高三一輪復(fù)習(xí)生物【知識精研】光合作用及綜合應(yīng)用課件

第2節(jié)

光合作用及綜合應(yīng)用第三單元

細胞的能量供應(yīng)和利用遵義市高中生物學(xué)2025屆一輪復(fù)習(xí)課例第1課時

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)目錄任務(wù)二了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用任務(wù)三掌握捕獲光能的色素及作用任務(wù)一探究綠葉中色素的種類導(dǎo)入“綠色革命”2050年全球人口將增至97億！糧食短缺問：有機物的產(chǎn)生過程？如何提高產(chǎn)量？使用說明：授課教師可用該PPT引入光合作用的學(xué)習(xí)。任務(wù)一探究綠葉中色素的種類活動1：閱讀資料，完成實驗設(shè)計資料

研究表明，光照會影響韭菜葉綠素的合成，但不會影響類胡蘿卜素的合成。請利用色素的提取和分離技術(shù)，以暗處生長的韭菜幼苗為實驗材料，設(shè)計實驗驗證這一結(jié)論。要求寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。黑暗光照實驗思路預(yù)期結(jié)果將生理狀態(tài)相同的韭菜幼苗均分為甲乙兩組，分別置于光照和黑暗下培養(yǎng)一段時間后，提取色素并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素比較色素帶。若甲組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶與乙組基本一致；且甲組濾紙條上有藍綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒有。使用說明：授課教師可先讓學(xué)生閱讀資料在學(xué)案上設(shè)計實驗，教師評價后再呈現(xiàn)參考答案。從而引出對色素提取和分離的知識復(fù)習(xí)。任務(wù)一探究綠葉中色素的種類活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關(guān)內(nèi)容

試劑原理提取________綠葉中的色素溶于

，而不溶于水。分離_______各種色素在

中的

不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得

，反之則慢。1.實驗原理無水乙醇層析液有機溶劑層析液溶解度快可以用體積分數(shù)95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉來替代分離的方法：紙層析法使用說明：可先讓學(xué)生閱讀教材并完成學(xué)案上表格內(nèi)容再進行核對。任務(wù)一探究綠葉中色素的種類活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關(guān)內(nèi)容2.實驗步驟二氧化硅碳酸鈣擴散均勻防止乙醇揮發(fā)和色素氧化。新鮮綠葉中色素含量高。

防止乙醇揮發(fā)；充分破壞葉綠體，使得色素能充分被釋放出來。1.為什么選擇新鮮的綠葉？2.研磨過程碳酸鈣的作用？3.提取過程為什么要迅速充分？4.用單層尼龍布獲得濾液的原因？

過濾葉脈及二氧化硅等且不吸附色素。制備濾

紙條制備濾紙條使用說明：授課教師先讓學(xué)生閱讀教材完成實驗流程，再追問以下問題。任務(wù)一探究綠葉中色素的種類活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關(guān)內(nèi)容2.實驗步驟二氧化硅碳酸鈣擴散均勻5.濾紙條為什么要減去兩角？

避免層析液在邊緣擴散過快。6.畫濾液細線為什么要重復(fù)2-3次？

為了積累更多的色素使分離色素帶更明顯。7.實驗結(jié)果？

濾紙條上呈現(xiàn)4條顏色、寬度不同的色素帶。使用說明：授課教師先讓學(xué)生閱讀教材完成實驗流程，再追問以下問題。制備濾紙條活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關(guān)內(nèi)容使用說明：授課教師可先讓學(xué)生分析實驗結(jié)果，再追問以下問題任務(wù)一探究綠葉中色素的種類

色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素橙黃色_______________葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍綠色_____較低較慢葉綠素b黃綠色較多___________3.結(jié)果分析最少最高最快最多最低最慢1.色素帶的條數(shù)與什么有關(guān)？2.色素帶的寬窄與什么有關(guān)？3.色素帶擴散速度與什么有關(guān)？4.哪兩條色素帶之間距離最遠？色素種類。色素含量。色素溶解度。胡蘿卜素和葉黃素。任務(wù)一探究綠葉中色素的種類活動2：梳理綠葉中色素的提取和分離實驗的相關(guān)內(nèi)容使用說明：授課教師根據(jù)自身學(xué)生情況增刪該張PPT?；顒?歸納提升實驗出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因分析1.收集到的濾液綠色過淺。2.濾紙條色素帶重疊。3.濾紙條無色素帶。4.濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶。①未加SiO2或研磨不充分，色素未充分提??；②使用放置數(shù)天的綠葉或綠葉用量少，濾液中的色素(葉綠素)含量太少；③一次加入大量的無水乙醇，導(dǎo)致提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)；④未加碳酸鈣或加入過少，色素(葉綠素)分子被破壞。①濾紙條未經(jīng)干燥處理；②濾液細線不能達到細、齊、直的要求，使色素擴散不一致；③濾紙條一端兩角剪得不對稱。①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。①忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞；②所用葉片為“黃葉”。使用說明：先讓學(xué)生回顧自己做過的實驗出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，再解釋出現(xiàn)異常現(xiàn)象的原因。對于沒有考慮全面的部分教師再展示說明。任務(wù)二掌握綠葉中色素的作用活動1：分析綠葉中色素的作用光照黑暗正常光照下1.通過對比黑暗下生長的韭菜和光照下生長韭菜的吸收光譜可以得出什么結(jié)論？2.韭菜濾液的吸收光譜與正常關(guān)照下進行比較可以得出什么結(jié)論？

黑暗條件下的韭菜吸收的光少，說明色素含量少。色素可以吸收光；主要吸收藍紫光和紅光。使用說明：先讓學(xué)生認真對比實驗結(jié)果，根據(jù)實驗結(jié)果分析問題得出綠葉中色素的作用。任務(wù)二掌握綠葉中色素的作用活動1：分析綠葉中色素的作用——

光能。吸收類胡蘿卜素(含量約占1/4)主要吸收藍紫光葉綠素(含量約占3/4)主要吸收藍紫光和紅光使用說明：根據(jù)上一張PPT得出的色素吸收光能的作用，從而將吸收光譜圖展示給學(xué)生分析吸收光的差異。任務(wù)二掌握綠葉中色素的作用活動1：分析綠葉中色素的作用——

、

、

光能。吸收傳遞轉(zhuǎn)化葉綠素a:C55H72O5N4Mg葉綠素b:C55H70O6N4Mg胡蘿卜素：C40H56葉黃素：C40H56O2少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a使用說明：從圖形中總結(jié)出色素的作用，老師再強調(diào)以下幾種光合色素的元素組成。任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。1.利用文字和箭頭表示出該實驗過程？2.分析實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量？3.分析該實驗的巧妙之處？4.該實驗的結(jié)論有哪些？使用說明：先讓學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，再分析以下幾個問題并請學(xué)生回答問題。后面幾張PPT可刪除，起提示作用。任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。1.利用文字和箭頭表示出該實驗過程？水綿好氧細菌極細光束照射均勻光照黑暗無空氣好氧細菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。2.分析實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量？自變量：極細光束照射和均勻關(guān)照，極細光束照射的部位，葉綠體是否被光照射因變量：需氧菌的分布（是否進行光合作用產(chǎn)生氧氣）無關(guān)變量：溫度，PH，光照強度等任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。3.分析該實驗的巧妙之處？①用水綿為實驗材料（水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察）。②用好氧細菌為實驗材料（可以確定釋放氧氣多的部位）。③在沒有空氣的環(huán)境中進行實驗可以排除了氧氣的干擾。④在黑暗環(huán)境中進行實驗排除了光的干擾。⑤用的是極細的光束照射，使葉綠體上可分為有光和無光部位形成對照實驗；還可使葉綠體上分為光多和光少的部位形成對比實驗。⑥臨時裝片要重新暴露在光下從而反過來再一次驗證實驗結(jié)論。任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（一）

極細光束

均勻光照注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細菌為需氧菌，可以運動。4.該實驗的結(jié)論有哪些？

葉綠體是進行光合作用的場所，葉綠體吸收光能，釋放氧氣。任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動1：分析恩格爾曼的實驗（二）1.好氧菌的分布有什么特點？

葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出O2。2.分析實驗結(jié)果？

主要分布在紅光與藍紫光區(qū)域。恩格爾曼的實驗結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出O2。使用說明：先讓學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，再分析以下幾個問題并請學(xué)生回答問題。最后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)恩格爾曼兩個實驗的結(jié)論。任務(wù)三了解葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用活動2：了解葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能(1)形態(tài)(光鏡下)：一般呈

。(2)結(jié)構(gòu)(電鏡下)：

層膜，光合色素分布于

上。光合作用的酶分布于_________________________。

是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(3)功能：

。類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)、類囊體膜雙扁平的橢球形或球形外膜內(nèi)膜基質(zhì)核糖體DNA類囊體基粒進行光合作用的場所色素和酶0使用說明：該部分內(nèi)容如果在前面細胞的結(jié)構(gòu)中講解到，該PPT可刪除，起提示作用。任務(wù)四構(gòu)建概念圖捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素葉綠體的結(jié)構(gòu)雙層膜基?；|(zhì)色素色素的提取和分離色素種類色素功能使用說明：先讓學(xué)生自主完成本課時內(nèi)容的概念圖的構(gòu)建，教師可以先展示概念圖給學(xué)生，提示學(xué)生完善。教材拾遺(1)從葉綠素吸收光譜圖可知：葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光條件下，以藍紫光為主的散光占比增加。請預(yù)測：在適當(dāng)遮光的條件下葉片(比如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。寬降低增強(3)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？提示這種波長的光被光合色素吸收的最少，因此不用于光合作用中合成有機物。P99“圖5－12”“旁欄思考”使用說明：讓學(xué)生翻到教材相應(yīng)位置，教師引導(dǎo)完成。

一般植物的葉片在春夏季節(jié)為綠色，而在秋季呈現(xiàn)黃色。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？提示春夏季節(jié)葉片中的葉綠素含量較多，葉綠素對綠光吸收較少，綠光大部分被反射出來，所以葉片會呈現(xiàn)綠色。而到了秋季，葉片中主要是類胡蘿卜素，故而呈現(xiàn)黃色。教材拾遺P98“旁欄思考”使用說明：讓學(xué)生翻到教材相應(yīng)位置，教師引導(dǎo)完成。教材拾遺1.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？提示這與光能的捕獲有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長的光，藻類本身的顏色是它們“反射”的光。2.溫室或大棚種植蔬菜時，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充什么顏色的光源？提示最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜，因為它可以使各種顏色的光通過；補充光源可選擇紅光或藍紫光，因為這種顏色的光植物光合作用吸收利用較多，更有利于植物進行光合作用。P101“拓展應(yīng)用”，P97“問題探討”使用說明：讓學(xué)生翻到教材相應(yīng)位置，教師引導(dǎo)完成。1.某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量(單位：μg·g－1)，結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是()課堂訓(xùn)練D

植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素野生型12355194194.19突變體1512753701.59突變體2115203790.35A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性

B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強

C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致

D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色課堂訓(xùn)練2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，光能會被類囊體轉(zhuǎn)化為“某種能量形式”，并用于驅(qū)動產(chǎn)生ATP(如圖Ⅰ)。為探尋這種能量形式，他們開展了后續(xù)實驗。(1)制備類囊體時，提取液中應(yīng)含有適宜濃度的蔗糖，以保證其結(jié)構(gòu)完整，原因是_________________________________________________；為避免膜蛋白被降解，提取液應(yīng)保持________(填“低溫”或“常溫”)。(2)在圖Ⅰ實驗基礎(chǔ)上進行圖Ⅱ?qū)嶒?，發(fā)現(xiàn)該實驗條件下，也能產(chǎn)生ATP。但該實驗不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差，原因是______________________________________________。圖Ⅰ圖Ⅱ保持類囊體內(nèi)外的滲透壓，避免類囊體破裂低溫實驗Ⅱ是在光照條件下對類囊體進行培養(yǎng)，無法證明某種能量是來自于光能還是來自膜內(nèi)外氫離子濃度差課堂訓(xùn)練(3)為探究自然條件下類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差的原因，對無緩沖液的類囊體懸液進行光、暗交替處理，結(jié)果如圖

Ⅲ所示，懸液的pH在光照處理時升高，原因是________________________________________________________。類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差是通過光合電子傳遞和H＋轉(zhuǎn)運形成的，電子的最終來源物質(zhì)是________。(4)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標多碳化合物。若要實現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有______________________。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強度，產(chǎn)量也不再增加，若要增產(chǎn)，可采取的有效措施有___________________________________________(答兩點)。圖Ⅲ類囊體膜外H＋被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高水NADPH、ATP和CO2增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度課堂訓(xùn)練3.小球藻是一種單細胞藻類，常用于光合作用的相關(guān)研究?；卮鹣铝袉栴}：實驗18O的比例H2OKHCO3和K2CO3O210.850.610.8620.200.400.2030.200.570.20（1）為研究光合作用釋放的O2來源于什么物質(zhì)，魯賓等以小球藻為實驗材料，用18O標記的K2CO3、KHCO3、H2O進行了三組實驗，結(jié)果如表所示。分析表中數(shù)據(jù)可知光合產(chǎn)物O2中的氧來源于

，判斷依據(jù)是

。實驗中小球藻光合作用所需CO2來源于

（填場所）。若在光源和小球藻之間放置紅色濾光片而獲得單一波長的紅光，則小球藻產(chǎn)生O2的速率將

。

H2OO2中18O的比例與H2O中18O的比例基本一致細胞外、線粒體降低課堂訓(xùn)練

（2）為研究光合作用中碳的同化和去向，卡爾文等用14CO2處理小球藻不同時間，隨后

（填“停止光照”“加熱殺死小球藻”或“停止光照或加熱殺死小球藻”）從而終止反應(yīng)。通過雙向紙層析分離小球藻中的有機物，進行放射自顯影處理后形成若干斑點，每個斑點對應(yīng)一種化合物，結(jié)果如圖所示。據(jù)甲圖分析，含量最多的化合物最可能是

（填圖中字母）。已知，點樣處位于上圖濾紙的左下角；雙向紙層析是第一次層析后，將濾紙旋轉(zhuǎn)90度進行第二次層析的方法；層析液中溶解度越大的物質(zhì)在濾紙上擴散得越快。據(jù)圖分析兩次層析過程中使用

（填“相同”或“不同”）的層析液，判斷依據(jù)是

。加熱殺死小球藻A不同若干斑點在水平方向上的擴散距離無明顯差異，而在垂直方向上差異明顯（或若干斑點在垂直方向擴散距離無明顯差異，而在水平方向上差異明顯）第2節(jié)

光合作用及綜合應(yīng)用第三單元

細胞的能量供應(yīng)和利用遵義市高中生物學(xué)2025屆一輪復(fù)習(xí)課例第2課時

光合作用的原理和應(yīng)用目錄任務(wù)二了解化能合成作用任務(wù)三任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗光合作用原理的綜合應(yīng)用任務(wù)四知識拓展——提升科學(xué)思維導(dǎo)入“第二次綠色革命”使用說明：先看視頻，教師再提出問題激發(fā)學(xué)生對光合作用原理的復(fù)習(xí)興趣。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動1：閱讀教材，完成光合作用的過程

根據(jù)是否需要光能，將光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）兩個階段。使用說明：讓學(xué)生閱讀教材自主完成圖形內(nèi)容。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)19世紀末—科學(xué)界普遍認為光合作用中的物質(zhì)變化如下：CO2C+O2甲醛C+H2OCH2OCH2O（CH2O）甲醛糖縮合判斷：你認為“甲醛說”合理嗎？請說出你的依據(jù)。CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2甲醛說使用說明：讓學(xué)生閱讀教材資料部分內(nèi)容，教師引導(dǎo)完成問題。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1931年荷蘭微生物學(xué)家尼爾硫細菌也能將無機物轉(zhuǎn)化為有機物，其反應(yīng)式如下：討論：（1）尼爾的發(fā)現(xiàn)是否支持“甲醛說”？

（2）比較二者反應(yīng)式，你認為O2中的氧元素可能來自于哪種物質(zhì)？H2S+CO22S+（CH2O）+H2O硫細菌:H2O+CO2O2+（CH2O）植物:尼爾認為兩者有著共同的本質(zhì)。+H2O使用說明：讓學(xué)生對比兩個反應(yīng)，教師引導(dǎo)完成問題。年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)19世紀末—光合作用產(chǎn)物O2中氧元素的來源：任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證光能葉綠體H2O+CO2O2+(CH2O)甲醛說尼爾假說小組討論：證明O2中氧元素的來源，有哪些思路和方法？使用說明：讓學(xué)生總結(jié)上面內(nèi)容，學(xué)生思考問題并分享教師，進行評價。年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1941年美國科學(xué)家魯賓和卡門

任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證分析實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量及結(jié)論分別是什么？自變量：標記物質(zhì)(H218O與C18O2)因變量：O2的相對分子質(zhì)量無關(guān)變量：小球藻濃度，光照強調(diào)等

結(jié)論：證明了光合作用中O2全部都來自H2O。注意：18O不具有放射性，不能通過檢測放射性追蹤O元素的去路。使用說明：讓學(xué)生閱讀教材資料部分內(nèi)容，教師引導(dǎo)完成問題。年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1937年英國植物學(xué)家希爾

在離體葉綠體的懸浮液中加入Fe3+或其他氧化劑，但是提供CO2。

現(xiàn)象一：在光照下不合成有機物，可以釋放出氧氣。

現(xiàn)象二：Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證1.實驗?zāi)芊裾f明O2的生成和糖類的生成是兩個相對獨立的反應(yīng)？2.Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+，說明該過程存在哪種物質(zhì)？能。懸浮液中沒有CO2，糖類合成時需要CO2中的碳元素。Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+失去e-,肯定有物質(zhì)（NADP+）得到e-。使用說明：讓學(xué)生閱讀教材資料部分內(nèi)容，教師引導(dǎo)完成問題。年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)20世紀50年代中期-

（1）科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)葉綠體中具有天然的電子受體NADP+，在光照下NADP+得到e-，和H+結(jié)合，生成NADPH。

（2）光反應(yīng)吸收8mol光子，可貯存590kJ化學(xué)能，其中貯存在NADPH中的能量為220kJ。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動2：探究色素吸收光能后的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——從推理到論證此發(fā)現(xiàn)說明了什么？光反應(yīng)過程光能轉(zhuǎn)化為NADPH和其他物質(zhì)中的化學(xué)能。年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1954年美國科學(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)該過程總是與水的光解相伴隨。使用說明：讓學(xué)生閱讀資料內(nèi)容，教師引導(dǎo)完成問題。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈2.電子(e－)經(jīng)過電子傳遞鏈：質(zhì)體醌→細胞色素b6f復(fù)合體→質(zhì)體藍素→光系統(tǒng)Ⅰ→鐵氧還蛋白→NADPH。1.光系統(tǒng)Ⅱ進行水的光解，產(chǎn)生氧氣和H＋和自由電子(e－)，光系統(tǒng)Ⅰ主要是介導(dǎo)NADPH的產(chǎn)生。使用說明：教師帶領(lǐng)學(xué)生讀圖分析。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈3.電子傳遞過程是高電勢到低電勢(光系統(tǒng)Ⅱ和Ⅰ中的電子傳遞由于光能的作用，從而逆電勢傳遞，這是一個吸能的過程)，因此，電子傳遞過程中釋放能量，質(zhì)體醌利用這部分能量將質(zhì)子(H＋)逆濃度從類囊體的基質(zhì)側(cè)泵入到囊腔側(cè)，從而建立了質(zhì)子濃度(電化學(xué))梯度。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗知識拓展：光系統(tǒng)及電子傳遞鏈4.光系統(tǒng)Ⅱ在類囊體的囊腔側(cè)進行的水的光解產(chǎn)生質(zhì)子(H＋)以及在類囊體的基質(zhì)側(cè)H＋和NADP＋形成NADPH的過程，為建立質(zhì)子濃度(電化學(xué))梯度也有所貢獻。5.類囊體膜對質(zhì)子是高度不通透的，因此，類囊體內(nèi)的高濃度質(zhì)子只能通過ATP合成酶順濃度梯度流出，而ATP合成酶利用質(zhì)子順濃度流出的能量來合成ATP。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗光解類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ(2)場所：(3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：(4)能量轉(zhuǎn)化：(1)概念：水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素NADPH的合成：ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADP++H++e-NADPH酶光能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能（一）光反應(yīng)使用說明：如果有板書或者讓學(xué)生進行了分析，該PPT可根據(jù)情況刪除。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗活動3：探究暗反應(yīng)過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化年份科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1964年以后美國科學(xué)家卡爾文用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機物的碳來自CO2。1.該實驗應(yīng)用了哪些技術(shù)手段？2.該實驗結(jié)論是什么？同位素標記法、雙向紙層析法、顯微自顯影技術(shù)等。3.閱讀教材，闡明暗反應(yīng)過程。使用說明：讓學(xué)生閱讀資料內(nèi)容，教師引導(dǎo)完成問題。任務(wù)一探索光合作用原理的部分實驗（二）暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）(2)場所：(3)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：(4)能量轉(zhuǎn)化：(1)概念：ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量CO2的固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C5

2C3酶ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能

有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能注：NADPH為C3還原提供還原劑和能量。使用說明：如果有板書或者讓學(xué)生進行了分析，該PPT可根據(jù)情況刪除。歸納1項目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體_________________________條件___、色素、酶酶、_______________等物質(zhì)變化(1)水的光解(2)NADPH的合成(3)ATP的合成(1)CO2的固定(2)C3的還原(3)NADPH和ATP的分解

能量變化

聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi。類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)光NADPH、ATP水、ADP、Pi、NADP+、必須有光CO2、C5，有無光均可掌握光合作用的原理歸納1掌握光合作用的原理授課教師可追問以下問題：1.是不是所有過程都需要酶的催化？2.暗反應(yīng)有光無光都能進行？3.C3的還原過程中C3的去向？4.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要作用？色素吸收光能不需要酶的催化。水的光解需要酶催化。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進行一段時間，但時間不長。大部分C3重新生成了C5以保證CO2的固定能持續(xù)進行，少部分C3被合成了（CH2O）。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng)，少數(shù)用于葉綠體中蛋白質(zhì)的合成等代謝活動。使用說明：授課教師可根據(jù)自己學(xué)生學(xué)情保留或刪除這張PPT，建議先呈現(xiàn)問題并引導(dǎo)學(xué)生思考問題，教師進行評價。歸納22.反應(yīng)式葉綠體光能CO2+H2O(CH2O)+O2有機物原料產(chǎn)物場所能量1.概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。3.意義：太陽光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化，是生物圈得以維持運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。光合作用的概念使用說明：讓根據(jù)圖形總結(jié)原料等，從而得出光合作用的概念。授課教師可追問以下問題：任務(wù)二了解化能合成作用活動：分析化能合成作用與光合作用的異同概念：利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。實例：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量硝化細菌：1.化能合成作用的能量來源？2.該類微生物的同化作用類型？3.化能合成作用和光合作用的相同之處？無機物氧化釋放的化學(xué)能。自養(yǎng)型。都能將CO2和H2O等無機物合成有機物。任務(wù)三光合作用原理的綜合應(yīng)用活動1：分析光合作用的C、H、O元素轉(zhuǎn)移NADPH(C3H2O)14C3(14CH2O)18O2C3(CH218O)(1)元素的轉(zhuǎn)移途徑使用說明：讓學(xué)生根據(jù)圖形完成填空。任務(wù)三光合作用原理的綜合應(yīng)用活動2：分析環(huán)境改變時各物質(zhì)的含量變化(1)“來源－去路”法:CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照減弱光照增強減少減少減少減少增加增加增加增加任務(wù)三光合作用原理的綜合應(yīng)用活動2：分析環(huán)境改變時各物質(zhì)的含量變化(2)模型法表示C3和C5等物質(zhì)含量變化①圖1中曲線甲表示

，曲線乙表示

。②圖2中曲線甲表示

，曲線乙表示

。③圖3中曲線甲表示

，曲線乙表示

。④圖4中曲線甲表示

，曲線乙表示

。C5、NADPH、ATP、（CH2O）C3C5、NADPH、ATP、（CH2O）C3C5、NADPH、ATPC3、（CH2O）C3、（CH2O）C5、NADPH、ATP使用說明：PPT可根據(jù)授課情況刪除。任務(wù)四知識拓展——提升科學(xué)思維活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程“二氧化碳人工合成淀粉”入選2021年度中國生命科學(xué)十大進展，中科院研究人員受到了自然光合作用的啟發(fā)，在太陽能分解水的技術(shù)上，開發(fā)出了高效的化學(xué)催化劑，再利用“光能→電能→化學(xué)能”的能量轉(zhuǎn)變方式，將二氧化碳固定還原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物(C1)。在這個步驟中，光能的能量轉(zhuǎn)化效率超過10%，遠超自然光合作用的能量利用效率(2%)。完整的人造淀粉合成代謝路線(ASAP)如圖所示：使用說明：52-54張PPT可根據(jù)學(xué)生情況保留或刪除。任務(wù)四知識拓展——提升科學(xué)思維活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程1.圖示模擬的是光合作用的什么過程？人工合成淀粉過程和自然光合作用下關(guān)于二氧化碳的固定是否相同，為什么？提示暗反應(yīng)；不相同；人工合成淀粉過程中二氧化碳固定還原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物，而自然光合作用下二氧化碳固定合成的是三碳化合物。任務(wù)四知識拓展——提升科學(xué)思維活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程2.圖中顯示CO2還原需要人工提供的能量來自__________。植物葉肉細胞中碳的還原所需要能量由

提供。3.在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉過程中糖類的積累量等于植物嗎？為什么？提示不等于；因為人工合成淀粉過程中沒有呼吸作用消耗糖類。H2、ATPNADPH、ATP任務(wù)四知識拓展——提升科學(xué)思維活動：分析“CO2人工合成淀粉”的過程4.從生態(tài)環(huán)境的角度闡述人工合成淀粉的意義。提示有助于避免使用農(nóng)藥和化肥對環(huán)境等負面影響；從實現(xiàn)碳中和角度來說可以直接減少空氣中的CO2等。任務(wù)五構(gòu)建概念圖光合作用的原理暗反應(yīng)階段光反應(yīng)階段場所條件底物、產(chǎn)物色素等場所條件底物、產(chǎn)物使用說明：先讓學(xué)生自主完成本課時內(nèi)容的概念圖的構(gòu)建，教師可以先展示概念圖給學(xué)生，提示學(xué)生完善。教材拾遺(1)P104“相關(guān)信息”：___是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，___是指五碳化合物——核酮糖－1,5-二磷酸(RuBP)。(2)P104“相關(guān)信息”：光合作用的產(chǎn)物有一部分是_____，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入

，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯?3)P103“相關(guān)信息”：水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH。NADPH的作用是什么？C3C5淀粉篩管提示：可作為暗反應(yīng)的還原劑；儲備部分能量供暗反應(yīng)利用。1.下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()課堂訓(xùn)練AA.水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜B.NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC.產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D.電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)2.研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是()A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B.該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C.類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D.與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素課堂訓(xùn)練A課堂訓(xùn)練3.希爾反應(yīng)是測定葉綠體活力的常用方法。希爾反應(yīng)基本原理：光照下，葉綠體釋放O2，同時氧化型DCIP（2,6-二氯酚靛酚）被還原，顏色由藍色變成無色。DCIP顏色變化引起的吸光率變化可反映葉綠體活力。研究小組利用菠菜葉進行了葉綠體活力的測定實驗。回答下列問題：（1）制備葉綠體懸液：選取10g新鮮的菠萊葉加入研缽，研磨前加入適量的0.35mol/LNaCl溶液和pH7.8的酸堿緩沖液等；研磨成勻漿后，用紗布過濾，取濾液進行

，分離得到葉綠體；將葉綠體置于

溶液中，以保證葉綠體的正常形態(tài)，獲得葉綠體懸液。（2）測定葉綠體活力：分組如下，并按下表加入試劑；測定各組吸光率。①希爾反應(yīng)模擬了光合作用中

階段的部分變化，該階段在葉綠體的

中進行。氧化型DCIP在希爾反應(yīng)中的作用，相當(dāng)于在該階段中

的作用。②煮沸處理后，需向2號試管中加入一定量的

，以保證各試管中液體的量相等。③3號試管的作用是

。

離心

0.35mol/LNaCl光反應(yīng)類囊體膜NADP+

蒸餾水

測定該濃度葉綠體懸液自身的吸光率作為對照第2節(jié)

光合作用及綜合應(yīng)用第三單元

細胞的能量供應(yīng)和利用遵義市高中生物學(xué)2025屆一輪復(fù)習(xí)課例第3-4課時

影響光合作用的因素目錄任務(wù)二多種環(huán)境因素對光合作用的影響分析任務(wù)三環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響導(dǎo)入“觀察有趣的科學(xué)小實驗”使用說明：學(xué)生觀看視頻思考問題。任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動1：請根據(jù)光合作用的過程，分析影響光合作用強度的因素有哪些？強度、波長光照時間澆水

礦質(zhì)元素溫度、光照溫度pHCO2濃度NADPH使用說明：先讓學(xué)生從光合作用過程中找出影響因素并進行分類。任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響（1）實驗原理不同瓦數(shù)的燈或相同瓦數(shù)臺燈離實驗裝置的距離問題1：如何設(shè)計光照強度？(自變量）活動2：分析探究光合作用強調(diào)對光合作用影響實驗的原理及變量使用說明：先讓學(xué)生閱讀教材思考實驗自變量、因變量和無關(guān)變量，讓學(xué)生回答并評價。任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響（1）實驗原理問題2：如何測量光合速率？②CO2的吸收：可以用紅外線CO2傳感器測量③O2的釋放：小葉片浮起數(shù)量法①有機物合成：淀粉含量測量法活動2：分析探究光合作用強調(diào)對光合作用影響實驗的原理及變量任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響相同時間圓形小葉片浮起的數(shù)量(2)變量分析自變量：因變量：無關(guān)變量：光照強弱光合作用強度溫度、CO2濃度，光照時間、葉圓片數(shù)量等控制方法檢測方法燒杯與光源（臺燈）的距離來調(diào)節(jié)光照強度相同且適宜活動2：分析探究光合作用強調(diào)對光合作用影響實驗的原理及變量任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題1.如何去除葉片中原有的氧氣？2.處理的葉片下浮的原因分析？3.葉片上浮的原因分析？4.處理過的圓形小葉片為什么放在黑暗處盛有清水的燒杯中待用？5.進行光合作用需要的二氧化碳如何供應(yīng)？使用說明：授課教師可根據(jù)自己學(xué)生學(xué)情使用這張PPT及其后隱藏的PPT，建議先讓學(xué)生閱讀教材并思考問題，教師再講解方法步驟并解決思考的問題。任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響①取材②排氣③沉水④分組⑤光照⑥觀察記錄用打孔器制備30片圓形小葉片用注射器抽取葉片內(nèi)的空氣（真空滲水法）放置黑暗處，讓細胞沉入燒杯底部取3只燒杯，分別倒入20mlCO2緩沖液，放入10片小葉圓片分別對這三組進行強、中、弱光的照射處理記錄相同時間內(nèi)各組裝置中小圓葉片上浮的數(shù)量活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題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)氣體逸出任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題③將圓形小葉片置于注射器內(nèi)，注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端小孔，并緩慢地拉動活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。1.如何去除葉片中原有的氧氣？2.處理的葉片下浮的原因分析？任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題④將處理過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⑤取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（或1%~2%的NaHCO3溶液）3.處理過的圓形小葉片為什么放在黑暗處盛有清水的燒杯中待用？4.進行光合作用需要的二氧化碳如何供應(yīng)？任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動3：閱讀教材上的方法步驟，討論以下問題⑥分組實驗：分別將10片葉圓片投入3只盛20mLNaHCO3的小燒杯中

并調(diào)整5W臺燈距離（10、20、30cm）什么作用？吸收熱量排除干擾。5.葉片上浮的原因分析？任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動4：分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量110片20mL強多210片20mL中中310片20mL弱少6.觀察并記錄結(jié)果實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi),光合作用強度隨光照強度的增大而加快。使用說明：讓學(xué)生分析結(jié)果得出結(jié)論。任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響7.統(tǒng)計并分析實驗結(jié)果：實驗結(jié)論：光照強度光合作用強度隨光照強度的增強光合作用強度增加，超過一定值后光合作用強度趨于穩(wěn)定。abcdef光飽和點：隨光照增強光合作用不再增強時的光照強度光飽和點任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響思考：利用該裝置還能探究哪些環(huán)境因素對光合作用的影響？這些因素分別如何控制呢？提示：①CO2濃度（吹氣時間或不同質(zhì)量分數(shù)的NaHCO3溶液）溫度（水浴保溫）②光質(zhì)（不同顏色的彩色燈泡）任務(wù)一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響活動5：實驗拓展

控制溫度、光照強度相同，在各燒杯中加入不同濃度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2濃度對光合速率的影響。NaHCO3溶液濃度太高，使葉片滲透失水，不利于光合作用。任務(wù)二環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析活動1：區(qū)分實際光合作用強度、凈光合作用強調(diào)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率問題：實驗所測是否為葉片實際光合作用強度？O2CO2O2CO2較強光照時O2CO2中等光照時O2CO2較弱光照時O2CO2任務(wù)二活動1：區(qū)分實際光合作用強度、凈光合作用強調(diào)真正（總）光合速率=凈（表觀）光合速率

+呼吸作用速率合成有機物的量固定或消耗CO2量產(chǎn)生O2的量有機物積累量CO2吸收量O2的釋放量消耗有機物的量黑暗下CO2的釋放量黑暗下O2的吸收量環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動1：區(qū)分實際光合作用強度、凈光合作用強調(diào)AC光補償點光飽和點光照強度CO2吸收量CO2釋放量OB凈光合速率細胞呼吸速率真正（總）光合速率A點：只進行呼吸作用AB段：光合作用逐漸增強，光合速率<呼吸速率B點：光合速率=呼吸速率(無糖類累積)C點：光合速率最大BC段：，光合速率>呼吸速率光合作用不斷增強(受酶的催化能力、CO2供應(yīng)量的限制)環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析繪制出光照強度對凈光合作用強度的影響曲線。任務(wù)二A:只進行呼吸作用B：光合作用速率=呼吸作用速率C點：光合作用速率>呼吸作用速率AB：光合作用速率<呼吸作用速率環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動2：探究光質(zhì)（不同波長的光）對光合作用的影響及應(yīng)用白光是復(fù)合光，白光下植物光合作用最強；單色光：紅光和藍紫光下植物的光合作用強度較大，綠光下最弱。1.白光和紅光下植物的光合作用強度是否一樣？環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動3：探究光質(zhì)（不同波長的光）對光合作用的影響及應(yīng)用大棚種植選用無色透明薄膜大棚種植陰天用紅光燈進行補光環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動3：分析CO2濃度對光合作用的影響及應(yīng)用CO2吸收量CO2釋放量CO2濃度ABCODbcd總光合速率CO2飽和點CO2補償點ob段：CO2濃度過低，無法進行光合作用凈光合速率c點：光合速率=呼吸速率d點：光合速率最大限制因素：光照強度、溫度環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動3：分析CO2濃度對光合作用的影響及應(yīng)用增施有機肥；溫室栽培農(nóng)作物可以投放干冰或與雞舍相連；增施農(nóng)家肥將豬舍、雞舍與大棚連通環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動3：分析CO2濃度對光合作用的影響及應(yīng)用我國北魏時期的農(nóng)書《齊民要術(shù)》有關(guān)于栽種農(nóng)作物要”正其行，通其風(fēng)?！暗挠涊d。這么做的目的是？通風(fēng)透光，既能有利于充分利用光能，又可以使空氣不斷流過葉面，提供較多的CO2，從而提高光合作用強度，使作物增產(chǎn)。環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動4：探究溫度對光合作用的影響及應(yīng)用實質(zhì)：溫度影響光合作用有關(guān)酶的活性適時播種；溫室栽培植物時，白天適當(dāng)提高溫度，可提高凈光合速率，夜間適當(dāng)降溫，可降低呼吸消耗，保證植物有機物的積累。最適溫度環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動5：探究礦質(zhì)元素對光合作用的影響及應(yīng)用N：光合酶及ATP的重要組分P：類囊體膜和ATP的重要組分；K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素的重要組分合理施肥可促進葉片面積增大，促進葉綠素合成，促進光合產(chǎn)物的運輸和轉(zhuǎn)化等，提高光合作用強度。環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動6：探究水分對光合作用的影響及應(yīng)用時間光合作用強度BC段：溫度過高，為減少蒸騰作用，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率下降，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象DE段：光照強度不斷減弱AB段：光照強度不斷增大環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動7：分析內(nèi)部因素對光合作用強度的影響——植物品種陰生植物：是指在弱光條件下比強光條件下生長良好的植物。陽生植物：在強光環(huán)境中生長發(fā)育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良的植物稱陽性植物陽生植物陰生植物環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二光照強度0ABC陽生植物光補償點光飽和點陰生植物A1B1C1D曲線表示的是陽生植物的光合速率，陰生植物的曲線該如何畫？CO吸收速率CO2釋放速率陰生植物的呼吸作用較弱，光補償點B1在B點左側(cè)；對光的利用能力也不強，最大光合速率C1往左下移?；顒?：分析內(nèi)部因素對光合作用強度的影響——植物品種環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二陰天，溫室大棚適當(dāng)提高光照強度可以增加光合作用強度；大田種植合理密植；間作套種時注意作物種類搭配；注意適當(dāng)剪枝。陽生植物陰生植物活動7：分析內(nèi)部因素對光合作用強度的影響——植物品種環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動7：分析內(nèi)部因素對光合作用強度的影響——葉齡

葉片由小到大的過程中，葉面積逐漸增大，葉肉細胞中的葉綠體逐漸增多，光合色素逐漸增加，光合作用效率不斷增強。生長到一定程度，葉片面積和光合色素等達到穩(wěn)定狀態(tài)，光合作用效率也基本穩(wěn)定。伴隨著葉片的衰老，部分色素遭到破壞，光合作用效率下降。環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析任務(wù)二活動7：分析內(nèi)部因素對光合作用強度的影響——葉面積

隨著葉面積指數(shù)的增大，進行光合作用和細胞呼吸的葉面積增加，但葉面積指數(shù)增大到一定值后，由于葉片的相互遮擋，進行光合作用的葉面積不再增大，而進行細胞呼吸的葉面積仍在增大，從而使細胞呼吸有機物的消耗量大于光合作用有機物的生成量，所以有機物的積累量不斷降低。環(huán)境因素和內(nèi)部因素對光合作用的影響分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的啟示：a.合理密植(增加光合作用面積)；b.適當(dāng)間苗(“套種間作”講的就是這個方面)；c.修剪以增加有效光合作用面積；d.適當(dāng)摘除老葉。任務(wù)三多種環(huán)境因素對光合作用的影響分析活動1：分析多因素對光合作用強度的影響P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時，橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高除橫坐標所表示的因子之外的其他因子。自變量1自變量1自變量1自變量2溫度自變量2光照強度自變量2CO2濃度任務(wù)三多種環(huán)境因素對光合作用的影響分析拓展：提高科學(xué)思維農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的光合作用等生理活動，也可以影響環(huán)境。如中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施。輪作是指在同一塊田地上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農(nóng)作物的種植方式。1.中耕松土能促進植物生長的原因是什么？提示(1)減少雜草與農(nóng)作物對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭。(2)增加土壤氧氣含量，促進根系的細胞呼吸，進而促進根細胞對無機鹽的吸收。任務(wù)三多種環(huán)境因素對光合作用的影響分析拓展：提高科學(xué)思維2.缺磷影響光合作用的原因是什么？提示缺磷植株照光后葉片中ATP和NADPH的含量明顯下降，暗反應(yīng)速率隨之降低，從而使光合作用受到影響。3.輪作的好處有哪些？提示防止土壤養(yǎng)分失衡。4.玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同。玉米間作套種大豆可充分利用哪些資源提高農(nóng)作物產(chǎn)量？提示不同層次土壤內(nèi)的水分、養(yǎng)分(無機鹽)、光能、空間等。任務(wù)四構(gòu)建概念圖環(huán)境因素對光合作用強度的影響內(nèi)部因素外部因素光照強度CO2濃度溫度方法植物種類葉齡葉面積使用說明：先讓學(xué)生自主完成本課時內(nèi)容的概念圖的構(gòu)建，教師可以先展示概念圖給學(xué)生，提示學(xué)生完善。課堂訓(xùn)練1.光合作用通過密切關(guān)聯(lián)的兩大階段——光反應(yīng)和暗反應(yīng)實現(xiàn)。下列對于改變反應(yīng)條件而引起的變化的說法，正確的是(

)A.突然中斷CO2供應(yīng)，會暫時引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3

的值減小B.突然中斷CO2供應(yīng)，會暫時引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大C.突然將紅光改變?yōu)榫G光，會暫時引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5的值減小D.突然將綠光改變?yōu)榧t光，會暫時引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值減小B課堂訓(xùn)練2.下圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是(

)A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2B.單色光照射時，相同光照強度下一定時間內(nèi)用紅光比用綠光測到的O2量多C.氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量D.拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線，可推知其光飽和點C課堂訓(xùn)練3.現(xiàn)以某種多細胞綠藻為材料，研究環(huán)境因素對其葉綠素a含量和光合速率的影響。實驗結(jié)果如圖，圖中的綠藻質(zhì)量為鮮重?；卮鹣铝袉栴}：（1）實驗中可用95%乙醇溶液提取光合色素，經(jīng)處理后，用光電比色法測定色素提取液的

，計算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組葉綠素a的含量較

，以適應(yīng)低光強環(huán)境。由乙圖分析可知，在

條件下溫度對光合速率的影響更顯著。光密度值

高

高光強課堂訓(xùn)練（2）葉綠素a的含量直接影響光反應(yīng)的速率。從能量角度分析，光反應(yīng)是一種

反應(yīng)。光反應(yīng)的產(chǎn)物有

和O2。（3）圖乙的綠藻放氧速率比光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率

，理由是

。（4）綠藻在20℃、高光強條件下細胞呼吸的耗氧速率為30μmol?g﹣1?h﹣1，則在該條件下每克綠藻每小時光合作用消耗CO2生成

μmol的3﹣磷酸甘油酸。吸能

ATP、NADPH小

綠藻放氧速率等于光反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的速率減去細胞呼吸消耗氧的速率360第2節(jié)

光合作用及綜合應(yīng)用第三單元

細胞的能量供應(yīng)和利用遵義市高中生物學(xué)2025屆一輪復(fù)習(xí)課例第5課時

光合作用和呼吸作用的關(guān)系目錄任務(wù)二光合作用與細胞呼吸綜合曲線分析任務(wù)三真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動1：據(jù)圖分析光合作用與細胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系光合作用的產(chǎn)物為細胞呼吸提供了物質(zhì)基礎(chǔ)——有機物和氧氣；細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可被光合作用所利用。任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動2：比較光合作用和細胞呼吸比較項目光合作用細胞呼吸代謝類型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)發(fā)生范圍含葉綠體的植物細胞；

、光合細菌等所有活細胞發(fā)生場所葉綠體(真核生物)；細胞質(zhì)(原核生物)有氧呼吸：_____________________(真核生物)；

細胞質(zhì)(原核生物)無氧呼吸：細胞質(zhì)基質(zhì)發(fā)生條件只在光下進行有光無光都能進行藍細菌細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動2：比較光合作用和細胞呼吸比較項目光合作用細胞呼吸物質(zhì)變化

能量變化光能→有機物中化學(xué)能化學(xué)能→熱能、ATP中活躍的化學(xué)能實質(zhì)無機物合成有機物；儲存能量有機物分解成無機物(或簡單有機物)；釋放能量過程聯(lián)系

任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動3：光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向CO2丙酮酸CO2(CH2O)H2OO2任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動4：光合作用與有氧呼吸中的能量轉(zhuǎn)化比較項目來源去路[H]光合作NADPH有氧呼吸NADHATP光合作用有氧呼吸任務(wù)一分析光合作用與有氧呼吸的關(guān)系活動5：光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去路在光反應(yīng)階段合成ATP，其合成所需能量來自色素吸收轉(zhuǎn)化的光能用于暗反應(yīng)階段C3的還原，以穩(wěn)定的化學(xué)能形式儲存在有機物中三個階段均產(chǎn)生，其中第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機物的分解無氧呼吸第一階段產(chǎn)生少量直接用于除暗反應(yīng)外的各項生命活動光反應(yīng)中水的光解第一、二階段為暗反應(yīng)階段中C3的還原供氫、供能第三階段與O2結(jié)合生成H2O任務(wù)二分析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率活動1：分析真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的內(nèi)在關(guān)系(2)凈光合速率的測定：植物綠色組織在

條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為_______速率。常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示。(3)真正光合速率＝

速率＋

速率。常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機物產(chǎn)生量表示。(1)呼吸速率的測定：植物綠色組織在

條件下或非綠色組織，測定實驗容器內(nèi)CO2釋放量、O2減少量或有機物減少量，測得的數(shù)值為

速率(A點)。呼吸凈光合呼吸凈光合①當(dāng)凈光合速率＞0時，植物因積累有機物而生長。②當(dāng)凈光合速率＝0時，植物不能生長。③當(dāng)凈光合速率＜0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。有光黑暗任務(wù)二分析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率活動2：判定真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的方法(1)根據(jù)關(guān)鍵詞判定檢測指標細胞呼吸速率凈光合速率真正光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量(植物)、減少量(環(huán)境)利用量、固定（同化）量、消耗量或葉綠體吸收CO2量O2吸收量(黑暗)、消耗量(黑暗)釋放量(植物)、增加量(環(huán)境)產(chǎn)生、生成、制造、合成量或葉綠體釋放O2量有機物消耗量(黑暗)積累量、增加量、凈生產(chǎn)量、產(chǎn)生、生成、制造、合成量任務(wù)二分析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率活動2：判定真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的方法(1)根據(jù)關(guān)鍵詞判定若用O2、CO2或葡萄糖的量表示可得到以下關(guān)系式：①光合作用產(chǎn)氧量＝

。②光合作用固定CO2量＝

。③光合作用葡萄糖產(chǎn)生量＝

。氧氣釋放量＋細胞呼吸耗氧量CO2吸收量＋細胞呼吸釋放CO2量葡萄糖積累量＋細胞呼吸消耗葡萄糖量任務(wù)二分析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率活動2：判定真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的方法(2)根據(jù)坐標曲線判定：①當(dāng)光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值絕對值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率；②當(dāng)光照強度為0時，若CO2吸收值為0，該曲線代表真正光合速率。(3)根據(jù)實驗條件判定：實驗結(jié)果所給數(shù)值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動1：自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線(1)曲線各點的含義及形成原因分析①a點：凌晨3時～4時，溫度降低，

，CO2釋放減少。②b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。③bc段：光合作用強度

細胞呼吸強度。④c點：上午7時左右，光合作用強度

細胞呼吸強度。細胞呼吸強度減弱小于等于任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動1：自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線(1)曲線各點的含義及形成原因分析⑤ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。⑥d點：溫度過高，部分

，CO2供應(yīng)不足,出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。⑦e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。⑧ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。⑨fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。氣孔關(guān)閉①積累有機物的時間段：

；②制造有機物的時間段：

；③消耗有機物的時間段：

；④一天中有機物積累量最多的時間點：

；⑤一晝夜有機物的積累量：

；任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動1：自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線(2)綠色植物一晝夜內(nèi)有機物的“制造”“耗”與“積累”c→eb→fo→geS1任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動2：密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線分析AB段無光照，植物__________________BC段溫度降低，細胞呼吸減弱CD段C點后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度<細胞呼吸強度D點光合作用強度

細胞呼吸強度DH段光合作用強度>細胞呼吸強度。其中FG段表示“

”現(xiàn)象H點光合作用強度＝細胞呼吸強度，有機物積累____HI段光照繼續(xù)減弱，光合作用強度<細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止I點I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度

，即總光合量

總呼吸量，植物

生長。只進行細胞呼吸＝光合午休最多減少大于能任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動2：密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線分析項目一晝夜CO2含量的變化曲線圖(密閉小室內(nèi)CO2變化情況)一晝夜O2含量的變化曲線圖(密閉小室內(nèi)O2變化情況)圖示如果N點低于/高于/等于M點曲線分析①c點、e點：光合作用強度=呼吸作用強度。②ce段：CO2含量下降(O2含量上升)，光合作用強度>呼吸作用強度。③Mc段和eN段：CO2含量上升(O2含量下降)，光合作用強度＜呼吸作用強度。④光合作用開始與c點之前，結(jié)束于e點之后。說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量增加/減少/不變說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量減少/增加/不變?nèi)蝿?wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動2：密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線分析①巧據(jù)小室內(nèi)CO2(或O2)的“初測值”與“末測值”確認植物是否生長(注意：植株≠葉肉細胞)②密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合與細胞呼吸綜合影響的結(jié)果。任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動3：光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動(1)細胞呼吸對應(yīng)點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點

；細胞呼吸減弱，A點

。(2)光(CO2)補償點的移動：①呼吸速率增加，其他條件不變時，光(CO2)補償點應(yīng)

，反之

。②呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，光(CO2)補償點應(yīng)

，反之

。右移左移下移上移右移左移任務(wù)三測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法活動3：光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動(3)光(CO2)飽和點的移動：相關(guān)條件的改變，使光合速率增大時，飽和點C點應(yīng)

移(D點

移)，反之左移(D點左下移)。(4)陰生植物與陽生植物相比，光(CO2)補償點和飽和點都應(yīng)

移動。(5)一般來講呼吸作用的最適溫度（30℃）比光合作用（25℃）的高。如果由光合作用的最適溫度改為呼吸作用的最適溫度，則A點

移，B點

移，C點

移，D點