高中生物高考備考策略 薛能量之源光與光合作用(教師版)

雷州八中2023級(jí)高一生物必修一三元整合導(dǎo)學(xué)案編寫人：薛月嬌審稿人：協(xié)編人：高一生物備課組使用人：高一生物備課組定稿日期：2023-12編號(hào)SW課題：第5章第4節(jié)能量之源----光與光合作用二、課型：程序性知識(shí)課，獨(dú)立課三、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、說出綠葉中色素的種類和作用；2、說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能；3、說明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程；4、嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素；5、說出光合作用原理的應(yīng)用；6、簡(jiǎn)述化能合成作用。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、3、4為教學(xué)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)目標(biāo)3、4為教學(xué)難點(diǎn)四、課時(shí)安排：3課時(shí)五、學(xué)習(xí)過程：（一）基礎(chǔ)知識(shí)回顧1、葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下列有關(guān)葉綠體的敘述中，正確的是[A]A．葉綠體中的色素都分布在類囊體的薄膜上B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上

C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上2、關(guān)于葉肉細(xì)胞在光照條件下產(chǎn)生ATP的描述，正確的是BA、無氧條件下，光合作用是細(xì)胞ATP的唯一來源B、有氧條件下，線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生ATPC、線粒體和葉綠體合成ATP都依賴氧D、細(xì)胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體[解析]無氧條件下植能物也可以通過無氧呼吸形成ATP，A錯(cuò)；只有有氧呼吸第三階段形成ATP有氧的參與，C錯(cuò)；細(xì)胞質(zhì)中消耗的ATP也可以來自細(xì)胞呼吸第一階段，第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行，D錯(cuò)。通過光合作用和細(xì)胞呼吸的過程和原理我們可以知道合成ATP的能量來源主要是細(xì)胞呼吸，其次是光合作用。合成ATP的途徑有有氧呼吸的三個(gè)階段、無氧呼吸的第一階段和光合作用的光反應(yīng)階段。課前自主學(xué)習(xí)內(nèi)容（請(qǐng)完成金版學(xué)案的P87-92的所有知識(shí)清單，課前檢查，并完成下列選擇題）下列關(guān)于“葉綠體色素提取和分離”的實(shí)驗(yàn)描述中不屬于實(shí)驗(yàn)要求的是：C提取高等植物葉綠體中的色素B.用紙層析法分離色素

C.了解各種色素的吸收光譜D.驗(yàn)證葉綠體中所含色素的種類葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)，要求將葉綠體中的色素提取出來，并用紙層析法分離色素，并驗(yàn)證葉綠體中所含色素的種類。2、樹蔭里的光與裸地上的光比較，前者的光譜D（葉綠素吸收了紅光和藍(lán)紫光）紅光的比例大B、藍(lán)光的比例大C、紫光的比例大D、綠光的比例大3、用14C標(biāo)記參加光合作用的二氧化碳，可以了解光合作用的哪一過程用14C標(biāo)記參加光合作用的CO2,可以了解光合作用的哪一過程(C)

A、光反應(yīng)必須在有光條件下進(jìn)行B、暗反應(yīng)不需要光

C、CO2被還原為糖類時(shí)的過程D、光合作用過程中能量的轉(zhuǎn)移過程因?yàn)槎趸歼M(jìn)入細(xì)胞后先與C5結(jié)合成C3然后變成糖類與C5由于二氧化碳的碳元素最終變成糖而C5中的碳元素沒變所以標(biāo)記二氧化碳可以了解它被還原為糖類時(shí)的過程自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的根本區(qū)別是能否利用光能B、能否將有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì)C、能否利用化學(xué)能D、能否將簡(jiǎn)單的無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物【問題收集】通過預(yù)習(xí)，你還有哪些問題沒有解決？請(qǐng)寫在這里吧！課內(nèi)學(xué)習(xí)內(nèi)容及程序第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)要點(diǎn)一：綠葉中的色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)（閱讀課本P97-98以及參考金版學(xué)案P87）【思考與討論】一、葉綠體的色素中，含量最多與最少的分別是哪種?二、葉綠體的色素中，在層析液中溶解度最大的是哪種色素？三、某同學(xué)用青菜葉做葉綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，層析后的濾紙條上的4條色素帶顏色較淺，其原因有？(①加入的丙酮過多②研磨時(shí)未加CaCO3③層析液沒及濾液細(xì)線④畫濾液細(xì)線的次數(shù)少⑤使用了放置數(shù)天的菠菜⑥樣本過少)【及時(shí)鞏固】金版學(xué)案P88的嘗試運(yùn)用1、2和P89的變式訓(xùn)練1要點(diǎn)二：捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)（閱讀課本P98-99以及參考金版學(xué)案P88，并回答下列問題）一、色素的種類和吸收光譜色素種類顏色吸收光譜含量濾紙條上位置擴(kuò)散速度溶解度類胡蘿卜素胡蘿卜素橙黃色主要吸收藍(lán)紫光最少最上層最快最高(約占1／4)葉黃素黃色較少中上層較快較高葉綠素葉綠素a藍(lán)綠色主要吸收藍(lán)紫光和紅光最多中下層較慢較低(約占3／4)葉綠素b黃綠色較少最下層最慢最低二、葉綠體的結(jié)構(gòu)課本P99（填空并學(xué)會(huì)繪圖）

1.形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形

2.結(jié)構(gòu)：外表有，內(nèi)部有很多，基粒與基粒之間充滿每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為，吸收光能的色素分布在。

3.功能：葉綠體是進(jìn)行的場(chǎng)所，它內(nèi)部的巨大膜表面上除了分布許多吸收光能的外，還有許多進(jìn)行所必需的酶?！舅伎寂c討論】一、正常情況下葉片是綠色的，但是放置時(shí)間過長(zhǎng)的蔬菜以及秋天的落葉卻往往呈黃色，這是什么原因？(葉綠體中葉綠素的含量多，且對(duì)綠光吸收量最小，綠光被反射出來，所以呈綠色。秋季，葉片中的葉綠素分子在低溫下被破壞，而類胡蘿卜紊較穩(wěn)定，所以顯出類胡蘿卜素的顏色。)二、葉綠體增加膜面積的方式是什么？（比較：線粒體增加膜面積的方式是什么？）三、影響葉綠素合成的因素是什么？四、閱讀課本P100的資料分析，回答【討論】的問題：【及時(shí)鞏固】金版學(xué)案P88的嘗試運(yùn)用3、4和P89的變式訓(xùn)練2第二課時(shí)光合作用的原理和應(yīng)用要點(diǎn)一：光合作用的探究歷程（閱讀課本P101-102以及金版學(xué)案P90，并回答下列問題）問題：1、在光合作用的探究歷程中科學(xué)家用了對(duì)照方法和同位素標(biāo)記法等，請(qǐng)問哪位科學(xué)家用了同位素標(biāo)記法？2、在薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，自變量和因變量分別是什么，哪一組是對(duì)照組，哪一組是實(shí)驗(yàn)組？在魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，光合作用釋放的氧氣全部來自于什么？【及時(shí)鞏固】金版學(xué)案P90的嘗試運(yùn)用1、2和P93的變式訓(xùn)練1要點(diǎn)二、光合作用的過程（閱讀課本P103-104以及金版學(xué)案P91）光合作用根據(jù)可分為和兩個(gè)階段，前者進(jìn)行的場(chǎng)所是，后者進(jìn)行的場(chǎng)所是。2、光合作用過程中發(fā)生了哪些物質(zhì)變化和能量變化？具體過程如圖解表示（P103）。

光合作用過程中的能量轉(zhuǎn)換過程3、光反應(yīng)和碳反應(yīng)的比較光反應(yīng)碳反應(yīng)進(jìn)行部位葉綠體________結(jié)構(gòu)葉綠體__________時(shí)間條件CO2ATPNADPH酶物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系【及時(shí)鞏固】金版學(xué)案P91的嘗試運(yùn)用3、4和P94的變式訓(xùn)練2要點(diǎn)三：光合作用原理的應(yīng)用（閱讀課本P104-105以及金版學(xué)案P92-93）1.光合作用強(qiáng)度表示方法①單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的數(shù)量②單位時(shí)間內(nèi)光合作用吸收CO2的量③單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出O2的量注意：最容易檢測(cè)的是③。2.環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響及應(yīng)用①、光②、溫度、③、二氧化碳濃度④、礦質(zhì)元素⑤、水分分別分析前面四種外界因素影響光合作用速度的曲線和說出他們的應(yīng)用[特別提醒]1、水分①影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。②應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。2、葉齡與光合效率之間的關(guān)系：如圖隨幼葉的生長(zhǎng)，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增加，光合作用速率不斷增加；壯葉的葉面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定；隨著葉齡的增加，葉內(nèi)的葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過延長(zhǎng)光照時(shí)間，增加光照面積和增強(qiáng)光合作用效率等途徑提高光能利用率，如輪作、套種和間作等，合理密植。設(shè)法滿足光合作用的各種環(huán)境因素，如利用大棚適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，提高CO2濃度和溫度，來提高光合作用效率。嘗試分析植物一天的光合作用中C3含量的變化（(1)AB段、IJ段的C3含量較高，原因：夜間沒光，[H]和ATP缺乏，C3不能被還原。(2)BC段的C3含量下降，GI段的C3含量上升， 原因：BC段的光照強(qiáng)度增強(qiáng)，產(chǎn)生[H]和ATP增多，C3被還原，C3減少；GI段的光照強(qiáng)度減弱，產(chǎn)生[H]和ATP減少，C3被還原的量減少，C3增多。(3)CD段的C3含量升高，原因：可能是白天該地區(qū)天氣暫時(shí)由晴轉(zhuǎn)陰，光反應(yīng)不足。(4)G點(diǎn)的C3含量最低原因：G點(diǎn)氣孔關(guān)閉，二氧化碳不足，生成C3的量減少，而C3的還原還正常進(jìn)行，所以C3含量低；相反C5的消耗減少，而還原過程又產(chǎn)生C5，因此G點(diǎn)C5含量較高。）【及時(shí)鞏固】1、金版學(xué)案P93的嘗試運(yùn)用5、6和P94的變式訓(xùn)練32、左圖表示光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間的關(guān)系（該圖是通過實(shí)測(cè)一片葉子在不同光照條件下CO2吸收和釋放的情況），右圖中細(xì)胞代謝情況與左圖AB段（不包括A、B兩點(diǎn)）相符的是D要點(diǎn)四：自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物以及化能合成作用的區(qū)分(3)土壤中的硝化細(xì)菌的化能合成作用[特別提醒]硝化細(xì)菌利用氧化環(huán)境中的氨來獲得能量進(jìn)行有機(jī)物的合成，所以硝化細(xì)菌是需氧型生物?！炯皶r(shí)鞏固】硝化細(xì)菌通過化能合成作用形成有機(jī)物，需要下列哪種環(huán)境條件()A．具有NH3及缺氧B．具有NH3和氧C．具有硝酸和氧D．具有硝酸和缺氧[答案與解析]B硝化細(xì)菌利用氧化分解環(huán)境中的氨釋放能量，把H2O和CO2合成有機(jī)物，所以需要具有NH3和氧要點(diǎn)五：光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別與聯(lián)系1、列表比較光合作用與有氧呼吸光合作用需氧呼吸代謝類型物質(zhì)變化能量變化實(shí)質(zhì)場(chǎng)所條件聯(lián)系答案：2、光合作用和細(xì)胞呼吸(有氧呼吸)過程中[H]和ATP的來源與去路比較：來源去路光合作用光反應(yīng)中水的光解作為還原劑用于暗反應(yīng)階段中還原C3形成(CH20)等[H]有氧呼吸第一階段從葡萄糖到丙酮酸及第二階段丙酮酸和H2O分解產(chǎn)生用于第三階段還原O2產(chǎn)生H2O，同時(shí)釋放大量能量ATP光合作用光反應(yīng)階段ATP合成所需能量來自色素吸收的太陽光能用于暗反應(yīng)階段C3還原時(shí)的能量之需,以穩(wěn)定化學(xué)能形成儲(chǔ)存于有機(jī)物中有氧呼吸第一、二、三階段均產(chǎn)生，第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機(jī)物氧化分解作為能量通貨用于各項(xiàng)生命活動(dòng)3、綠色植物體內(nèi)H2O和CO2中的元素在光合作用和細(xì)胞呼吸過程中轉(zhuǎn)化：①H2O中H和O的轉(zhuǎn)化a．H的轉(zhuǎn)移途徑b．O的轉(zhuǎn)移途徑②CO2中C和O的轉(zhuǎn)化a．C的轉(zhuǎn)移途徑b．0的轉(zhuǎn)移途徑4、光合作用與細(xì)胞呼吸的計(jì)算（參考金版學(xué)案P92）植物進(jìn)行光合作用吸收CO2的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用釋放CO2，而呼吸作用釋放的部分或全部CO2未出植物體又被光合作用利用，這時(shí)在光照下測(cè)定的CO2的吸收量稱為表觀光合速率或凈光合速率。真正光合速率=表現(xiàn)光合速率+呼吸速率。具體表達(dá)為：光合作用消耗總CO2=從外界吸收的CO2+呼吸產(chǎn)生的CO2；光合作用產(chǎn)生的總O2=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O2一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示)：積累量=白天從外界吸收的CO2—晚上呼吸釋放的CO2?！炯皶r(shí)鞏固】金版學(xué)案P94的變式訓(xùn)練2和P95的【知能演練】的水平測(cè)試的第7題四、學(xué)習(xí)小結(jié)1、請(qǐng)同學(xué)們回顧本課學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)？【參考金版學(xué)案P89和P94】2、【單元體系構(gòu)建】課后鞏固訓(xùn)練1、【完成金版學(xué)案P94和P95剩下的練習(xí)題】2、【高考鏈接】（2023廣東卷）觀賞植物蝴蝶蘭可通過改變CO2吸收方式以適應(yīng)環(huán)境變化。長(zhǎng)期干旱條件下，蝴蝶蘭在夜間吸收CO2并貯存在細(xì)胞中。圖10正常和長(zhǎng)期干旱條件下圖10正常和長(zhǎng)期干旱條件下蝴蝶蘭的干重增加量（1）依圖9分析，長(zhǎng)期干旱條件下的蝴蝶蘭在0—4時(shí)（填“有”或“無”）ATP和[H]的合成，原因是；此時(shí)段（填“有”或“無”）光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生，原因是；10—16時(shí)無明顯CO2吸收的直接原因是