1、第五章 细胞的能量供应和利用课标版生物必修第一册细胞的能量供应和利用第五章第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第 4 节光合作用与能量转化第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第 2 课时光合作用的原理和应用第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册1通过对光合作用探索历程的学习，认识到科学是在实验和探索中前进的。2掌握光合作用的光反应和暗反应过程以及二者的关系。3根据光合作用的过程，分析影响光合作用的因素以及光合作用的原理在实践中的应用。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册课前自主预习 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册知识点 1 光合作用的原理请仔细阅读教材第 102104
2、页，完成下面的问题。1光合作用的概念(1)场所：。(2)能量来源：。(3)反应物：。(4)产物：。(5)实质：合成有机物，储存能量。(6)反应式：。叶绿体光能CO2 和 H2O有机物CO2H2O光能叶绿体(CH2O)O2第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册2探索光合作用的原理的部分实验 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册3.光合作用的过程第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(1)填写图中序号处所代表的物质或结构 类囊体基粒O2NADPHATPCO22C3叶绿体基质第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(2)光反应阶段 第五章第4节第2课时
3、课标版生物必修第一册(3)暗反应阶段(也叫碳反应阶段)第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册知识点 2 光合作用原理的应用请仔细阅读教材第 105106 页，完成下面的问题。1光合作用强度(1)概念：植物在内通过光合作用制造的数量(2)影响因素光合作用的原料：浓度。动力：。影响酶活性的因素：。影响叶绿体形成和结构的因素：、病虫害。单位时间糖类水、CO2光(能)温度无机营养第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册2探究光照强弱对光合作用强度的影响 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册3化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造的合成作用。(2)实例 无机物有机物第
4、五章第4节第2课时课标版生物必修第一册课堂互动探究 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册要点一 剖析光合作用过程1.光合作用的过程 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册2.外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化的分析方法(1)分析方法第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册 需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如 CO2 供应正常、光照停止时 C3 的含量变化：第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(2)含量变化含量变化的比较第五章第4节第2课时课标
5、版生物必修第一册曲线图分析第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册注意：在以上各物质的含量变化中，C3 和 C5 含量的变化是相反的，若 C3 含量增加，则 C5 含量减少；NADPH、ATP 和 C5的含量变化是一致的，都增加，或都减少。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册3光合作用和化能合成作用的比较第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册【典例 1】如图为叶绿体的结构与功能示意图，请据图判断下列有关说法中不正确的是()A叶片呈绿色是由于上含有大量叶绿素B能够将光能转换为稳定的化学能的过程是在上完成的C中 CO2 被固定并还原成图中的甲物质D、上酶的种类、功能不相同第五章第4节第2课时
6、课标版生物必修第一册解析 由图可知，为叶绿体的类囊体，色素分布在叶绿体中类囊体的薄膜上，叶绿素反射绿光，A 正确；为叶绿体的基质，光能转换为稳定的化学能的过程是在叶绿体类囊体薄膜和基质中共同完成的，B 错误；甲物质为有机物，中 CO2 被固定并还原成有机物，C 正确；上含有与光反应有关的酶，上含有与暗反应有关的酶，D 正确。答案 B第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册针对训练 1 下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册ACO2 的固定实质上是将 ATP 中的化学能转化为 C5 中的化学能BCO2 可直接被 NADPH 还原，再
7、经过一系列的变化形成糖类C被还原的 C3 在有关酶的作用下，可再形成 C5D光照强度由强变弱时，短时间内 C5 含量会升高第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册解析 CO2 的固定是 CO2 与 C5 在酶的催化下合成 C3 的过程，没有 ATP 的消耗，A 错误。CO2 必须先固定合成 C3 才能被NADPH 还原，B 错误。被还原的 C3 在有关酶的作用下，可再形成 C5，C 正确。光照强度由强变弱时，产生的 ATP 和 NADPH减少，还原 C3 减少，所以短时间内 C3 含量会升高，C5 含量会下降，D 错误。答案 C第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册要点二 分析环境因素对光合
8、作用的影响及其应用 1.单因子变量对光合速率影响(1)光照强度(如图)第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册曲线分析 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。(2)CO2 浓度第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册 曲线分析图 1 中 A 点表示 CO2 补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的 CO2 浓度，图 2 中 A点表示进行光合作用所需 CO2 的最低浓度。B 和 B点都表示 CO2 饱和点。应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等
9、增大 CO2 浓度，提高光合速率。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(3)温度曲线分析：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。应用：冬季，温室栽培白天可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册2多因子变量对光合速率的影响第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(1)曲线分析P 点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。Q 点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶
10、的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册【典例 2】如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2 浓度为0.03%的环境中光合速率与光照强度的关系。在 b 点时改变某条件，结果发生了曲线的变化。下列分析合理的是()第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册A与 b 点相比较，a 点时叶绿体中 C3 含量低B在 b 点时，适当升高温度可导致曲线由变为C制约 a 点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D制约 c 点时光合作用的因素可能是 CO2 浓度第五章第4节第2课时课
11、标版生物必修第一册解析 a 点时，光照强度较弱，光反应提供的 NADPH 和ATP 较少，C3 的浓度较 b 点时高；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合速率；制约 a 点的光合作用因素是光照强度；一般情况下，在适宜温度和同等光照强度下，提高 CO2 浓度可大幅度提高光合速率。答案 D第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册针对训练 2 植物的光合作用受温度(T)和光照强度(L)的影响。如图表明植物在 3 种不同的光照强度下消耗 CO2 的情况。分析在50 和 2030 温度范围内，光合作用的限制因素分别是()AL；TBT 和 L；都不是CT；LDT；T第五章第4节第2课时课
12、标版生物必修第一册解析 在50 范围内光合速率不随光照增强而增大，所以限制因素是温度；2030 范围内，光合速率不随温度升高而增大，而随光照强度增强而增大，所以限制因素是光照强度。答案 C第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册要点三 分析光合作用与细胞呼吸的关系 1.图示两者联系第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册 第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(3)有关光合作用和细胞呼吸的计算光合作用所需的 CO2 的两个来源a细胞呼吸产生的；b从周围空气中吸收的(如果是水生植物，则是从周围的水中吸收的)。光合作用释放的 O2 的两个去向a用于细胞呼吸；b细胞呼吸用不完的，才释放到周围的空气
13、中。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册光合作用制造(生产、合成)的有机物的两个去向a用于细胞呼吸消耗；b细胞呼吸消耗不完的，才用于积累。总结等量关系a光合作用 O2 产生量O2 释放量细胞呼吸耗氧量b光合作用固定 CO2 量CO2 吸收量细胞呼吸产生 CO2量c光合作用葡萄糖产生量葡萄糖积累量(增重部分)细胞呼吸消耗葡萄糖量第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册2表解两者区别第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册3.光合速率与呼吸速率第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定单位时间实验容器内 CO2 增加量、O2 减少量或有机物减少量
14、(可用图 1中 OA 段表示)。(2)净光合速率和真正光合速率净光合速率：常用一定时间内 O2 释放量、CO2 吸收量或有机物积累量表示(可用图 1 中 OD 段表示)。真正光合速率：常用一定时间内 O2 产生量、CO2 固定量或有机物产生量(或制造量)表示(可用图 1 中 AD 段表示)。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册(3)光合速率与呼吸速率的关系植物叶肉细胞进行光合作用吸收 CO2 的同时，还进行细胞呼吸释放 CO2。图 1 表示 CO2 的吸收量(释放量)与光照强度变化的关系。图 2 为不同光照强度下线粒体与叶绿体间的关系。总光合速率、净光合速率、呼吸速率三者之间具有以下数量关
15、系：总光合速率净光合速率呼吸速率。当光照强度为零时，叶肉细胞不能进行光合作用，只进行细胞呼吸，此时 CO2 的释放量代表叶肉细胞的呼吸速率，且细胞呼吸产生的 CO2 全部被排出细胞，故图 1 中的 A 点，对应于图 2的 B 图。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册当光照强度为图 1 的 B 点对应的强度时，植物叶肉细胞表现为既不吸收也不释放 CO2，表明叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，则细胞呼吸产生的 CO2 全部用于光合作用，故图 1 的 B点对应于图 2 的 C 图。当光照强度处于图 1 的 AB 段对应的强度时，植物叶肉细胞表现为向外释放 CO2，即呼吸速率大于光合速率，对应图 2
16、 的A 图；当光照强度处于图 1 的 BC 段对应的强度时，植物叶肉细胞表现为从外界吸收 CO2，即光合速率大于呼吸速率，对应图 2的 D 图。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册 当光照强度达到图 1 的 C 点对应的强度时，此时光合速率达到最大值，光照强度再增加，光合作用速率也不再增加。此时可通过调控温度，提高 CO2 浓度等措施来提高光合速率。第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册【典例 3】某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合作用和细胞呼吸速率(密闭装置)，绘出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()AA BB CC DD第五章第4节第2课时课标版生
17、物必修第一册解析 图甲中光照下 CO2 的吸收量表示植物的净光合作用，即真正光合作用细胞呼吸，故 A 点表示有机物的积累量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等。图乙中，从 0：00 到 6：00，温室里 CO2 浓度升高，B 点为转折点，此时光合速率呼吸速率；C 点也为转折点，此时光合速率呼吸速率。图丙中，曲线表示净光合作用，故 D 点时，光合速率呼吸速率。答案 A第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册针对训练 3 如图表示植物叶肉细胞的两个重要生理过程，下列叙述不正确的是()第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册Aa、c 过程产生 NADPH 和H时也产生 ATPB甲、乙过程中的 NADPH
18、和H产生的场所相同C甲中的 NADPH 用于还用 C3D乙中的H最终在线粒体内膜上被利用第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册解析 分析图示可知：a、b、c、d 分别表示光反应中的水在光下分解、暗反应过程中的 CO2 固定和 C3 的还原、有氧呼吸的第一和第二阶段、有氧呼吸的第三阶段。综上分析，a、c 过程产生 NADPH 和H时也产生 ATP；甲为光合作用，乙为有氧呼吸，因此甲、乙过程中 NADPH 和H产生的场所不同；甲中的NADPH 即光反应产生的 NADPH 可用于还原 C3；乙中的H即有氧呼吸的第一和第二阶段产生的H最终在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段而被利用。答案 B第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册附：练习与应用参考答案一、概念检测1(1)(2)(3)2.D第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册3.第五章第4节第2课时课标版生物必修第一册二、拓展应用1(1)在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度随着光照加强而增强(2)此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱(3)此时光照强度不断减弱(4)光照强度、CO2 浓度(5)适当增大光照强度、增强 CO2 浓度等。2不能。还需要知道瓶中 CO2 浓度、O2 浓度、光强强度等环境因素。
