光合作用與能量轉(zhuǎn)化 高考生物一輪復(fù)習(xí) 【知識(shí)精講精研】

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用光合作用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化主講教師：周慧慧問(wèn)題探討討論：靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？用人工光源可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。你參觀或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。植物工廠教材P97在自然界，萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑，被稱為“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。教材P971捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教材P971.1捕獲光能的色素思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：植物的綠色葉片含有哪些色素？怎樣提取、分離這些色素呢？（實(shí)驗(yàn)原理）實(shí)驗(yàn)中二氧化硅（SiO2）、碳酸鈣（CaCO3）作用是什么？研磨液過(guò)濾用的什么材料？教材P98-99視頻見(jiàn)U盤該課件文件夾探究·實(shí)踐綠葉中色素的提取和分離探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)原理提取原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。分離原理：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散更快，反之則慢。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離。2.探究綠葉中含有幾種色素。教材P98探究·實(shí)踐材料用具實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）實(shí)驗(yàn)儀器：干燥的定性濾紙，試管，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，藥匙，量筒(10mL)，天平等。實(shí)驗(yàn)試劑：無(wú)水乙醇(也可用體積分?jǐn)?shù)為95％的乙醇加入適量的無(wú)水碳酸鈣代替），層析液（由20份20份在60～90℃下分餾出來(lái)的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成)，二氧化硅和碳酸鈣。教材P98探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法提取綠葉中的色素（過(guò)濾法）取材：稱取5g綠葉（菠菜的綠葉）研磨：過(guò)濾：剪去主葉脈，剪碎放人研缽中。向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5～10mL無(wú)水乙醇，迅速、充分地進(jìn)行研磨。收集：將研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一塊單層尼龍布)進(jìn)行過(guò)濾。將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。濾紙吸附性較強(qiáng)，會(huì)吸附研磨液中的色素。筆記P98探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)結(jié)果提取綠葉中的色素溶解有色素的濾液探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法分離綠葉中的色素（紙層析法）制備濾紙條①剪濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長(zhǎng)度略

小于試管長(zhǎng)度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角。②鉛筆畫線：并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。畫濾液細(xì)線③重復(fù)畫線：待濾液干后，再重畫一到兩次。①吸取濾液：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液。②畫線：沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線(也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細(xì)線)。筆記P98-99探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法分離綠葉中的色素（紙層析法）分離綠葉中的色素:將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條(有濾液細(xì)線的一端朝下)輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意:不能讓濾液細(xì)線觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素會(huì)被層析液溶解，而不能在濾紙上擴(kuò)散。也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。觀察記錄筆記P99探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法分離綠葉中的色素（紙層析法）防止層析液中的成分揮發(fā)培養(yǎng)皿————濾紙條的放置1）有濾液細(xì)線的一端朝下2）下端應(yīng)插入層析液中3）濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離石油醚、丙酮和苯的混合液層析液————筆記P99探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)結(jié)果分離綠葉中的色素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）筆記P991.1捕獲光能的色素葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素教材P98實(shí)驗(yàn)結(jié)論分離綠葉中的色素過(guò)程操作內(nèi)容操作目的提取色素材料葉片要新鮮、深綠使濾液中色素含量高試劑二氧化硅利于綠葉的充分研磨碳酸鈣防止研磨過(guò)程中色素被破壞無(wú)水乙醇溶解色素關(guān)鍵步驟研磨要迅速、充分提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止溶劑揮發(fā)用單層尼龍紗布過(guò)濾而不用濾紙防止色素吸附在濾紙上分離色素試劑層析液分離色素關(guān)鍵步驟濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快濾液細(xì)線重復(fù)畫若干次，且要求細(xì)、直、齊使分離的色素帶清晰濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中實(shí)驗(yàn)中的材料試劑及操作目的思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：這4種色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？了解色素的功能、光譜的概念以及關(guān)于上述問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)？上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，色素對(duì)光的吸收光譜？1.2色素的吸收光譜1.2色素的吸收光譜色素功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。光譜：陽(yáng)光是由不同波長(zhǎng)的光組成組合成的復(fù)合光，在穿過(guò)三棱鏡時(shí)，不同波長(zhǎng)的光會(huì)分散開(kāi)，形成不同顏色的光帶，稱為光譜；自然光通過(guò)三棱鏡自然光經(jīng)過(guò)色素提取液后通過(guò)三棱鏡現(xiàn)象：光屏出現(xiàn)明顯的色光帶現(xiàn)象：色光帶變暗，且藍(lán)紫光和紅光大部分被吸收分別讓不同顏色的光照射色素溶液就可得到色素溶液的吸收光譜。教材P981.2色素的吸收光譜光是一種電磁波?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)是400-760nm。不同波長(zhǎng)的光，顏色不同。波長(zhǎng)小于400nm的光是紫外光，波長(zhǎng)大于760nm的光是紅外光。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。這4種色素吸收的光波長(zhǎng)有差別，但是都可以用于光合作用。教材P99問(wèn)題探討討論：植物工廠為什么不用綠色的光源？因?yàn)樯鼗旧喜晃站G光。你參觀或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。植物工廠教材P97為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來(lái)。（對(duì)橙黃色吸收少）其他光被葉片吸收了，綠光吸收最少反射回來(lái)；葉片中葉綠素的含量大大超過(guò)類胡蘿卜素。2.1葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：這些色素存在于細(xì)胞中什么部位呢？為什么葉綠體結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用？葉綠體除吸收光能還有什么功能？2.1葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用這些色素存在于細(xì)胞中什么部位呢？高倍顯微鏡下黑藻（幼嫩小葉）的葉綠體光合作用的場(chǎng)所，“養(yǎng)料制造車間”“能量轉(zhuǎn)換站”分布綠色植物的葉肉細(xì)胞和嫩莖皮層細(xì)胞形狀功能一般為扁平的橢球形或球形教材P49-50迎春葉橫切上表皮細(xì)胞柵欄組織的細(xì)胞海綿組織的細(xì)胞葉脈（有導(dǎo)管細(xì)胞和篩管細(xì)胞）下表皮細(xì)胞（保護(hù)作用）（控制水蒸發(fā)和氣體進(jìn)出）（光合作用）（運(yùn)輸水和無(wú)機(jī)鹽）（運(yùn)輸有機(jī)物）2.1葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用葉綠體電子顯微鏡下結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜雙層膜（外膜、內(nèi)膜），基質(zhì)（DNA、RNA核糖體）基粒（由類囊體堆疊而成）含光合作用有關(guān)的酶基粒基質(zhì)核糖體DNA類囊體葉綠體簡(jiǎn)筆圖類囊體薄膜；眾多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。色素分布教材P49-50思考·討論葉綠體除吸收光能還有什么功能呢？資料1

1881年，德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼做了這樣的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿（葉綠體呈螺旋帶狀分布）和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)示意圖教材P100思考·討論資料1

緊接著，他又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：又用三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。恩格爾曼第二個(gè)實(shí)驗(yàn)示意圖資料2在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶教材P101討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？思考·討論教材P101恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？思考·討論氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。選材：（1）水綿具有細(xì)長(zhǎng)的帶狀葉綠體，易于觀察現(xiàn)象。（2）好氧細(xì)菌的利用，準(zhǔn)確顯示出氧氣產(chǎn)生的部位。設(shè)計(jì)：黑暗無(wú)空氣的設(shè)計(jì)，排除了氧氣和光的干擾。極細(xì)光束照射：葉綠體上分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于對(duì)比實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？筆記P101這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。思考·討論在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？葉綠體能夠吸收特定波長(zhǎng)的光，利用光能用于光合作用放氧。筆記P1012.1葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用葉綠體功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在葉綠體內(nèi)部的巨大膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。這是葉綠體捕獲光能，進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。教材P1011練習(xí)與應(yīng)用

1.水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（

）（2）葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能。（

）（3）植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光。

（

）1.1概念檢測(cè)×√×

2.下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是

（

）A.所有植物細(xì)胞中都含有4種色素B.有些植物細(xì)胞的液泡中也含有色素C.葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收光能D.植物細(xì)胞內(nèi)的光合色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類A1.1概念檢測(cè)

1.2拓展應(yīng)用1.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來(lái)的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。光的波長(zhǎng)越短，在水中的穿透力越強(qiáng)，即到達(dá)深水層的光線是短波長(zhǎng)的光。而太陽(yáng)光是復(fù)合光，波長(zhǎng)最短的藍(lán)、紫光在水中的穿透力最強(qiáng)，理應(yīng)到達(dá)海底深層，但是海水本身反射藍(lán)光。因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于水的淺層，吸收黃光、綠光較多的紅藻分布于海水深的地方維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.2拓展應(yīng)用2.與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，植物工廠生產(chǎn)蔬菜等食物有哪些優(yōu)勢(shì)？又面臨哪些困難？你對(duì)植物工廠的發(fā)展前景持什么觀點(diǎn)？請(qǐng)搜集資料，結(jié)合自己的思考寫一篇綜述性短文。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相同，植物工廠生產(chǎn)蔬菜可以精確控制植物的生長(zhǎng)周期、生長(zhǎng)環(huán)境、上市時(shí)間等，但同時(shí)面臨技術(shù)難度大、操控要求高、需要掌握各種同蔬菜的生理特性等問(wèn)題。2光合作用的原理和應(yīng)用解決以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：什么是光合作用？光合作用化學(xué)反應(yīng)方程式？2.1光合作用教材P1022.1光合作用光合作用概念：指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。化學(xué)反應(yīng)式CO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O2教材P102思考·討論資料119世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開(kāi)，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖。CO2O2釋放C+H2O甲醛多個(gè)縮合糖(CH2O)教材P102思考·討論資料2希爾實(shí)驗(yàn)4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2

光能離體葉綠體發(fā)現(xiàn)：像這樣，離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。教材P102希爾反應(yīng)是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來(lái)自水？思考·討論不能說(shuō)明，反應(yīng)體系中可以還存在其他氧元素供體，該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有排除葉綠體濾液中其它物質(zhì)的干擾，也并沒(méi)有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？能，因?yàn)閼腋∫褐袥](méi)有CO2，糖類合成時(shí)需要CO2中的碳元素。氧氣產(chǎn)生和糖類合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的。筆記P103思考·討論資料3魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放的氧來(lái)自水，并不是CO2。CO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2O18O2O2筆記P102思考·討論資料41954年，美國(guó)科學(xué)家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。教材P1022.2光合作用原理解決以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：光合作用分為哪幾個(gè)階段？分類依據(jù)？各階段過(guò)程（反應(yīng)的條件、場(chǎng)所、物質(zhì)變化、能量變化）？階段之間聯(lián)系？嘗試?yán)L制流程圖，并分析條件驟變對(duì)各物質(zhì)的影響。教材P103-1042.2光合作用原理根據(jù)是否需要光能，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)，兩個(gè)階段。光合作用過(guò)程的示意圖教材P1032.2光合作用原理類囊體薄膜可見(jiàn)光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收H+NADPH酶條件：光、色素、多種酶場(chǎng)所：類囊體薄膜物質(zhì)轉(zhuǎn)化：水的光解：ATP的合成：H2O1/2O2+2H++2e-

光色素光能能量轉(zhuǎn)化：ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ADP+Pi+能量ATP酶NADPH的合成：NADP++H++e-

NADPH酶光解教材P103光合作用過(guò)程光反應(yīng)階段2.2光合作用原理ADP+PiATPNADP+能量C5多種酶(CH2O)糖類CO2還原酶NADPH酶能量條件：場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)中有光無(wú)光都可以，多種酶等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2的固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C5

2C3酶物質(zhì)轉(zhuǎn)化：ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)化：C5：核酮糖-1

,5-二磷酸，即RuBPC3：3-磷酸甘油酸2C3固定教材P104暗反應(yīng)階段2.2光合作用原理資料5卡爾文實(shí)驗(yàn)用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實(shí)驗(yàn)，追蹤檢測(cè)其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑。1961年12月10日獲第61屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)放射性同位素標(biāo)記法教材P1042.2光合作用原理葉綠體中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段NADP+NADPH酶類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)可見(jiàn)光1.NADPH和ATP的移動(dòng)途徑是什么？2.NADP+和ADP的移動(dòng)途徑呢？3.NADPH的作用？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量筆記P104思考·討論光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別反應(yīng)場(chǎng)所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中需要光、色素、與光反應(yīng)有關(guān)的酶需要與暗反應(yīng)有關(guān)的酶光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能①水的光解：H2OH++O2②合成NADPH：NADP++H++e→NADPH③合成ATP：ADP+Pi+能量

ATP光酶①CO2的固定：CO2+C52C3酶②C3還原：C3（CH2O）酶ATP、NADPH③C5的再生：C3C5

酶ATP、NADPH思考·討論光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供NADPH和ATP；暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)；暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi，以及NADP+；光反應(yīng)NADPH、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi、NADP+光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互影響相互制約，兩者都不能長(zhǎng)期獨(dú)立進(jìn)行。筆記P104聯(lián)系：2.2光合作用原理CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照減弱減少增加減少減少光照增強(qiáng)增加減少增加增加筆記P104條件驟變對(duì)光合作用中各物質(zhì)（短時(shí)間內(nèi)）的影響分析過(guò)程分析2.2光合作用原理光照不變NADPH、ATPC3C5

（CH2O）CO2濃度減少增加減少增加減少CO2濃度增加減少增加減少增加筆記P1042.2光合作用原理筆記P104條件驟變對(duì)光合作用中各物質(zhì)（短時(shí)間內(nèi)）的影響分析曲線分析問(wèn)題探討討論：為什么要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？影響光合作用因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液和溫度是影響植物生長(zhǎng)的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長(zhǎng)狀態(tài)。你參觀或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。植物工廠教材P972.3

光合作用原理的應(yīng)用解決以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：光合作用強(qiáng)度？表示方法？探究環(huán)境因素（光照）對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響凈光合作用速率？光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系？光合作用強(qiáng)度影響因素曲線分析。（考點(diǎn)：理解光/CO2補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)意義，分析點(diǎn)的移動(dòng)問(wèn)題）2.3

光合作用原理的應(yīng)用光合作用強(qiáng)度：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量?；瘜W(xué)反應(yīng)式CO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O2單位時(shí)間內(nèi)光合作用固定CO2的量制造或產(chǎn)生有機(jī)物（糖類）量產(chǎn)生O2的量光合作用強(qiáng)度表示方法教材P105視頻見(jiàn)U盤該課件文件夾探究·實(shí)踐探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄抗庹諒?qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。自變量：光照強(qiáng)弱因變量：光合作用強(qiáng)度檢測(cè)方法相同時(shí)間小圓形葉片浮起的數(shù)量控制方法不同瓦數(shù)的燈或相同瓦數(shù)臺(tái)燈離實(shí)驗(yàn)裝置的距離注射器的作用：實(shí)驗(yàn)材料：圓形小葉片排出圓形小葉片中的氣體NaHCO3作用：提供CO2教材P105探究·實(shí)踐材料用具實(shí)驗(yàn)材料：綠葉（菠菜、吊蘭等）。實(shí)驗(yàn)儀器：打孔器，注射器，5WLED臺(tái)燈，米尺，燒杯。實(shí)驗(yàn)試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%的NaHCO3溶液。教材P105探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法步驟1.打孔：用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片2.將圓形小葉片置于注射器內(nèi)，使葉片內(nèi)氣體逸出教材P105探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法步驟3.將處理過(guò)圓形小葉片放入清水中，黑暗保存，小圓形葉片全部沉到水底4.取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）教材P105探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法步驟5.向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片，分別置于強(qiáng)、中、弱光下教材P105探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)方法步驟5.分組實(shí)驗(yàn)：分別將10片葉圓片投入3只盛20mLNaHCO3的小燒杯中

并調(diào)整40W臺(tái)燈距離（10、20、30cm）什么作用？吸收熱量排除干擾教材P105探究·實(shí)踐結(jié)果與分析

項(xiàng)目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量110片20mL強(qiáng)多210片20mL中中310片20mL弱少在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論筆記P1052.3

光合作用原理的應(yīng)用光合作用強(qiáng)度測(cè)定：線粒體葉綠體產(chǎn)生O2釋放O2（可以測(cè)得）葉肉細(xì)胞CO2吸收CO2（可以測(cè)得）植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用。實(shí)際測(cè)量的光合作用指標(biāo)是凈光合作用速率，稱為表觀光合速率。筆記P1052.3

光合作用原理的應(yīng)用真正（總）光合速率=凈（表觀）光合速率

+呼吸作用速率

產(chǎn)生O2的量O2的釋放量黑暗下O2的吸收量=+固定或消耗CO2量CO2吸收量黑暗下CO2的釋放量=+制造或合成有機(jī)物的量有機(jī)物積累量消耗有機(jī)物的量=+筆記P1052.3

光合作用原理的應(yīng)用光合作用強(qiáng)度影響因素：CO2的濃度H2O光：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間礦質(zhì)元素（N、Mg是合成葉綠素的原料）外因：內(nèi)因：酶的種類、數(shù)量色素的含量葉齡不同植物種類溫度CO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O22.3

光合作用原理的應(yīng)用光照強(qiáng)度直接影響光反應(yīng)階段，制約NADPH和ATP的生成，進(jìn)而影響暗反應(yīng)階段。曲線分析一定范圍，光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而加快，但光照強(qiáng)度增大到一定強(qiáng)度時(shí)，光合速率不再加快，甚至降低（細(xì)胞灼燒）。2.3

光合作用原理的應(yīng)用光照強(qiáng)度0CO2吸收速率CO2釋放速率ABC呼吸速率光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)凈光合速率總光合速率B：光合作用=呼吸作用D：光合速率開(kāi)始達(dá)到最大時(shí)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度DAB：光合作用<呼吸作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸速率A：只進(jìn)行呼吸作用2.3

光合作用原理的應(yīng)用A:只進(jìn)行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用

細(xì)胞呼吸釋放的CO2

全部用于光合作用BC：光合作用>呼吸作用AB：光合作用<呼吸作用葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞2.3

光合作用原理的應(yīng)用光照強(qiáng)度0CO2吸收速率CO2釋放速率ABC光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)D應(yīng)用①

陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時(shí)對(duì)大棚消霜除霧；②

陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比陽(yáng)生植物低，注意間作套種時(shí)應(yīng)注意農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹(shù)種的配置。陽(yáng)生植物陰生植物2.3

光合作用原理的應(yīng)用CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DCO2濃度影響暗反應(yīng)階段，與C3的生成有關(guān)。曲線分析一定范圍，光合速率隨CO2濃度增加而加快，但CO2濃度到一定值時(shí)，光合速率不再加快。而且CO2濃度到達(dá)一定濃度，才會(huì)進(jìn)行光合作用。2.3

光合作用原理的應(yīng)用A點(diǎn)：對(duì)應(yīng)的CO2濃度為能進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度。CO2補(bǔ)償點(diǎn)光合作用速率＝呼吸作用速率B點(diǎn)：C點(diǎn)：最大光合速率，對(duì)應(yīng)的D點(diǎn)為CO2飽和點(diǎn)應(yīng)用①

在農(nóng)作物生產(chǎn)上可通過(guò)“正其行，通其風(fēng)”增大CO2濃度；②

增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DCO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)知識(shí)拓展：光/CO2補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的移動(dòng)問(wèn)題光/CO2飽和點(diǎn)：與光合作用強(qiáng)度呈正相關(guān)轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)中斜率問(wèn)題再分析補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)（左or右移）光/CO2補(bǔ)償點(diǎn)：.

4.2拓展應(yīng)用1.松土是許多農(nóng)作物栽培中經(jīng)常采取的一項(xiàng)措施。試分析農(nóng)田松土給農(nóng)作物的生長(zhǎng)、當(dāng)?shù)氐乃帘３忠约叭驓夂蜃兣确矫婵赡軒?lái)的影響，并指出如何盡量減少不利影響。？松土透氣可以使根部細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收，促進(jìn)作物生長(zhǎng)、進(jìn)行光合作用吸收更多的CO2，緩解全球氣候變暖現(xiàn)象；增強(qiáng)根系的水土保持能力；避免根細(xì)胞由于無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精對(duì)根系造成的傷害。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，促使這些微生物對(duì)土壤有機(jī)物的分解，為植物生長(zhǎng)提供更多的CO2，也有可能導(dǎo)致局部大氣CO2濃度上升。松土不當(dāng)，可能傷害植物根系；要根據(jù)不同植物、植物不同的生長(zhǎng)階段等，采取不同的松土方法。2.3

光合作用原理的應(yīng)用O溫度A光合速率BC主要影響與光合作用有關(guān)酶的活性影響光合速率。溫度曲線分析一定范圍，酶的活性隨溫度升高而增強(qiáng)，光合速率增強(qiáng)低溫可降低酶活性，但不使酶失活，光合作用被抑制。在最適溫度，酶的活性最高，光合速率最高一般最適溫度在一般是25℃。超過(guò)一定溫度，酶的活性隨溫度升高而降低。溫度過(guò)高酶空間結(jié)構(gòu)破壞，永久失活光合速率受抑制。應(yīng)用溫度過(guò)高植物氣孔關(guān)閉，光合速率會(huì)減弱。冬季溫室栽培，白天可適當(dāng)提高溫度；晚上適當(dāng)降低溫度，降低有機(jī)物消耗。迎春葉橫切上表皮細(xì)胞柵欄組織的細(xì)胞海綿組織的細(xì)胞葉脈（有導(dǎo)管細(xì)胞和篩管細(xì)胞）下表皮細(xì)胞（保護(hù)作用）（控制水蒸發(fā)和氣體進(jìn)出）（光合作用）（運(yùn)輸水和無(wú)機(jī)鹽）（運(yùn)輸有機(jī)物）2.3

光合作用原理的應(yīng)用水是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，直接影響光合作用速率；水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2進(jìn)入葉片，從而影響光合作用速率。應(yīng)用合理澆灌2.3

光合作用原理的應(yīng)用礦質(zhì)元素N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分應(yīng)用合理施肥2.4化能合成作用利用體外環(huán)境中某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物，稱為化能合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量討論：進(jìn)行化能合成作用的生物屬于自養(yǎng)還是異養(yǎng)生物？異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。自養(yǎng)生物：以無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)。2課堂小結(jié)2.課堂小結(jié)2練習(xí)與應(yīng)用

1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自水。（

）（2）光反應(yīng)只能在光照條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行。（

）（3）影響光反應(yīng)的因素不會(huì)影響暗反應(yīng)。（

）2.1概念檢測(cè)√××

2.如果用含有14C的CO2來(lái)追蹤光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，則是

（

）A.

CO2→葉綠素→ADPB.CO2→葉綠