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

二光合作用的原理和应用的学案 【学习目标】 (一)学习目标 1.通过对光照强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响的学习，养成分析与综合的科学思维 方式。 2.通过探究环境因素对光合作用影响的实验，提高制定并实施实验方案的科学探究能力。 3.通过对光合作用原理的应用，提高解决生产和生活问题的担当和能力。 【学习重难点】 (一)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】 (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.Rben)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 (3)阿尔农(D.Amon)发现，在光照下，叶绿体可合成 这一过程总是与 相伴随。 (二)、光合作用的过程：根据是否需要 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 1、水的光解：HO→H++O2-。2、ATP的合成：ADP+Pi+光能一ATP。3、NADPH 化 的合成 能量变 光能→ATP和NADPH 中的化学能 化 2、 暗反应 循环)： (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4C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 CO2的固定： C3还原：C3接受AT卫和 释放的能量，且被 化 还原。 能量变 ATP和NADPH中的化学能→ 中稳定的化学能 化 (3)、光合作用最终合成的糖类一部分是 部分是 蔗糖可以进 入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处 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。光能通过驱动 作用而驱动生命世界的运转。NADPH也携带能量，参与暗反应时，NADPH不仅仅供氢同 时还能供能。 实质： 有机物， 能量。 (一)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士填中的 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0.6cm)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23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 处盛有清水的烧杯中， 圆形 小叶片全部沉到水底 ↓ ④强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入富含 的清水，各放入10片圆 形 小叶片，用 三种光照分别照射 ↓ ⑤观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量 (③)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量 说明在一定范围 内，随着光照强度的不断增加，光合作用强度 【易错提示】 (一)易错提示 有关光合作用过程的四点提醒 (1)叶绿体的内膜既不参与光反应，也不参与暗反应。 (2)光反应阶段为暗反应提供ATP、田，ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。而暗反应则为光 反应提供ADP和Pi,ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。 (③)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供 的田和ATP,故暗反应不能长期在无光环境中进行。 (4)在自然条件下，光反应阶段和暗反应阶段同时进行，不分先后。 光合作用和细胞呼吸场所的相关误区 (1)误认为光合作用一定在叶绿体中进行。真核生物光合作用的场所是叶绿体，蓝细菌等原核生 物没有叶绿体，也可以进行光合作用。 (2)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体。真核生物细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，蓝细 菌等原核生物没有线粒体，其细胞呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 【深化探究】 (一)深化探究 一、影响光合作用的因素 1.光照强度对光合作用强度的影响 思考并讨论下列问题： ①探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据的原理是什么？ 抽汽 提示：叶片含有空气上浮 叶片