3.5.2 光合作用的过程和影响因素（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物必修1分子与细胞（浙科版2019）

第2课时　光合作用的过程和影响因素 课程内容标准 核心素养对接 1．掌握光反应中的物质变化和能量变化。 2．概述碳反应的过程及其与光反应的联系。 1．分析光合作用光反应和碳反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。(科学思维) 2．从物质与能量观角度分析光合作用的物质变化和能量变化。(生命观念) 3．根据实验目的，设计实验探究光合作用的影响因素，会分析相关的实验装置。(科学探究) 1．场所：叶绿体的类囊体膜(光合膜)。 2．物质变化 (1)光合膜上的光合色素吸收光能。 (2)水在光下分解：光能将水裂解成H＋、电子(e－)和O2，O2直接释放到细胞外。 (3)H＋和e－将NADP＋还原为NADPH。 (4)ADP和Pi形成ATP。 3．能量变化：光能→电能→ATP、NADPH中活跃的化学能。 1．场所：发生在叶绿体基质中。 2．过程：二氧化碳还原为糖类的一系列反应称为卡尔文循环。 (1)CO2的固定：1分子CO2首先与五碳糖结合成1个六碳分子，再分解生成2个三碳酸。 (2)三碳化物的还原：三碳酸分子接受NADPH的氢和来自ATP的能量，被还原成三碳糖。三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程完成。 (3)大部分三碳糖经过复杂的变化，重新生成了五碳糖，以保证卡尔文循环不断进行，少部分三碳糖被合成淀粉、蛋白质和脂质，或者转移到细胞溶胶中合成蔗糖。 1．光合速率：是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用，如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳，也称光合强度。 2．表观光合速率：在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，称为表观光合速率，又称净光合速率。 3．真正光合速率：植物在光照条件下，从外界环境中吸收的CO2的量，加上细胞呼吸释放的CO2的量，即植物实际所同化的CO2的量，又称总光合速率。表观光合速率小于真正光合速率。 4．真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。 1．光强度 (1)在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加。 (2)在强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的速率，即光强度再增加，光合速率也不会增加。因为在光饱和点的光强度下，光合作用的光反应已达到最快的速率。 2．温度 (1)光合作用是酶促反应，其速率受温度影响，一定范围内随温度的升高而加快。 (2)光合作用对温度比较敏感，温度过高则酶的活性减弱或丧失，所以光合作用有一个最适温度。 3．CO2浓度：CO2直接影响碳反应速率。空气中CO2浓度的增加会使光合速率加快。 4．光强度、温度和CO2浓度的综合作用 光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的，任何一个因素的减弱都可能限制光合作用。 1．判正误 (1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上(×) (2)光反应为碳反应提供NADPH和ATP(√) (3)碳反应必须在无光的条件下进行(×) (4)在离体的叶绿体基质中添加NADPH、ATP和CO2后，可以完成碳反应(√) (5)光合作用产生的O2来自CO2和H2O中的O(×) (6)绿色植物光合作用的反应物是CO2和H2O，产物是有机物和O2(√) (7)绿色植物进行光合作用的能量来源于光能(√) (8)光合作用强度的影响因素有CO2浓度、温度、光照强度等外界因素(√) (9)光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置间的距离来调节光照强度(√) 2．微思考 植物的光合作用分光反应和碳反应两个过程，请分析光反应与碳反应有什么联系？ 提示　光反应产物NADPH、ATP为碳反应提供还原剂和能量；碳反应产生的ADP、Pi、NADP＋为光反应形成ATP提供了原料。 任务驱动一　光合作用的光反应和碳反应 1．根据光合作用的反应过程，回答下列问题。 (1)碳反应有光无光都能进行，那么碳反应能较长时间在黑暗条件下进行吗？ 提示　不能，因为在黑暗条件下不能进行光反应，碳反应缺少光反应提供的NADPH和ATP。 (2)若用放射性同位素分别标记H2O中的O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？ 提示　放射性的O可在释放的O2中检测到。 (3)若标记CO2中的14C，请写出光合作用过程中14C的转化途径。 提示　14CO2―→14C3―→(14CH2O) (4)光合作用的总反应式及各元素的去向。 提示　 2．光合作用的光反应和暗反应是如何实现能量转变的？ 提示　光反应把光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；碳反应把活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。 1．光合作用总反应式：6CO2＋12H2O―→C6H12O6＋6H2O＋6O2。 2．光合作用过程图解 3．光反应与碳反应的比较 项目 光反应 碳反应 场所 在叶绿体类囊体 膜中进行 在叶绿体基质中进行 条件 需色