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

5.4.2光合作用的原理和应用学案 【学习目标】 1.科学思维:分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。 2.科学探究: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。 3.社会责任:能够根据光合作用原理指导生产实践。 【学习重难点】 1、教学重点：（1）叶绿体适用于光合作用的结构特点 （2）光合作用的原理 2、教学难点：（1）光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系 （2）探究影响光合作用强度的环境因素 【预习新知】 光合作用的原理 1.探索光合作用原理的部分实验 综合教材102页探索光合作用原理的部分实验，光合作用释放的氧气中的氧元素来自        ，        不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。实际上，光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要        ，这些化学反应可以概括地分为        (现在也称为碳反应)两个阶段,下图为光合作用过程示意图。 2.光反应阶段 (1)光合作用第一个阶段的化学反应，必须        才能进行，这个阶段叫作        阶段。此阶段是在        (图中序号        )的薄膜上进行的。 (2)叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分解为氧和H+，氧直接以        (图中序号        )的形式释放出去，H+与        (图中序号        )结合，形成        (图中序号        )。        作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分        供暗反应阶段利用；二是在有关        的催化作用下，提供能量促使        (图中序号        )反应形成ATP，这样，光能就转化为储存在ATP中的        。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应 3.暗反应阶段 (1)光合作用第二个阶段中的化学反应，        都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在        (图中序号        )中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应后生成        (图中序号        )。 (2)20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻(一种单细胞的绿藻)做了这样的实验：用经过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        。 (3)绿叶通过        从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与        (一种五碳化合物)(图中序号        )结合，这个过程称作        。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子,即图中序号        。在有关酶的催化作用下，C3接受        释放的能量，并且被        (图中序号        )还原。随后，一些        的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为        (图中序号        )；另一些        的C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与        。这样，暗反应阶段就形成从        的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作        。 4.光反应与暗反应的联系：在光反应阶段，光能被叶绿体内        上的        捕获后，将水分解为        等，形成        ，于是光能转化成        中的化学能；        驱动在        中进行的暗反应，将CO2转化为        。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。 光合作用原理的应用 1.光合作用的强度 (1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。 (2)影响因素 ①土填中的 多少（光反应的原料，影响气孔开闭） ②环境中 的浓度⑤叶片气孔开 ③ 的高低 ④光照的 。 2.探究光照强弱对光合作用强度的影响 (1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生 ，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片 的数量越多。 (2)实验流程 ①打出圆形小叶片：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径为0.6 cm)圆形小叶片30片 ↓ ②抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、圆形小叶片)抽出叶片内气体，重复2～3次 ↓ ③圆形小叶片沉到水底：将抽出内部气体的圆形小叶片放入