5.4.2 光合作用的原理和应用导学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第五章 细胞的能量供应和利用 5.4.2 光合作用的原理和应用 【学习目标】 1.通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论，说明光合作用过程，并从物质与能量视角，阐明光合作用原理，认同人们对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的 2.设计实验，探究环境因素对光合作用强度的影响 3.关注光合作用原理农业生产上的应用 【重点难点】 重点：1.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系 2.影响光合作用强度的环境因素 难点：1.影响光合作用的环境因素及运用光合作用原理解决实际问题 1、光合作用：是指绿色植物通过 ，利用 ，将 和 转化成储存着______的 ，并且释放出 的过程。 2、总反应式： 。 知识点一　光合作用的原理 （一）探索光合作用原理的实验 1.离体叶绿体在适当条件下发生 的光解、产生氧气的化学反应称作 反应。 2.鲁宾(S.Ruben)和卡门( M. Kamen)用 的方法，研究了光合作用释放的氧气中的氧元素来自 。 （二）光合作用的过程：根据是否直接需要 ，把光合作用分为 阶段和________（碳反应）阶段。 1、光反应过程： 条件 外界条件：需要光；内部条件： 和 。 反应场所 物质变化 1、水的光解：H2O→ H＋＋O2 。2、ATP的合成：ADP＋Pi＋光能→ATP 。3、[H]的合成 能量变化 光能→ ATP和[H] 中的化学能 2、暗反应： (1)美国科学家卡尔文用小球藻做的实验 ①方法： 。 ②过程：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为 中的碳的。 （2）暗反应过程： 条件 外界条件：不需要光，需要CO2；内部条件：酶 反应场所 物质变化 CO2的固定： 。C3还原： C3接受ATP和 释放的能量，且被 还原。 能量变化 ATP和[H] 中的化学能→ 中稳定的化学能 3、 光反应与暗反应的关系：光反应为暗反应提供 、 ，暗反应为光反应提供 、 、 。光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利用，还养活了所有的异养生物。 实质： 有机物， 能量。 知识点二　光合作用原理的应用 （1） 光合作用强度 1.概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 2.表示方法：用一定时间内原料消耗或产物产生量的数量来定量表示。 （二）影响光合作用强度的因素 1．内因：叶绿体的数量、叶绿素的含量、_ _的含量和活性、叶龄等。 2．外因：光照强度、光照时间、光的成分、CO2浓度、温度、水和矿质元素等。 (1)原料：CO2、水。动力：光能。例如：环境中CO2浓度、叶片气孔开闭情况。 (2)影响叶绿体(光合作用场所)的形成和结构。如无机营养、病虫害也会影响光合作用强度。 (3)温度、pH。光合作用需要酶参与，温度、pH影响酶活性。 3．外因分析： (1)光照： a.①净光合速率表示法：绿色植物光下，一定时间内O2 量、CO2 量或糖类（有机物）的 量 ②上图中光照强度大于C时，OA段表示植物 速率，OF段表示植物 速率，则真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 b曲线与图形分析： 1、A点光照强度为0，此时只进行 ，无 作用。细胞内的代谢特点如图2所示。 2、AB段：细胞呼吸强度 光合作用强度(图3),净光合速率 0，植物不能 ，长时间处于此种状态，植物将死亡。 3、B点：光合作用强度 细胞呼吸强度(图4)。B点所示光照强度称为 。净光合速率 0，植物不能生长。 4、BC段：净光合速率 0，植物因积累有机物而正常生长。(图5) 5、C点所示光照强度称为 点。AD段限制因素： DE段限制因素：______浓度等 c应用：①适当 光照强度； 光合作用时间；增加光合作用面积—— 合理密植 ；温室大棚用_________