酸发酵和酒精发酵的过程  ⑵ 特征（概念要素） ① 和氧气的关系：全过程无游离氧参加 ② 物质变化：复杂有机物降解为简单有机物 ③ 能量变化：释放能量生成少量的ATP ④ 进行场所：始终在细胞质基质内进行 ⑤ 乳酸发酵和酒精发酵反应式：  思考：无氧呼吸产生乳酸的生物有：马铃薯块茎和甜菜块根。 无氧呼吸产生酒精的生物有：绿色植物。 ⑶ 无氧呼吸与有氧呼吸的比较
呼吸作用的意义 ⑴ 细胞呼吸为生物体生命活动提供能量 ⑵ 中间产物作为其它有机物合成的原料 ⑶ 是细胞代谢的枢纽 光合作用和呼吸作用的区别和联系
典型习题分析 1．把叶绿体色素滤液放在自然光和三棱镜之间，从镜的另一侧观察，连续光谱中变暗区主要是 A 黄光和蓝紫光区 B 红光和蓝紫光区 C 黄光和绿光区 D 绿光和红光区 [解析] 本题考察的是叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 答案:B。 2．正常进行光合作用的叶肉细胞CO2供应不足，下列哪种物质会迅速增多 A ADP B 三碳化合物 C 五碳化合物 D 氧气 [解析] 本题考察的是碳反应循环的过程，CO2供应不足，使三碳化合物合成受阻，因此对起固定CO2作用的五碳化合物的利用减少，造成五碳化合物的暂时积累而升高。 答案：C。 3．在有氧呼吸的全过程中，氧的作用发生在 A 葡萄糖酵解为丙酮酸的阶段 B 三羧酸循环阶段 C 产生大量ATP的阶段 D 参与有氧呼吸的全过程 [解析] 在有氧呼吸第三阶段，氧气与经电子传递链传递的电子及质子氢结合，本阶段可产生大量ATP。 答案：C。 4. 下列有关细胞呼吸的表述，正确的是 A 丙酮酸经柠檬酸循环只产生二氧化碳和少量ATP B 氨基酸和脂肪酸主要进入糖酵解被氧化分解供能 C 细胞内有机物分解是以细胞呼吸为中心的，有机物合成则不然 D 线粒体内膜上有一系列电子传递体，氧是最终电子受体 [解析] 在有氧呼吸第三阶段，氧气与经电子传递链传递的电子及质子氢结合，本阶段可产生大量ATP。 答案：D。 5. 下列叙述错误的是 A 在叶绿体、线粒体中都能合成ATP B 在光反应、碳反应中都能合成ATP C 在有氧呼吸、无氧呼吸中都能合成ATP D 在动植物细胞中都能合成ATP [解析] 光反应可形成ATP，碳反应ATP携带的能量被存储在葡萄糖中。 答案：B。 6. 下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是 A 光合作用和呼吸作用都包括一系列氧化还原反应 B 光合作用和呼吸作用必须在有水的条件下进行 C 光合作用的全部反应是呼吸作用全部反应的逆转 D 光合作用和呼吸作用都是能量转化过程 [解析] 光合作用和呼吸作用的场所、酶、反应过程均不相同，不是可逆反应。 答案:C。 7．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到 三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。
⑴ A处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 ⑵ B处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 ⑶ C处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 [解析] 本题考查实验结果判断与机理分析的能力。本题考察的是叶绿素提取的原理，叶绿体色素易溶于有机溶剂，难溶于水。SiO2作用是使叶片研磨充分。CaCO3作用是使防止色素的破坏。 [答案] ⑴ A 黄绿色，部分叶绿素受到破坏。 ⑵ B 几乎无色，叶绿素不溶于水。 ⑶ C 深绿色，大量叶绿素溶于乙醇中。 8．根据下述实验过程，分析说明光合作用的有关问题： ⑴ 用高速离心法打破叶绿体膜后，基质和基粒便释放出来。在无CO2的条件下，加入18O标记的水，给 予光照，过一段时间，可测得释放出的气体中含18O，说明______________。 ⑵ 将上述光照处理过的液体用离心法去掉基粒，在黑暗条件下，在去掉基粒的基质中加入14CO2，基质 中可测得含14C的光合作用产物。在进行实验⑴、⑵的同时，在无任何光照的条件下，向已经去掉基 粒的基质中加入ATP、NADPH和14CO2，发现仍能产生14C的同化产物。上述实验说明 _____________________________________。 [解析] ⑴ 光合作用光反应产生的氧气中的氧元素来自于水。 ⑵ 光反应为碳反应提供ATP和NADPH，使二氧化碳转变为葡萄糖 9．为了验证“二氧化碳是光合作用合成有机物的必需原料”，某同学制定了下列实验方案： ⑴实验目的（略） ⑵实验材料和用具（略） ⑶实验方法和步骤： ① 用一适当大小的玻璃罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不透气。 ② 将上述植物及装置在暗室中饥饿，消耗掉叶片中的有机物，暗室中装有红色安全灯。 ③ 饥饿一段时间以后，自暗室中取出，光照若干小时，使其充分进行光合作用 ④ 取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。 ⑤ 将已经脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘—碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异性颜色 反应出现。 该实验方案有几处明显的错误，请指出错误并改正。 [解析] 本题是实验评价综合习题，回答时既要注重光合作用的基本知识又要联系相关的化学原理，还应考虑实验对照原则和控制相关的实验变量。 [答案] ⑴试验步骤②中暗室中的红色安全灯应改为绿色安全灯。（单一变量） ⑵试验步骤⑤中葡萄糖应该为淀粉。（碘—碘化钾溶液鉴定淀粉） ⑶未设立对照实验。对照实验的设置如下： ①装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同样生长状况的另一株植物代替题干中的植物，用一杯清水 代替NaOH溶液； ②将上述装置中的植物放在黑暗中饥饿，消耗掉叶片中贮存的有机物，暗室中装有绿色安全灯。 ③重复题干中的步骤③④； ④重复改正后的题干中的步骤⑤。 10．在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。  ⑴ 6～8h间，光合速率______________（大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量______________， CO2含量______________，植株干重______________。 ⑵ 9～10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是______________；10h时不再产生 ATP的细胞器是______________；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽， 此时另一细胞器将______________停止ATP的合成，______________成为ATP合成的唯一场所。 ⑶ 若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。 [解析] 本题是光合作用和呼吸作用的综合习题，首先应理解图中曲线的含义。 6～8h间，光合速率大于呼吸速率。9～10h间，可能由于光照减弱，光合速率迅速下降。10h后光合作用停止，又由于氧气耗尽，故植物无氧呼吸。 答案： ⑴大于 增加 降低 增加 ⑵光照强度减弱 叶绿体 线粒体 细胞质基质 ⑶呼吸速率会降低，低温会使有关呼吸酶活性的降低 |
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