光合作用的原理和應(yīng)用的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、光合作用的原理和應(yīng)用的教學(xué)設(shè)計(jì)【考綱要求】 （1）光合作用的基本過(guò)程 （） （2）影響光合作用速率的環(huán)境因素 （）【三維目標(biāo)】 知識(shí)與能力：（1）構(gòu)建光合作用過(guò)程圖解，掌握光合作用的基本過(guò)程；（2）通過(guò)分析光照和CO2濃度變化對(duì)光合作用過(guò)程中各物質(zhì)合成量的影響，理解光合作用過(guò)程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。過(guò)程與方法：（1） 通過(guò)學(xué)生構(gòu)建光合作用過(guò)程圖解，幫助學(xué)生理解光合作用的基本過(guò)程，并加深理解光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，理順光合作用過(guò)程知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生觀察聯(lián)想、歸納綜合、靈活分析和應(yīng)用知識(shí)的能力。（2）通過(guò)師生互動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主分析和主動(dòng)探索的技能、技巧。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

2、通過(guò)對(duì)光合作用原理的認(rèn)識(shí)，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活中現(xiàn)象，滲透STS教育。【教學(xué)重點(diǎn)】（1）光合作用的過(guò)程及光反應(yīng)、暗反應(yīng)的相互關(guān)系。（2）影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所與條件、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系。（2）影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素?！窘虒W(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】基礎(chǔ)要點(diǎn)回扣 （學(xué)生預(yù)習(xí)并完成下列提綱）1 葉綠體結(jié)構(gòu) 葉綠體呈扁平的橢球形，主要由 、 、 、 四部分組成，光和色素主要分布在 ，酶主要分布在 。2 光合作用過(guò)程 (1)光反應(yīng)階段： 部位：_ 條件：光、色素、酶； 過(guò)程：水的光解：2H2O4_ +_(為暗反應(yīng)供H) ATP的形成：ADP+Pi+能量ATP(為暗反應(yīng)供

3、能) 能量變化：_能_能 (2)暗反應(yīng)階段： 部位：_ 條件：多種_ 過(guò)程：C02的_：C02+_2_ C3的 _：2C3_+_(H做還原劑，消耗_) 能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能_能3 影響光合作用的因素（1）光合速率或光合速度：是衡量光合作用強(qiáng)弱的指標(biāo)。其的大小可用單位時(shí)間、單位葉面積所吸收的 量或釋放的 量表示,亦可用單位時(shí)間、單位葉面積所積累的干物質(zhì)量表示。（2）內(nèi)部因素：植物種類，葉齡，同種植物不同部位葉片 外部因素： 參考答案: 1 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 基粒 類囊體薄膜上 類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)2 (1)類囊體薄膜 H O2 光能 活躍化學(xué)能(2)葉綠體基質(zhì) 酶 固定 C5 C3

4、還原 CH2O C5 ATP 穩(wěn)定化學(xué)能3 CO2 O2 溫度、光、CO2濃度、必需礦質(zhì)元素，水高頻考點(diǎn)突破1 光合作用的過(guò)程根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段?？偡磻?yīng)式： 實(shí)質(zhì)：把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能 光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所 葉綠體基粒 葉綠體基質(zhì)反應(yīng)條件光、色素、酶酶,不需光物質(zhì)變化H2OHO2ATPPiATPCO2NADPHATP（CH2O）ADPPiNADP+H2O能量變化光能電能電能活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和H，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供合成ATP的原料ADP和Pi【典型例題】例

5、1.（2011年浙江卷）下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是A.破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生B.植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變C.與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短D.離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)答案：選D。解析：光合作用過(guò)程中，氧氣是葉綠體的類囊體上產(chǎn)生的，故破壞葉綠體的外膜內(nèi)，氧氣仍可繼續(xù)產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例是會(huì)發(fā)生變化的， B錯(cuò)誤；植物在冬季光合速率低的主要原因是濕度低，C錯(cuò)誤；適宜條件下，只要保證光合作用所需的原料和酶，也可完成碳反應(yīng)，D正確。例2（10海南卷）光反應(yīng)為暗反應(yīng)

6、提供的物質(zhì)是AH和H2O BH和ATPCATP和CO2 DH2O和CO2答案：B 。解析：本試題考查光反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。2 影響光合作用的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用（1）光對(duì)光合作用的影響光的波長(zhǎng)：葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。光照強(qiáng)度：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增加，但光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增加光照時(shí)間：光照時(shí)間長(zhǎng)，光合作用時(shí)間長(zhǎng)，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。（2）溫度溫度低，光和速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過(guò) 高時(shí)會(huì)影響酶的活性，光和速率降低。生產(chǎn)上白天升溫，增強(qiáng)光合 作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作

7、用，晝夜溫差有利于有機(jī)物積累。（3）CO2濃度 在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加， 但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度不再增加。生產(chǎn)上使田間通風(fēng)良好，供應(yīng)充足的CO2（4）水分 當(dāng)植物葉片缺水時(shí)，氣孔會(huì)關(guān)閉，減少水分的散失，同時(shí)影響CO2進(jìn)入葉內(nèi)，暗反應(yīng)受阻，光合作用下降。生產(chǎn)上應(yīng)適時(shí)灌溉，保證植物生長(zhǎng)所需要的水分。（5）礦質(zhì)元素 N、 P：ATP的成分K：糖類的合成和運(yùn)輸Mg：葉綠素的成分（6）影響光合作用的某個(gè)條件在短時(shí)間內(nèi)對(duì)葉綠體中某些化合物含量的影響變化含量光 照二 氧 化 碳較強(qiáng)弱（黑暗）弱較強(qiáng)較高低低較高ATP、H減少增加增加減少C3增加減少減少增加C5減少增加

8、增加減少（CH2O）減少增加減少增加【典型例題】例3番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降，原因是(B)A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低升高C.反應(yīng)強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低降低D.反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低不變【解析】考查光合作用。Mg是葉綠素的成分，而葉綠素存在葉綠體的類囊體薄膜上，光反應(yīng)也在類囊體薄膜上進(jìn)行，因此在缺Mg的培養(yǎng)液中培養(yǎng)光反應(yīng)受影響，暗反應(yīng)需要光反應(yīng)為其提供還原劑和能源物質(zhì)，因此光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低。例4：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析回答：(1) 為什

9、么710時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)？（710時(shí)的光照不斷增強(qiáng)，所以光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。）(2) 為什么12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱？（12時(shí)左右的溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，所以光合作用強(qiáng)度明顯減弱。）(3) 為什么1417時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降？（1417時(shí)的光照不斷減弱，所以光合作用強(qiáng)度不斷減弱。）3光合作用和呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系光合作用呼吸作用區(qū)別細(xì)胞類型綠色植物細(xì)胞植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞與光關(guān)系只在光照下發(fā)生有光無(wú)光都發(fā)生場(chǎng) 所葉綠體線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)變合成有機(jī)物分解有機(jī)物能量轉(zhuǎn)換儲(chǔ)能過(guò)程主要為放能過(guò)程聯(lián)系 光合放氧為呼吸使用；呼吸釋放CO2被光合同化；

10、呼吸作用分解的有機(jī)物正是光合作用所制造的 中間產(chǎn)物（三碳化合物）可交替使用；共用ATP一般以光合速率和呼吸速率（即單位時(shí)間單位葉面積吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量）來(lái)表示植物光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度，并以此間接表示植物合成和分解有機(jī)物的量的多少。 (1)在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，因此此時(shí)測(cè)得的氧氣吸收量（即空氣中O2的減少量）或二氧化碳釋放量（即空氣中的CO2增加量）直接反映呼吸速率。(2)在光照條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，此時(shí)測(cè)得的空氣中氧氣的增加 量（或二氧化碳減少量）比植物實(shí)際光合作用所產(chǎn)生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因?yàn)橹参镌诠夂献饔玫?/p>

11、同時(shí)也在通過(guò)呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。因此此時(shí)測(cè)得的值并不能反映植物的實(shí)際光合速率，而反映出表觀光合速率或稱凈光合速率。 光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量實(shí)測(cè)的氧氣釋放量呼吸作用耗氧量 光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量實(shí)測(cè)的二氧化碳消耗量呼吸作用二氧化碳釋放量 光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量呼吸作用葡萄糖消耗量總光合作用=凈光合作用+呼吸作用；(光合作用)制造的有機(jī)物=合成的有機(jī)物=積累的有機(jī)物干物質(zhì)量+消耗的有機(jī)物(呼吸作用)；葉綠體固定的CO2=光合作用所需要的CO2=從外界吸收的CO2+呼吸釋放的CO2；【典型例題】例5（10天津卷）在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是 葉綠體基

12、質(zhì) 類囊體薄膜 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜A. B. C. D.答案A。思路分析：綠葉通過(guò)氣孔從外界吸收進(jìn)來(lái)的二氧化碳，必須首先與植物體內(nèi)的C5（一種五碳化合物）結(jié)合，形成C3（一種三碳化合物），這個(gè)過(guò)程稱為CO2的固定，CO2的固定屬于光合作用暗反應(yīng)，暗反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。有氧呼吸過(guò)程分三個(gè)階段，第二階段：丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；所以在葉肉細(xì)胞中，CO2的產(chǎn)生場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)。例6如圖為原來(lái)置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后，根據(jù)其吸收CO2量制成的曲線。下列敘述正確的是（ ） A曲線AB段表示綠色植物沒(méi)有進(jìn)行光合作用 B曲線BC段表示綠色植物僅進(jìn)行光合作用

13、C在B點(diǎn)顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相等 D整段曲線表明，隨光照強(qiáng)度的遞增，光合作用增強(qiáng)，呼 吸作用減弱隨堂檢測(cè)1下列關(guān)于葉綠體的描述，錯(cuò)誤的是A基粒由類囊體堆疊而成B葉綠體被膜由雙層膜組成C暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上D類囊體膜上具有葉綠素和酶2下列關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是 A. 光合作用和呼吸作用總是同時(shí)進(jìn)行 B光合作用形成的糖類能在呼吸作用中被利用C. 光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于呼吸作用D光合作用與呼吸作用分別在葉肉細(xì)胞和根細(xì)胞中進(jìn)行3溫室栽培可不受季節(jié)、地域限制，為植物提供最適宜的條件，利于提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。在封閉的溫室內(nèi)栽培農(nóng)作物，以下哪種措施不能提高作物的產(chǎn)量

14、（ ）A增加室內(nèi)二氧化碳的濃度 B增大室內(nèi)晝夜溫差C增加光照強(qiáng)度 D采用綠色玻璃蓋頂4圖2-7為光照強(qiáng)度與光合作用固定CO2的量（光合量）之間的關(guān)系，對(duì)這一曲線的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A在A點(diǎn)時(shí)，光合量與呼吸量相等 B在過(guò)B點(diǎn)后，再提高光照強(qiáng)度，光合量不再提高 C在 B點(diǎn)時(shí)，總的光合量為 D在A點(diǎn)時(shí)，總的光合量為05.右上圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率（時(shí)間單位、單位葉面積吸收的量）的變化曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是A.在9：3011：00之間，花生凈光合率下降的原因是暗反應(yīng)過(guò)程減緩B.在11：0012：30之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米得多C.在17：00時(shí)，玉米和花生的單位葉

15、面積釋放速率相同D.在18：30時(shí)，玉米即能進(jìn)行光反應(yīng)，也能進(jìn)行暗反應(yīng)答案：B6 在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如下圖?；卮饐?wèn)題：圖中物質(zhì)A是 _（C3化合物、C5化合物）在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是_；將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是_。若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A的濃度將比B的_（低、高）。CO2濃度為0.003%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所

16、需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的_（高、低），其原因_。7 回答下列、小題：試管苗的光合作用能力較弱，需要逐步適應(yīng)外界環(huán)境才能往大田移栽。研究人員進(jìn)行了“改變植物組織培養(yǎng)條件縮短試管苗適應(yīng)過(guò)程”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)在適宜溫度下進(jìn)行，圖甲和圖乙表示其中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)回答：（1）圖甲的實(shí)驗(yàn)是在大氣CO2濃度下進(jìn)行的。據(jù)圖分析，試管苗在不加蔗糖的培養(yǎng)中和更高。（2）圖乙是試管苗在密閉、無(wú)糖培養(yǎng)基條件下測(cè)得的24h內(nèi)CO2濃度變化曲線。圖中bc段CO2濃度升高緩慢是因?yàn)?，cd段CO2濃度急劇下降是因?yàn)樵嚬苊?。若d點(diǎn)時(shí)打開培養(yǎng)瓶塞，試管苗的光合速率。（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果推知，采用無(wú)糖培養(yǎng)基、和可縮短試管苗的適應(yīng)過(guò)程。隨堂檢測(cè)答案15CBDDB6