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)光合作用的基本過程(R)(2)影響光合作用速率的環(huán)境因素(n)【三維目標(biāo)】知識與能力：(D構(gòu)建光合作用過程圖解，掌握光合作用的基本過程；(2)通過分析光照和CO詠度變化對光合作用過程中各物質(zhì)合成量的影響，理解光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。過程與方法：(1)通過學(xué)生構(gòu)建光合作用過程圖解，幫助學(xué)生理解光合作用的基本過程，并加深理解光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，理順光合作用過程知識點(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)用知識的能力。(2)通過師生互動教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主分析和主動探索的技能、技巧。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：通過對光合作用

2、原理的認(rèn)識，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活中現(xiàn)象，滲透S-T-S教育?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】(1)光合作用的過程及光反應(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。【教學(xué)難點(diǎn)】(1)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所與條件、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。【教學(xué)過程設(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光合作用過程(1)光反應(yīng)階段：部位：條件：光、色素、酶；過程：水的光解：2HA4+(為暗反應(yīng)供H)ATP的形成：ADP+Pi璀量一ATPS暗反應(yīng)供能)能量變化：能一fg(2)暗反應(yīng)階段：部位：條件：多種

3、過程：CO的:CQ+V2C3的:2G一+(H做還原劑，消耗)精選能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能一jg3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)。具的大小可用單位時(shí)問、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: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HO2光能活躍化學(xué)能(2)葉綠體基質(zhì)酶固定C5C3還原CH2OC5ATP穩(wěn)定化學(xué)能3CO2O2溫度、光、CO濃度、必需礦質(zhì)元素，水高頻考點(diǎn)突破1光合作用的過程根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反

4、應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段光反質(zhì)I分手殳暗反應(yīng)階下殳總反應(yīng)式：6CO2+12HCM式V6H乂計(jì)6地實(shí)質(zhì)：把無機(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)場所葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)反應(yīng)條件光、色素、酶酶，/、需光物質(zhì)變化HO>H+QATAPi>ATPCO+NADPHATP>(CHO)+AD丹Pi+NADAHO能量變化光能>電能活躍化學(xué)能>穩(wěn)定化學(xué)精選電能活躍化學(xué)能臺匕目匕聯(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ADPffiPi【典型例題】例1.(2011年浙江卷)下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述

5、，正確的是A.破壞葉綠體外膜后，02不能產(chǎn)生B.植物生長過程中，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ATRNADPH口CO后，可完成暗反應(yīng)答案：選D。解析：光合作用過程中，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；植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例是會發(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)提供的物質(zhì)是A.H和H20B.H和ATPC.ATPffiC0

6、2D.H20?口C02答案：B。解析：本試題考查光反應(yīng)的相關(guān)知識，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)光對光合作用的影響光的波長：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，光合作用時(shí)間長，有利于植物的生長發(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,溫度過高時(shí)會影響酶的活性，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，抑制呼吸作用，晝夜溫差有利于有機(jī)物積累(3)CO濃度生濃度在一定范圍內(nèi)

7、，植物光合作用強(qiáng)度隨著CO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CO(4)水分當(dāng)植物葉片缺水時(shí)，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時(shí)影響CO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)對葉綠體中某些化合物含量的影響變化光昭八、二氧化碳含量較強(qiáng)一弱(黑暗)弱一較強(qiáng)較高一低低fk局ATP、H減少增加增加減少C3增加減少減少增加C5減少增加增加減少(CH2O)減少增加減少增加【典型例題】例3番茄幼苗在缺鎂的培

8、養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對照組相比，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)需要先反應(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：I1cW7K9toILfx13IS15IB(1)為什么710時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)

9、？(710時(shí)的光照不斷增強(qiáng),精選所以光合作用強(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)細(xì)胞類型綠色植物細(xì)胞植物細(xì)胞和動物細(xì)胞別與光關(guān)系只在光口算下發(fā)生有光無光部發(fā)生場所葉綠體線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)發(fā)合成有機(jī)物分解有機(jī)物能量轉(zhuǎn)換儲能過程主要為放能過程聯(lián)光合放氧為呼吸使用；呼吸釋放CO2被光合同化；呼吸作用分解的有機(jī)物正是光合作用所

10、制造的系中間產(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CO的量或放出和吸收O的量）來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)測得的氧氣吸收量（即空氣中Q的減少量）或二氧化碳釋放量（即空氣中的CO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Q量（或消耗的CO量要）少，因?yàn)橹参镌诠夂献饔玫耐瑫r(shí)也在通過呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。因此此

11、時(shí)測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)量一呼吸作用葡萄糖消耗量精選總光合作用=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以外界吸收的CO2丹吸釋放的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)生場所分別是葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜A.B.C.D.答

12、案A。思路分析：綠葉通過氣孔從外界吸收進(jìn)來的二氧化碳，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)生場所是線粒體基質(zhì)。例6如圖為原來置于黑暗環(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段表示綠色植物沒有進(jìn)行光合作用J|B,曲線BC段表示綠色植物僅進(jìn)行光合作用«C.在B點(diǎn)顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相

13、等，o/D.整段曲線表明，隨光照強(qiáng)度的遞增，光合作用增強(qiáng)，呼2H觸吸作用減弱：a2-9隨堂檢測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（）A.增加室內(nèi)

14、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B點(diǎn)后，再提高光照強(qiáng)度，光合量不再提高精選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0光照強(qiáng)度2.7mg/mh圖2-75.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C°2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)過程減緩B.在11:00-12:30之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米得

15、多C.在17:00時(shí)，玉米和花生的單位葉面積釋放02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C02濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到C02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如下圖。回答問題：圖中物質(zhì)A是（C3化合物、C5化合物）在C02濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是;將C02濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是o若使該植物繼續(xù)處于C02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）。C02濃度為0.0

16、03%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比C02濃度為1%時(shí)的（高、低），其原因。7回答下列I、II小題：I.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。精選請回答：(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、無糖培養(yǎng)基條件下測得的24h內(nèi)CO2濃度變化曲線。圖中bc段CO2濃度升高緩慢是因?yàn)?c-d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，采用無糖培養(yǎng)基、和可縮短試管苗的適應(yīng)過程。隨堂檢測答案