光合作用和呼吸作用原理的应用.docx

光合作用和呼吸作用原理的应用第五节光合作用和呼吸作用原理的应用 第3单元第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 第五节光合作用和呼吸作用原理的应用 一、教学目标： 学问性目标： 1、举例说出二氧化碳能够使农作物增产。（重点） 2、举例说出温度和氧气影响农作手生物和果蔬保鲜。（重点） 3、举例说出光合作用和呼吸作用原理在生产实践中的应用。 技能性目标： 培育学生依据已有的信息从不同角度、不同方面进行思索，解决问题的实力。 二、教学重点： 难点： 1、说明光合作用和呼吸作用原理在生产实践中的应用。 2、温度、氧化和植物器官含水量影响呼吸作用的原理。 三、教学打算： 1、FLASH：温室中的二氧化碳调控。 2、簇新水果、麦粒、蔬菜的实物。 四、教学过程： 教学内容 老师活动 学生活动 导入新课 出示：三个名词反季节蔬菜，气肥法，塑料大棚栽培。 提问：你听说过这些名词吗？对这些农业生产上的术语你了解多少？ 讲解并描述：通过前面的学习我们已经知道光合作用和呼吸作用是植物重要的生命活动，在农业生产中利用光合作用和呼吸作用的原理，可以达到增产的目的，使农作物获得丰收。 提出问题：在严冬季节，我们能吃到的簇新的蔬菜（反季节蔬菜），是人们利用光合作用原理在温室中栽培出来 主动举手回答，对反季节蔬菜和塑料大棚栽培略知一二。 教学内容 老师活动 学生活动 光合作用原理在生产实践中的应用 的。那么农夫利用温室种植蔬菜的道理是什么？ 探讨：请同学们视察图6-12“温室中的调控系统示意图”，探讨说出温室中的调控系统是怎样调控二氧化碳浓度的？ 播放FLASH：温室中二氧化碳的调控。 讲解并描述：这种给农作物运用二氧化碳的方法称为气肥法，二氧化碳又被称为“室中肥料”。 提问：你知道给农作物施加二氧化碳的方法有哪些吗？ 概括： 1.增施有机肥料，利用微生物分解有机物产生二氧化碳。 2.干脆施放贮存在钢瓶中的二氧化碳。 3.点煤球炉，让煤炭燃烧产生二氧化碳。 提问：除了利用增加二氧化碳的浓度的方法可以增加光合作用，还有没有其他的方法能增加光合作用？ 归纳：充分利用光合作用的原理，最大限度地满意农作物的光合作用对二氧化碳和水的需求，满意农作用的光合作用对光的需求，达到增产的目的。 同座们两位同学相互探讨，全班沟通。 通过增加二氧化碳浓度的方法可以达到增产的目的。二氧化碳自动调控系统可以监测到温室中的二氧化碳浓度，并通过施放钢瓶中的二氧化碳气体，使温室中的二氧化碳浓度保持在0.5-0.6%。 思索并阅读课本找寻答案。 在书上勾划。 依据光合作用的公式，发觉赐予足够的水分，延长光照时间也可以增加光合作用。 教学内容 老师活动 学生活动 呼吸作用原理在生产实践中的应用 小结：粮食、蔬菜、油料、瓜果和纤维来自不植物的不同部位，在农业生产过程中合理地应用光合作用的原理，提高光合作用的效率，使养分物质更多地积累在人们需求的植物器官中，这样我们的农业就会获得丰收。 出示：簇新的水果、蔬菜、麦粒。 提问：谁能帮老师出出办法，怎样才能较长时间地保存这几样东西？ 归纳：对于像小麦、玉米等这类果实或种子，可以把它们晒干后贮藏起来；对于苹果、蔬菜我们可以适当地降低温度来贮藏。 提问：还有其他方法吗？ 提示：请同学们书写出呼吸作用的公示，看看能不能从中找到启发？ 小结：我们所采纳的方法，无非就是降低环境温度和适当地削减氧气的供应和植物细胞的含水量，都是为了降低农作物的呼吸作用，削减有机物的消耗，使农产品能较长时间的保存。 讲解并描述：我们已经知道植物通过呼吸作用分解有机物产生能量供应植物的生命活动须要。一般说来，农作物根部的氧气供应足够时，呼吸作用旺盛，有利于根的生长和根对无机盐的汲取。 提问：农作物的呼吸 主动举手说出：低温、干燥等方法。 努力思索。 发觉削减氧气的供应，也有利于保存食物。 教学内容 老师活动 学生活动 作用是不是越强越好呢？ 讲解并描述：同学们分析得很好。对于农作物，有时可以通过降低其呼吸作用，削减有机物的消耗，使农作物有机物的积累增加，以达到提高产量和质量的效果。 分析：运用光合作用和呼吸作用的原理，分析新疆吐鲁番哈密地区生产的哈密瓜为什么特殊甜？ 小结：在采纳塑料大棚栽培瓜果蔬菜时，适当降低夜间温度，削减植物呼吸作用对有机物的消耗，达到提高产量和质量的目的。 能说出农作物呼吸作用过强，消耗的有机物太多，影响产量。 分析回答：新疆地区昼夜温差大，植物光合作用积累的有机物远远多于呼吸作用消耗的有机物，使果实中养分物质的含量比较高。 五、板书设计： 第3单元第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 第五节光合作用和呼吸作用原理的应用 一、光合作用和呼吸作用的区分与联系 比较内容 光合作用 呼吸作用 区分 条件 有光才能进行（白天） 与光无关（白天、晚上） 场所 只在有叶绿体的细胞中进行 在全部活细胞中都能够进行 原料 二氧化碳、水 有机物、氧气 产物 有机物、氧气 二氧化碳、水 过程 吸入二氧化碳、放出氧 吸入氧气、放出二氧化碳。 结果 制造有机物、储存能量 分解有机物、释放能量 联系 没有光合作用制造有机物，不行能进行呼吸作用（因为没有原料），没有呼吸作用释放出能量，光合作用也不行能进行（因为不能汲取原料和运输产物），所以两者相互依存。二、光合作用原理在生产实践中的应用 三、呼吸作用原理在生产实践中的应用 六、课堂作业： 一、填空题 1新疆吐鲁番的昼夜温差大，白天气温高，_作用旺盛，_制造的多；夜间气温低，_作用微弱，_消耗少。所以，那里的哈密瓜产量好，品质好，特殊甜。 2在温室中人们通过调整限制温室中的_、_、_和_为植物生长供应相宜的生活环境。 3环境中的_、_和_的含水量都会影响植物呼吸作用的强度。 二、推断题 1当空气中二氧化碳的含量为0.50.6时，农作物的光合作用就会显著增加，产量就会有较大提高。（） 2对农作物来说，呼吸作用越强越好。（） 三、简答题 1联系植物的光合作用和呼吸作用，说明为什么要合理密植？2大面积的绿化土地，改善人类赖以生存的自然环境，从光合作用的角度来相识，有什么现实和长远意义。3实行哪些切实可行的措施可以延长簇新水果的贮藏时间，原理是什么？ 第3单元第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 第3单元第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 其次节植物光合作用的场所 一、教学目标： 学问性目标： 1、识别绿色植物叶片的结构，说出各部分结构的主要功能。（重点） 2、说明叶是光合作用的主要器官。（难点） 3、说明叶绿体是光合作有物场所。 4、举例说出光合作用须要光。 技能性目标： 1、练习徒手切片。 2、视察叶片的结构，视察绿叶细胞中的叶绿体。（重点） 情感性目标： 让学生建立结构与功能相适应的观点。 二、教学重点： 难点：说明叶是光合作用的主要器官。 三、教学打算： 1、打算簇新的叶片天门冬、菠菜叶。 2、依据课本打算试验视察叶片的结构的材料用具。 3、叶片的结构模型。 4、FLASH：绿色植物叶片的结构。 5、视频文件：（1）叶的生长；（2）植物的光合作用 四、教学过程： 教学内容 老师活动 学生活动 导入新课 引言：通过前面的学习，我们已初步了解光合作用离不开光和叶绿体。你知道光合作用是在植物体的哪个器官中进行的呢？ 提出问题：参天大树拔地而起，枝繁叶茂；纤纤小草强壮成长，生生不息。无论是参在大树，还是纤纤小草，一般都具有叶，叶是绿色植物进行光合作用的主要器官，叶片是叶的主要部分。叶片作为光合作用的主要 都能回答出：叶。 教学内容 老师活动 学生活动 叶是光合作用的主要器官 视察试验：叶片的结构 器官，它具有哪些结构及其结构相适应的功能？ 讲解并描述：让我们通过试验视察并相识叶片的结构。 试验：叶片的结构。 步骤：（1）练习徒手切片，制作叶片横切面的临时玻片标本。 （2）运用显微镜先视察叶片横切面的临时玻片，再视察叶片的永久横切片，依据叶片结构相识叶片各部分的名称，了解其功能。 想一想： （1）叶片的背面与正面的绿色一样深吗？为什么？ （2）怎样区分上表皮与下表皮？ （3）气孔的开关受什么限制？ 小结：叶片的结构 表皮爱护作用 气孔叶片与外界环境 进行气体交换的 门户 栅栏层细胞排列紧密且 整齐，细胞里含 有较多的叶绿体 海绵层细胞排列较疏 松，细胞内含有 较少的叶绿体。 叶脉具有输导水、无 机盐和有机物及 激发探究的爱好。 2人一小组进行试验，先制作并视察徒手切片，然后再视察叶片结构的永久切片，比照书P83的“叶片结构示意图”相识叶片各部分名称。 以四人小组为单位进行探讨、沟通。 （1）叶片正面颜色深，栅栏层细胞内含有较多的叶绿体。 （2）上表皮的气孔少，下表皮较多；上表皮靠近栅栏层，下表皮靠近海绵层。 （3）气孔的开关受保卫细胞限制。 教学内容 老师活动 学生活动 视察试验：绿叶细胞中的叶绿体。 叶绿体是光合作用的场所。 支持叶片的功能 提问：（1）叶片呈现绿色的缘由是什么？ （2）光合作用的场所是什么？ （3）你是否能说明叶为什么是光合作用的主要器官？ 讲解并描述：叶片的叶肉细胞和保卫细胞中含有叶绿体，叶绿体中又含有绿色的叶绿素。叶绿素能汲取光能，为光合作用供应能量，因此叶是光合作用的主要器官。 视察：让我们动手亲自视察绿叶细胞中的叶绿体。 指导：学生2人一组，用镊子取下天门冬植物的小枝，制作成玻片标本，放在显微镜下，留意细胞中的绿色部分。 讲解并描述：叶绿体中的叶绿素，是叶片呈现绿色的主要缘由。叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。没有叶绿体，绿色植物就不能进行光合作用。 讲解：同学们提出的问题很好，其实植物叶绿体中含有的色素即叶绿体色素一般由叶绿素a、b，叶黄素，胡萝卜素组成，表现出绿色、蓝绿色、橙色、黄色。 提问：叶是植物进行光合作用的主要器官，其他器官是不是都不能进行光合作用？ 尝试回答：叶片中含有叶绿体，使叶片呈现绿色。叶绿体是光合作用的场所。 认同叶绿体是光合作用的场所。 直观地视察到叶绿体使叶片呈现出绿色。 提出疑问，有的植物叶片不是绿色的，如枫叶，是不是就不能进行光合作用？ 补充小学问。 全班沟通，一样认为叶是光合作用的器官，主要是因为叶片中含有叶绿体，因此植物体的其他绿色部分，如幼嫩的绿色的茎，也可以进行光合作用。 教学内容 老师活动 学生活动 小结：叶绿体是光合作用的场所。 讲解并描述：绿色植物进行光合作用也须要光。只有在肯定强度的光照下，植物才有进行光合作用，制造有机物，满意自身生长发育的须要。 出示：在光下和黑暗处培育的小麦苗。 提问：你知道两盆小麦苗的叶色为什么不同吗？ 讲解并描述：叶绿素只有在光下才能形成，因此，在生产实践中，可以利用“叶绿素的形成须要光”的原理生产韭黄。 总结： 含有含有 叶片叶绿体 汲取进行 叶绿素光能 制造 光合作用有机物 叶是光合作用的主要器官 叶绿体是光合作用的场所 在做种子萌发所须要的外界条件试验中，有的同学已探究过光对种子萌发的影响，能说明出光照下叶片呈现出绿色。 回顾本节课主要内容，理清思路。 五、板书设计： 第3单元第6章绿色植物的光合作用和呼吸作用 其次节植物光合作用的场所 一、叶是光合作用的主要器官 1、叶片的结构 二、叶绿体是光合作用的场所。 视察试验：绿叶细胞中的叶绿体。六、课堂作业： 一、填空题 1.绿色植物的叶片一般包括_、_和_三部分，叶的表皮细胞外壁上有一层_，它可以爱护叶片_，并防止_。 2._是叶片与外界环境进行气体交换的门户，是由成对的_细胞构成的。 二、选择题 1叶肉栅栏层的特点是（） A细胞圆柱形，排列疏松，含叶绿体多 B细胞圆柱形，排列整齐，含叶绿体多 C细胞形态不规则，排列疏松，含叶绿体少 D细胞形态不规则，排列整齐，含叶绿体少 2保卫细胞和表皮细胞的重要区分是（） A细胞形态不一样 B保卫细胞中有叶绿体 C保卫细胞中无叶绿体 D两者都无叶绿体 三、识图题 依据叶片结构示意图回答下列问题： 1写出图中各结构的名称。 2叶片的叶肉部分是指图中_，细胞中有很多小颗粒，叫做_，其中含叶绿体最多的是_。 3叶脉除具有疏导_功能，还起着_功能。 4表皮的特点是_，主要作用是_。 四、简答题 大多数植物叶片为绿色，为什么叶片上表面的绿色一般比叶片下表面的绿色深一些？ 细胞呼吸和光合作用典型案例分析 细胞呼吸和光合作用典型案例分析 一光合作用和呼吸作用的过程命题热点(1)细胞呼吸的过程及条件(2)光反应与暗反应的物质转化关系命题角度高考对此类问题的考查有以下两种形式：一是以物质转化示意图形式考查光反应、暗反应、有氧呼吸、无氧呼吸的过程、场所及相互关系；二是以曲线图形式考查光合作用过程中C3化合物和C5化合物的含量改变例1如图所示为H随化合物在生物体内代谢转移的过程，下列分析合理的是()A过程发生在核糖体上，水中的H只来自NH2B在缺氧的状况下，过程中不会发生脱氢反应CM物质应当是丙酮酸，过程不会发生在线粒体中D在氧气足够的状况下，过程发生在线粒体中解析依据示意图可推知：M是丙酮酸，N是葡萄糖。过程指氨基酸在核糖体上脱水缩合形成蛋白质，一个水分子中有两个H，其中一个来自NH2，另一个来自COOH，A选项错误。过程指葡萄糖分解为丙酮酸，发生在细胞质基质中，在有氧、无氧的状况下都可以进行，B、D选项错误。过程指在无氧的状况下丙酮酸氧化分解为乳酸，在细胞质基质中进行，不会发生在线粒体中。答案C例2(2022新课标全国卷)在光照等相宜条件下，将培育在CO2浓度为1%环境中的某植物快速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3化合物和C5化合物微摩尔浓度的改变趋势如图。回答问题：(1)图中物质A是_(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，缘由是_；将CO2浓度从1%快速降低到0.003%后，物质B浓度上升的缘由是_。(3)若使该植物接着处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3化合物和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所须要的光照强度比CO2浓度为1%时的_(高、低)，其缘由是_。解析本题主要考查CO2浓度对光合作用的影响以及C3化合物、C5化合物含量的改变，意在考查应用分析实力。(1)CO2浓度降低时，C3化合物的产生削减而消耗不变，故C3化合物的含量降低，与物质A的改变趋势一样；而C5化合物的产生不变却消耗削减，故C5化合物的含量增加，与物质B的改变趋势一样。(2)在正常状况下，1molCO2与1molC5化合物结合形成2molC3，即C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。CO2浓度快速下降后，C5化合物的产生不变却消耗削减，故C5化合物的浓度上升。(3)在达到相对稳定时，C3化合物的含量是C5化合物含量的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应强度低，须要的H和ATP的量少，故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。答案(1)C3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3化合物和C5化合物的含量稳定，依据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累(3)高(4)低CO2浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和H少名师提示1环境条件骤变时各物质量的改变同理：CO2不变，光照由弱变强时C5含量上升，C3含量削减。2据细胞呼吸的产物推断细胞呼吸方式(1)有水产生存在(不肯定只存在)有氧呼吸。(2)产生CO2量耗O2量存在有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。(3)产生CO2量耗O2量只进行有氧呼吸。(4)产生CO2量酒精量只进行无氧呼吸。(5)产生CO2量酒精量存在有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。二影响光合作用和呼吸作用的因素命题热点(1)光合速率与呼吸速率的关系(2)光照强度、CO2浓度等环境因素对光合作用的影响命题角度此类问题始终是高考命题的重点，多以图表、曲线形式考查，正确识读曲线是解决问题的关键例3如图表示在不同温度下对漂移刚毛藻的光合作用速率和呼吸作用速率测定的结果。对此有关叙述错误的是()A测定光合放氧速率时，各温度条件下CO2的浓度必需相同B测定呼吸耗氧速率时，必需在无光条件下进行且供氧足够C若连续光照，则35时漂移刚毛藻的净光合作用速率最大D若连续光照而温度保持在40，则漂移刚毛藻有可能死亡解析本试验的自变量应为温度，故测定光合作用速率与呼吸作用速率时，其他变量如CO2浓度、O2浓度应相同且相宜。试验测得的光合作用速率应为净光合作用速率，从图中可知，35时漂移刚毛藻的净光合作用速率最大；若连续光照而温度保持在40，漂移刚毛藻净光合作用速率大于零，其体内可以积累有机物，会生长繁殖，故不行能死亡。答案D例4(2022广东高考)欣赏植物蝴蝶兰可通过变更CO2汲取方式以适应环境改变。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间汲取CO2并贮存在细胞中。(1)依图a分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在04时_(填“有”或“无”)ATP和H的合成，缘由是_；此时段_(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，缘由是_；1016时无明显CO2汲取的干脆缘由是_。(2)从图b可知，栽培蝴蝶兰应避开_，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当_。(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的_，通过植物组织培育技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本缘由是_。解析本题主要考查不同条件对光合速率的影响等问题，意在考查分析问题的实力及推理实力。(1)04时，无光照，光合作用不能进行，但可以进行呼吸作用，合成ATP和H；此时段叶绿体内不能合成ATP和H，暗反应无法进行；1016时，在长期干旱条件下，植物为了削减水分的蒸发，关闭气孔，导致CO2汲取受阻。(2)从图b中可以看出，正常状况下比长期干旱时有机物的积累量大，所以为了利于蝴蝶兰的生长应避开长期干旱，又因蝴蝶兰属阴生植物，所以栽培还需适当遮光。(3)植物细胞具有全能性，可利用植株组织培育技术进行快速繁育，在快速繁育过程中，一般经验脱分化和再分化过程，而分化的根本缘由是基因的选择性表达。答案(1)有呼吸作用合成无叶绿体在无光时不能合成ATP和H气孔关闭(2)长期干旱(长期缺水)遮阴(3)全能性基因的选择性表达名师提示解答此类问题，应首先区分表观光合速率和真正光合速率，明确表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率三者之间的关系：(1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。表观(净)光合速率通常用O2释放量、CO2汲取量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2汲取量或有机物消耗量来表示。高考对本试验的考查，多以选择题形式考查色素提取和分别的原理、过程、结果及色素的种类和作用；近年来，涉及本试验的非选择题有所增多，如2022年广东卷T29以色素提取为素材，考查了pH对叶绿素的影响的试验分析；2022年江苏卷以非选择题形式考查了叶绿素与光合作用的关系。中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下试验。.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成肯定浓度的溶液，于室温(约25)下进行试验，方法和结果如下表。试验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。依据所学学问和试验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应当为_，缘由是_。(2)表中Y应当为_，缘由是_。(3)若用作食品色素，自然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你供应检测方法并写出主要步骤。解析本题考查色素的提取和分别试验、pH对叶绿素稳定性的影响等学问，意在考查综合运用实力及试验探究实力。(1)色素不溶于水，只溶于有机溶剂。但是有机溶剂大多有毒，所以应选择对人体无害的有机溶剂。(2)分析题中表格不难得出Y等于8.0，缘由是pH是该试验的自变量，到pH渐渐增大且相邻两组的pH相差1，所以组的pH应当为8.0。(3)从表中信息可知，酸性条件下自然叶绿素色素简单被破坏造成食品失绿而影响品质。(4)该叶绿素粗产品来自植物，检测其中是否含有其他色素可用纸层析法。答案(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0试验中自变量的改变应有规律和应考虑碱性pH对叶绿体稳定性的影响(3)酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法，其主要步骤：制备滤纸条，画色素液细线，用层析液分别色素，视察色素带。1试验结果的拓展分析(1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。(2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。(3)色素带的粗细与色素的含量有关，从色素带的宽度可推知色素含量的多少。2试验的异样现象分析(1)提取液颜色浅的缘由研磨不充分，色素未充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(2)色素带呈弧形的缘由是滤纸条未剪去两角。(3)滤纸条上只有两条色素带，缘由是运用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。(4)滤纸条上看不见色素带的缘由：遗忘画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。 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