5.4.2光合作用的原理和应用导学案-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

本文围绕“光合作用的原理和应用”展开，介绍光合作用探索实验、过程、影响因素等核心知识。承接细胞呼吸知识背景，为理解生态系统能量流动奠基。通过分析实验、解读曲线等环节，培养学生生命观念、科学思维等核心素养。 本设计亮点在于以探究活动贯穿，采用图表分析等特色教法。从学生层面看，提升科学探究与思维能力；从教师角度，提供清晰授课思路；课堂效果上，有效突破教学难点，强化学生对光合作用的理解。

第四节 光合作用与能量转化 ——光合作用的原理和应用 本节聚焦：1.光合作用是怎样进行的？ 2.光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？ 3.光合作用原理在生产中有哪些应用？ 一、探索光合作用原理的部分实验 光合作用总反应式： 科学家 实验过程 结论 希尔 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。 离体 在适当条件下发生水的光解，产生 的化学反应称做希尔反应。氧气的产生和糖类的合成 同一个化学反应。 鲁宾和卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧的来源。 实验表明光合作用释放的氧气中的氧元素是来自 。 阿尔农 在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，又发现这一过程总是与水的光解相伴随。 卡尔文 光合作用中C元素转移途径:卡尔文用 （一种单细胞的绿藻）做了这样的实验，用经过14C标记CO2，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CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳。 卡尔文循环： 14CO2 → → 1、 光合作用的过程 光合作用的过程十分复杂，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括的 分为 和 （也称为碳反应）两个阶段。 1.光反应和暗反应过程图解 场所： 场所： 能量转化：光能转化成 和 中活跃的化学能，再转化 为 等有机物中稳定的化学能。 2、光反应阶段和暗反应阶段的联系： (1)光反应为暗反应提供 ；暗反应为光反应提供 (2)两者相互依存，其中一方减弱和停止，另一方也随之 (3)光合作用 阶段产生的ATP只能被 阶段利用。 3、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析： 条件 光照由强到弱， CO2供应不变 光照由弱到强， CO2供应不变 CO2供应由充足到不足，光照不变 CO2供应由不足到 充足，光照不变 C3含量 C5含量 NADPH和ATP 的含量 三、化能合成作用 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用，叫化能合成作用。例如 探究环境因素对光合作用强度的影响 1、 探究光照强度对光合作用强度的影响 1.变量分析 自变量 ： 因变量： 无关变量：温度和CO2 2.实验结果：光照越强，相同时间内，烧杯中小圆叶片浮起的数量 。 3.实验结论:在一定光照强度范围内，光合速率随光照强度的增加而 。 二、影响光合作用的因素 1.光照强度和光质： 影响 阶段，制约 及 的产生，进而制约暗反应。A点： AB段： B点： BC段： C点： 应用：温室大棚 可提高光合速率；对温室大棚用 玻璃最利于进行光合作用；欲使植物生长，必须使光照强度大于 。 2.光合作用和有氧呼吸综合曲线解读 (1)净光合速率：常用一定时间内 释放量、 吸收量或 表示。 (2)真正(总)光合速率：常用一定时间内 产生量、 固定量或 表示。 (3)呼吸速率：指将植物置于 环境中，单位时间内实验容器中 增加量、 减少量或有机物减少量。 （4） 速率＝净光合速率＋ 速率。 2.CO2浓度 该物质是光合作用的原料之一，主要影响光合作用过程的 阶段。 A点： A’点： B和B′点 应用：（1）大田中增加空气流动，以增加 浓度，如“正其行，通其风”；（2）温室中可增施有机肥，以增大 。 3.温度 通过影响 进而影响光合作用(主要制约暗反应) 温度过低时， 光合速率会减弱； 温度过高时， ，光合速率会减弱。 应用：A.大田中适时播种； B．温室中，增大 ，保证植物有机物的积累 4.水和矿质元素对光合速率的影响： (1)水既是光合作用的原料，如植物缺水光合速率 。另外，水分还能影响 的开闭，间接影响CO2进入叶肉细胞。 (2)矿质元素主要通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如Mg可以影响 的合成，N可以影 响 等物质的合成。 5.多因子分析：Q点之前限制因素为横坐标所表示的因子，当到Q点时，想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$