資源簡介

基本信息
光合作用場所、總過程及意義
知識點目標 評量目標
【知識點1】光合作用的物質和能量變化 理解：學習光合作用的過程，掌握過程中的物質轉化的場所、條件及反應式、以及物質轉化引起的能量變化。 光合作用分2個階段2個場所： 2個階段：（90%） ①（45%）光反應過程中的化學反應和能量轉換； ②（45%）暗反應過程中的化學反應和能量轉換； 2個場所：（10%） ①光反應的場所是：類囊體薄膜； ②暗反應的場所是：葉綠體基質； 【知識點1】 理解：能夠看圖說出發生的反應及場所。
主線與邏輯
主線：光合作用需要光，光干什么去了，沒有光行不行？
新教材變動
新教材舊教材①明確了[H]是還原型輔酶2——NADPH，本講需要講解氧化型輔酶‖（NADP+）形成還原型輔酶‖（NADPH）,這里中文和英文稱呼都要講解，讓學生知道，不再出現“[H]”這樣的寫法和“還原氫”這樣稱呼。稱呼為：還原氫，寫法為：[H]②光合作用示意圖更換，更直觀，更好看。講解過程都以新圖為準。舊圖③刪除了“光合作用的探究歷程”的正文內容，將部分重要探究實驗放在了思考與討論模塊。由于光合反應的真實反應過程是肉眼觀察不到的，教材中的實驗有助于理解光合作用中某物質的來源，比如氧氣中的氧元素來自于水。正文有“光合作用的探究歷程”。
前置知識點
學生認知： ①學生普遍都知道植物生長需要陽光，但是并不知道光具體去干什么了？引起了葉綠體中物質的什么變化？所以本講就是要講解光被植物接收，促發的一些列的物質變化，從而產生了能量變化的具體過程。 ②學生普遍認為光合作用只能是有光才能進行，但其實光合作用中的暗反應過程，并不需要光，只是需要光反應過程的產物。也就是說短時內給植物挪到黑暗處，光合作用中的暗反應還在進行，直到消耗完光反應的產物，才停止所有的光合作用。 已學過知識： ①部分學生初中生物中學過植物水分的吸收與運輸，知道光合作用的產物是淀粉（高中要知道主要是淀粉），知道光合作用能吸收CO2產生O2，所以本講不用解釋植物中的水哪里來的，而是要講解植物需要的水和CO2都干什么去了，發生了哪些反應，這些反應是學生需要掌握的。 ②前面學習細胞器時，已經學過葉綠體是光合作用的場所，知道葉綠體里面有類囊體堆疊而成的基粒，有葉綠體基質等場所，所以本講不再介紹葉綠體的結構，直接表述為葉綠體有這一結構即可。也知道葉綠體是光能轉化成化學能的轉換器，但是光合作用的詳細過程，每一步反應在葉綠體內的什么位置，學生并不知道，本講需要講解清楚。 ③已經學過ATP的合成和分解，所以本講關于ATP合成的反應“ADP+Pi——ATP ”和分解反應“ATP——ADP+Pi” 可以直接給出，不用解釋。 ④本講的上一講是色素的提取和分離實驗，已經知道葉綠體中的主要色素是葉綠素。 ⑤已經學習了呼吸作用，知道了呼吸作用并不是一步反應，而是會有很多反應過程。那么學習光合作用時，也要提前給學生做好鋪墊，光合作用的反應過程也有很多步，需要一步一步來學習。
后續知識點
①后續還會學習光合作用的影響因素及作用，光合作用的原料（水、CO2）、光合作用的動力（光能）等都是影響光合作用強度的因素。了解光合作用的具體過程，影響因素，就能根據光合作用條件提高農作物的產量，利于人類的生產生活。 ②后續還會學習植物的組織培養，只有了解光合作用的具體反應過程，每一個反應需要什么原料，產生什么產物，才能在人工培養植物組織時知道添加什么物質，達到什么條件。
重難點與易錯點分析
【知識點1】光合作用的物質和能量變化 光合作用過程中物質和能量的變化及相互聯系是本講的重難點，也是易錯點。 首先是需要學生記憶的多：光合作用過程分為2個階段，光反應和暗反應，共5個反應式，學生需要記住反應的場所、原料、條件和產物等。 其次是理解難： ①學生會認為吸收的CO2是用來產生O2的，但其實不是，是用來合成有機物的，O2是水產生的； ②學生不知道光能怎么轉換的，是不是直接就轉換成穩定的化學能？其實是要先變成ATP和NADPH中活躍的化學能，然后再發生反應才能成為穩定的化學能儲存在有機物中。 ③學生一聽光反應和暗反應，會以為是兩個獨立的反應，甚至以為就兩個反應，其實不是，光反應和暗反應都是一些列的反應，并且兩者之間有聯系，光反應為暗反應提供ATP和NADPH，暗反應為光反應提供ADP、Pi、NADP+等原料等。
教學內容
知識點 簡析
【知識點1】光合作用的物質和能量變化 1.光反應 ①條件：光、色素、多種酶 ②原料：水、ADP、Pi、NADP+ ③物質變化： ④能量變化：光能轉化成ATP、NADPH中活躍的化學能。 2.暗反應 ①條件：需多種酶，ATP和NADPH中的能量 ②原料：CO2、C5 ③物質變化： ATP和NADPH是用來分解提供能量，所以最終產物有：（CH2O）、ADP 、Pi和NADP+ ④能量變化：ATP、NADPH中活躍的化學能轉化成糖類中穩定的化學能。 光反應和暗反應的場所 光反應場所：類囊體薄膜 暗反應場所：葉綠體基質 【引入建議】主線是什么？要分幾層邏輯講？建議用什么例子或者已知知識去講？ 主線：光合作用需要光，光干什么去了，沒有光行不行？ 分層兩層去講： 第一層：先講光合作用過程中物質和能量的變化，分為光反應和暗反應2個階段。把這個過程中的物質變化（原料、條件和產物）和能量變化搞定； 第二層：講解光反應和暗反應在葉綠體中的具體反應場所，明確吸收光能的色素在哪里，暗反應的場所是哪里，通過場所再把在這個場所所發生的反應總結一遍。 參考建議： 引入可以從學生的認知起點出發，一是學生知道光合作用需要光，但是并不知道光是如何作用的？二是學生以為光合作用只能在有光的時候進行，沒光就立刻停止了。 【知識點1】光合作用的物質和能量變化 小的邏輯是分哪幾層？每一層講到什么程度？有沒有拓展信息？ 根據是否需要光，分為2個階段：需要光的光反應階段和不需要光（有光、無光都行）的暗反應階段，先講光反應，再講暗反應。 1.光反應階段 開始講過程前可以先鋪墊反應的條件和原料。 提問1：葉綠體除了提供了吸收光能的色素，還給光反應中要發生的化學過程提供什么？ 引導學生思考，既然是化學反應，是不是就要有反應物（原料）和生成物，還要有反應條件； 反應物(原料)：水、ADP、Pi、NADP+ 這里的水、ADP、Pi是學生知道的物質，但是氧化型輔酶‖（NADP+）是新物質。需要學生記住的物質。 （注意：學生只學過酶，這里會把氧化型輔酶‖（NADP+）也當成酶，是用來催化反應的，其實不是，這是一種輔酶，所以這里需要說明輔酶和酶的區別：輔酶參與酶的催化過程,在反應中傳遞電子、質子或一些基團。輔酶物質本身也可有弱的催化能力,但是和酶相比就顯得很小了。） 提問2：生物體內的化學反應基本上是不是都需要酶的催化？是。 總結條件：光、色素、酶 過渡：光反應的反應物和反應條件已經知道了，那生成物是什么呢？生成物又有什么用呢？ 光反應階段物質變化 ①太陽光被葉綠體中的色素吸收； （注意：這里只需要說明葉綠體中的色素接收到太陽光，還不用明確色素具體在葉綠體的類囊體薄膜上，即光反應的場所還不出。） ②吸收的光能有兩個方面的作用： 一是將葉綠體中的水分解為氧和氫離子（H+）,氧就以氧氣的形式釋放出去；水分解出的氫離子（H+）與氧化型輔酶‖（NADP+）結合，形成還原型輔酶‖（NADPH）。 （注意：這里要說明還原型輔酶‖（NADPH）是活潑的還原劑，同時里面也儲存一部分能量，會在暗反應中用到。） 二是在有關酶的催化下，提供能量促使葉綠體中的ADP與Pi反應形成ATP； ③經過這些反應，光能就被儲存在了ATP、NADPH中，因為ATP 和NADPH都比較活潑，所以它們里面的能量也是活潑的化學能。 （注意：以上反應過程是高中階段簡化后需要學生掌握的過程，實際過程較復雜，可參考閱讀知識拓展1資料——細胞生物學P101-104） 銜接參考：因為ATP、NADPH中是活躍的化學能，不能長久儲存，所以這活躍的化學能會很快被用到下一個階段的反應，讓它變成穩定的化學能。 2.暗反應階段 ①提問1：顧名思義，暗反應是不是黑暗中進行的反應？ 不是，而是說這個階段光已經不是必需條件了，沒有光也正常進行。 所以暗反應的條件是：前面說了光反應的ATP和NADPH中的能量 還有化學反應需要的多種酶，以及前面說了光反應的ATP和NADPH中的能量 提問2：暗反應的反應物有哪些呢？ 從學生的認知引導，光合作用不是要吸收CO2，產生O2，O2的產生是光反應進行的，那CO2吸收就要暗反應來了。 所以暗反應的反應物之一就是CO2。 提問3：CO2從外界吸收的，進來后誰來抓住CO2？ 一種五碳化合物，一般寫成“C5”，稱為“碳五”，它作為CO2的接受體。 所以反應物（原料）是：CO2、C5 過渡：暗反應的反應物和反應條件已經知道了，生成物是什么呢？ 暗反應物質變化： ①C5抓住CO2，在酶的催化下，很快形成一種三碳化合物，這個過程我們稱為“CO2的固定”。三碳化合物一般寫成“C3”，稱為“碳三”。 ②C3在有關酶的作用下，會接受ATP和NADPH活躍的能量，并被還原型輔酶‖（NADPH）還原，生成糖類和C5，這個反應稱為“C3的還原”。 提問：怎么又有C5生成？ 其實這個過程是通過6次反應，6個C5固定6個CO2，生成12個C3，2個C3離開葉綠體，進入細胞質去合成糖類；10個C3會再生成C5，用于去固定CO2。 如左圖，C5到C3再到C5，就構成了一個環，因為是一位叫卡爾文的科學家發現的，所以稱它為“卡爾文循環”。 （注意：以上反應過程是高中階段簡化后需要學生掌握的過程，實際過程很復雜，可參考閱讀知識拓展2資料——細胞生物學P104-106） ③經過暗反應，ATP、NADPH中活躍的化學能就轉化成糖類中穩定的化學能。 小總結: 光反應必需有光，暗反應有沒有光都行。 光反應為暗反應提供ATP和NADPH，暗反應為光反應提供ADP、Pi、NADP+等原料。 建議：可以設計一個小交互，停止光照后，暗反應能不能長期進行下去？不能，因為沒有光反應提供ATP和NADPH了。 過渡：光反應和暗反應的的反應條件，反應物，生成物以及能量的轉換都已經學完了，并且大家都知道光合作用的場所是葉綠體，可是葉綠體再放大，有內外葉綠體膜、有類囊體堆疊成的基粒，有葉綠體基質，那光反應和暗反應的場所具體都在哪里呢？ 第二層：講解光反應和暗反應在葉綠體中的具體反應場所，明確吸收光能的色素在哪里，暗反應的場所是哪里，通過場所再把在這個場所所發生的反應總結一遍。 3.光反應和暗反應的場所。 ①能吸收光能的色素都聚集在內囊體薄膜上。光反應就發生在類囊體薄膜上。 提問：為什么在色素在內囊體薄膜上，而不是其他地方？ 內囊體呈現圓餅狀，堆疊起來組成基粒，一般至少2個堆在一起，有時候可以100多個堆在一起，這些類囊體組成的基粒基本填滿整個葉綠體內部，這么多的類囊體，極大地擴展了受光面積，提高光反應效率。據計算，1g菠菜葉片中的類囊體的總面積竟然有60m2左右。色素分布在上面，就可以最大限度的吸收光能。 ②基粒與基粒之間的地方就是葉綠體基質，暗反應的場所就是葉綠體基質。 提問：為什么不繼續在類囊體薄膜上反應，要去葉綠體基質反應。 其實原因很簡單，因為能固定CO2的五碳化合物（C5）在葉綠體基質中，并且這時候也不需要光了，所以就在葉綠體基質中發生反應了。 總結： 光反應和暗反應的場所以及在這個場所發生的化學反應。
例題設計
題目 簡析
【知識點1】 （2021·安徽·安慶市白澤湖中學高三期中）下列關于光合作用的敘述，不正確的是（　　） A．光反應需光，不需要酶，暗反應不需光，需多種酶 B．光反應在葉綠體的類囊體上進行，暗反應在葉綠體的基質中進行 C．光反應水解生成NADPH并放出O2，暗反應將CO2固定并還原成糖類 D．光反應吸收光能形成ATP，暗反應將ATP中的化學能儲存在有機物中 【知識點1】 【答案】 A 【解析】A、光反應需要光，也需要酶，暗反應有光無光均可以，需多種酶，A錯誤； B、光反應場所是葉綠體的類囊體薄膜，暗反應場所是葉綠體的基質中，B正確； C、光反應分解水生成還原型輔酶‖（NADPH）并釋放出氧氣，暗反應將CO2還原成糖類并生成H2O，C正確； D、光反應過程中通過光合色素吸收光能形成ATP，暗反應將ATP中化學能儲存在有機物中，D正確。 故選A。 【選題邏輯】 考查了光反應和暗反應的條件、場所、具體過程以及能量轉換。每一個選項都可以單獨拿出來設計一個小交互。
考情與經典例題分析
【知識點1】 【經典例題】 （2022·福建師大附中高一期末）如圖是生物體內能量供應及利用的示意圖，下列說法錯誤的是(　　) A．a過程一定伴隨O2的釋放，d過程不需要O2的直接參與 B．a過程產生的ATP和NADPH可用于b過程中C3的還原 C．a、c中合成ATP所需的能量來源不同 D．c過程葡萄糖中的化學能全部轉移到ATP中 【答案】 D 【分析】 據圖分析：圖中A是光反應， B是暗反應，C是細胞呼吸，D是ATP的利用。 A過程(光反應)：(1) 水的光解2H2O 4[H]+O2， (2) ATP的形成ADP+Pi+能量→ATP； B過程(暗反應) ：(1) CO2固定CO2+C52C3， (2) C3的還原2C3(CH2O) +C5； C過程(有氧呼吸)：C6H12O6+ 6H2O+ 6O26CO2+ 12H2O+能量。 A、a是光反應，產物有氧氣、ATP和[H]等， D是ATP的利用，不需要O2的直接參與，A正確； B、a是光反應；產物有氧氣、ATP和[H]等 ，其中ATP和[H]可以參與B暗反應中三碳化合物的還原，B正確； C、a光反應過程產生的ATP全部被用來進行暗反應合成有機物，c是細胞呼吸只是光臺作用中的有機物中的一部分，且呼吸作用過程中大 部分的能量以熱能形式散失，故a過程產生的ATP遠多于C過程產生的ATP， C正確； D、呼吸作用c過程葡萄糖中的化學能只有少部分轉移到ATP中，大部分以熱能形式散失，D錯誤。 故選 D。 【選題邏輯】整章內容學完，一般會綜合考查呼吸作用與光合作用過程圖解，需要學生看懂圖解，明白每一步需要的反應物，條件、生成物以及不同反應之間的聯系，需要學生具有綜合分析的能力。

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