資源簡介

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2020--2021學年
新人教版
必修1
光合作用與能量轉化-捕獲光能的色素和結構
教案
一、教材分析
光合作用是生物界乃至整個自然界最基本的物質代謝和能量代謝，光合作用也真實地顯示出生命系統的自主性和高度有序性。初中階段，學生通過一系列探索性實驗，初步形成光合作用的概念。高中生物學課本將為學生提供光合作用的研究史料，期望學生不僅能從光合作用的發現過程中深化對概念的理解，而且能受到科學家崇高的精神境界的熏陶，領悟科學探究的方法。
本節中“綠葉中色素的提取和分離”采用探究性實驗教學，教師利用教材中的問題探討引入，讓學生討論“為什么蔬菜大棚采用紅色或藍色的塑料薄膜而不用綠色的塑料薄膜”，激發學生的學習熱情，然后引導學生實驗探究、觀察思考，通過分析實驗結果，由學生自己得出色素的種類和顏色，通過色素對光能吸收的小實驗過渡到色素對光能的吸收和葉綠體結構的學習，這樣的教學不僅符合學生由感性到理性的認知規律，也有利于學生的主動參與，利于培養學生科學的思維方法和研究方法，利于提高學生的科學素養。
在整個教學過程中精心設計問題，啟迪學生的思維，最大程度地發揮學生的主動性。捕獲光能的色素和結構”是《分子與細胞》第5章第4節“能量之源――光與光合作用”的教學內容之一，主要學習葉綠體的結構和色素的種類，掌握提取、分離色素的實驗技巧，學習科學家探索光合作用原理的科學思維和方法。
《光合作用的原理和應用》是人教版新課標必修一第五章第四節的第二部分內容，由舊教材的“光合作用”變為了“光合作用的原理和應用”，重點強調“原理”和“應用”，體現了STS的教育理念。本節是學生在學習初中生物光合作用及在學習本節第一部分捕獲光能的色素和結構的基礎上，分別從光合作用的探究歷程、光合作用的過程、原理及應用和化能合成作用等四個方面進行學習，其中光合作用的原理和應用屬于生命系統中的能量轉化供應和利用的問題，把過去植物新陳代謝的問題提升到生命系統的水平來研究。
本節與現實生活聯系密切，其中探究影響光合作用的環境因素，通過設計實驗方案可以提高學生的科學素養，培養學生的合作探究能力；體現了“倡導探究性學習”“自主性學習”的課程理念。
光合作用的過程是教學的重點也是教學的難點，是以后學習生態系統的物質循環和能量流動的基礎，具有承上啟下的作用，所以本節是必修一的重點內容，也是整個高中階段的重要內容之一。
二、教學目標
1.知識與技能
（1）說出綠葉中色素的種類和作用。
（2）說出葉綠體的結構和功能。
（3）說明光合作用以及對它的認識過程。
（4）嘗試探究影響光合作用強度的環境因素。
（5）說出光合作用原理的應用。
（6）簡述化能合成作用。
2.過程與方法
（1）自主與合作學習：利用各種媒體調查和收集資料，學會鑒別、選擇、運用和分享
信息。
（2）訓練表達能力：嘗試將你所獲得的信息表達出來。
（3）活動與探究：通過探究“環境因素對光合作用的影響”，初步學會科學研究的一般方法，發展科學探究能力。
3.情感態度與價值觀
（1）通過光合作用發現史的學習，使學生受到科學家們崇高的精神境界的熏陶，并養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度。
（2）通過了解光合作用原理在農業生產上的應用，使學生認識生物科學的價值，從而樂于學習生物科學。
三、教學重點、難點及解決方法。
1、教學重點及解決方法
教學重點]
⑴綠葉中色素的種類和作用。⑵光合作用的發現及研究歷史。
⑶光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。⑷影響光合作用強度的環境因素。
解決方法]
⑴通過色素提取和分離實驗，讓學生仔細觀察分離出的不同色帶，色帶的顏色、分布順序和寬窄，思考其原因及作用。
⑵讓學生從化學反應的角度看光合作用的過程，明確每一個物質變化和相應的能量轉化的過程。
⑶讓學生通過探究活動理解光合作用原理的應用。
2、教學難點及解決方法
教學難點]
⑴光反應和暗反應的過程。⑵探究影響光作用強度的環境因素。
解決方法]
⑴通過由淺入深的講解，讓學生理解光反應和暗反應的過程，區別和聯系。
⑵通過探究活動——環境因素對光合作用強度的影響，讓學生掌握光合作用原理在農業生產中的應用。
四、課時安排
3課時。
五、教學方法
講解、實驗法。
教具準備：
課件、實驗儀器、試劑、材料等。
學生活動
1、指導學生閱讀教材，找出需了解的知識點。
2、讓學生討論認識葉綠體的結構，這種結構有哪些適于進行光合作用的特點；光合作用的過程，影響因素等。
六、教學程序
第一課時
一
捕獲光能的色素和結構
［課前準備］
（1）制作多媒體課件；
（2）《綠葉中色素的提取與分離》實驗所需的材料用具；
（3）收集菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉；
（4）色素在濾紙條上分離的樣品；
（5）投影機、三棱鏡；
（6）新鮮菠菜葉片濾液和新鮮胡蘿卜濾液。
（7）學生2人為一組，在課前采集新鮮幼嫩綠葉20
g。
［情境創設］
教師：我們經常聽到這樣的一句話：萬物生長靠太陽。為什么這么說呢？請同學們觀察以下數據：據統計：①地球表面上的綠色植物每年大約制造了4
400億噸有機物；②地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約為7.11×1018
kJ，這個數字大約相當于240
000個三門峽水電站每年所發出的電力，相當于人類在工業生產、日常生活和食物營養上所需能量的100倍。
教師：根據以上資料，我們可以得出什么結論？
學生：對絕大多數生物來說，活細胞所需能量的最終源頭來自太陽的光能。
教師：那么太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內的呢？
學生：光合作用。
教師：對。這就是我們今天開始學習的新內容：光與光合作用。
（顯示板書：第4節
能量之源——光與光合作用）
［師生互動］
1.綠葉中色素的提取與分離
教師：本節內容分兩個部分，今天我們先來學習第一部分：捕獲光能的色素和結構。
（顯示板書：一
捕獲光能的色素和結構）
教師：同學們已經知道生物生命活動所需要的能量歸根到底來自植物通過光合作用所吸收的光能，不知同學們有沒有思考過這樣的問題：植物是靠細胞中的哪些物質去捕獲光能的？
學生：不知道。
教師：那大家又是否想過為什么不同植物葉片的顏色會不同，以及相同植物的葉片在不同時期也會不同這些問題呢？
學生：那是因為植物含有色素。
教師：對啦。正是因為植物含有色素，才讓我們看到一個五彩繽紛的世界，也正是植物含有色素，才能捕獲太陽光能。我們先來學習“捕獲光能的色素”這一內容。
（顯示板書：1.捕獲光能的色素）
教師：綠葉中的色素究竟有哪些不同種類？它們分別又是什么顏色的？以及各種色素在綠葉中的含量是否相同呢？帶著這些問題我們一起來做《綠葉中色素的提取與分離》實驗。
教師：研究葉綠體中的色素，我們首先要做的就是把色素從綠葉中提取出來，色素提取量的多少與實驗的成敗有沒有關系？
學生：有。
教師：那我們應選擇什么樣的葉片作為實驗材料呢？
學生：應選擇葉色較深，也就是濃綠色的新鮮葉片作為實驗材料。
教師：很好?，F在每兩個同學為一組，以你們課前在校園里所采集到的新鮮幼嫩綠葉或用我收集到的菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉為實驗材料。
學生選擇葉片。
教師：接下來我們要考慮的是如何才能把綠葉中的色素提取出來。不知同學們是否還記得，我們在學習《生物學》（人教版，七年級上冊）《綠葉在光下制造淀粉》實驗時知道，可以用酒精溶解葉綠素，從而使葉片變成黃白色。為什么會這樣？
學生：說明酒精可以溶解葉綠素。
教師：非常好。綠葉中的色素不僅能溶解于酒精，還可以溶解于丙酮、石油醚等有機溶劑。所以我們今天的實驗有酒精、丙酮、石油醚三種有機溶劑供大家選擇，看看哪種實驗效果最好。
教師：當我們把綠葉中的色素溶解于丙酮等有機溶劑以后，又可以利用什么方法將它們分離開來呢？其實，綠葉中的色素不只一種，而且它們在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，幾分鐘之后，綠葉中的色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。
教師：下面我們按以下步驟進行實驗。同學們在實驗過程中思考相關問題：
步驟
操作方法
學生思考
（1）提取綠葉中的色素
5
g綠葉放入研缽中快速研磨研磨液
①加入SiO2、CaCO3的作用是什么？
②研磨時為什么要迅速而充分？
③將濾液收集到試管后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？
學生也可自主選擇等量的丙酮、石油醚
（2）制備濾
紙條
將干燥的定性濾紙剪成長與寬小于試管長與寬的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，放入試管下端，并在距這一端1
cm處用鉛筆畫一條細的橫線
若濾紙條的一端不剪去兩角，則實驗結果如何？可設置對照實驗探究
（3）畫濾液
細線
用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細線。待濾液干后，再重復一兩次
重復畫一兩次的目的是什么？
可用蓋玻片的垂直邊代替
（4）分離綠葉中的色素
將3
mL層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意：不能讓濾液細線觸及層析液
①為什么不能讓濾液細線觸及層析液？如濾液細線沒入層析液中，實驗結果如何？可設置對照實驗探究。
②為什么要用棉塞塞緊試管口？
可用小燒杯代替試管，用培養皿蓋住小燒杯
（5）觀察與
記錄
觀察試管內濾紙條上出現了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色、排序和寬窄
根據實驗結果，可得出什么結論？
（6）實驗結果展示
將實驗結果（濾紙條）貼在課本P98左下角空白處
在課本P98左下角空白處畫出如右圖的濾紙條，繪出你觀察到的色素帶，并在每條色素帶旁邊標明顏色。注意每條色素帶的寬窄比例
教師在指導學生實驗的過程中，可適當地提示學生如何合作學習，如一名同學提取綠葉中的色素，另一名同學則制備濾紙條；又如一名同學做濾紙條剪去兩個角的實驗，另一名同學則做濾紙條不剪去兩個角的實驗，然后比較實驗結果的不同。
教師：實驗結束啦，現在讓我們一起來看看實驗結果是怎么樣的。下面請每個小組將你們認為最好的其中一條濾紙條交到我這里來。
教師將學生交上來的濾紙條與自己所做的樣品一起用實物投影儀顯示出來。
教師：剛才實驗過程中，提取色素所用的有機溶劑有酒精、丙酮、石油醚三種，但結果卻相同，這說明什么問題呢？
學生：說明了綠葉中的色素能溶于酒精、丙酮、石油醚等有機溶劑。
教師：對啦。雖然我們每個組所用綠葉的品種是不同的，但現在我們所看到的實驗結果卻基本上是相似的，這又說明了綠葉中的色素主要有幾種？
學生：4種。
教師：沒錯。濾紙條上的色素由上至下，分別是什么顏色？
學生：依次是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色。
教師：很好。橙黃色的是胡蘿卜素，黃色的是葉黃素，藍綠色的是葉綠素a，而黃綠色的是葉綠素b。其中胡蘿卜素和葉黃素合稱為類胡蘿卜素，葉綠素a與葉綠素b則合稱為葉綠素。
（顯示板書：見下）
（如果學生得不到正確的結果，則可組織學生分析討論實驗失敗的可能原因）
教師：實驗過程中我們做了兩種濾紙條，一種是剪去兩個角的，一種則不剪去兩個角。色素在濾紙條上的擴散有什么不同？
學生：剪去兩個角的濾紙條上的色素帶擴散速度一致，色素在濾紙條上平行排列；而沒有剪去兩個角的濾紙條上的色素帶，邊緣擴散得比較快，中間擴散得慢，所以看起來色素帶是兩邊高中間低。
教師：因此我們在制備濾紙條時要將一端剪去兩個角的目的是什么啊？
學生：使色素在濾紙條上的擴散速度一致。
教師：說得好。
教師：剛才有沒有哪位同學把濾液細線浸入層析液中的？
學生：有。
教師：實驗結果如何？
學生：得不到4種色素帶。
教師：為什么會這樣？
學生：是不是濾液細線上的色素溶解到層析液當中啦？
教師：正是如此。所以本實驗成功的關鍵之一就是不能讓層析液沒及濾液細線。
2.色素對光的吸收
教師：既然綠葉中含有4種不同顏色的色素，那為什么我們所看到的葉子往往是綠色
的呢？
學生：可能是因為葉綠素的含量較多的原因吧。
教師：葉綠素含量較多是其中一方面的原因。據分析，綠葉中葉綠素的含量約占3/4，而類胡蘿卜素約占1/4。
（補充顯示板書：葉綠素含量約占3/4，類胡蘿卜素含量約占1/4）
教師：另一個主要原因則是因為色素對不同波長的光的吸收是有差別的，由于葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現綠色。那么，這4種色素主要吸收哪些波長的光呢？我們來看看以下的實驗：
演示實驗A
①利用投影儀的光源和三棱鏡，可見到清晰的七色光譜可見光；
②將已制備好的新鮮的菠菜色素濾液（濾液中的色素主要是葉綠素）倒入培養皿中（薄薄的一層），將培養皿放在投影儀的光源和三棱鏡之間，讓學生觀察光譜區的變化。
教師：通過以上實驗，我們可以發現當葉綠素提取液放在光源與三棱鏡之間，光譜區出現什么樣變化？
學生：兩頭光譜（紅光光譜區和藍紫光光譜區）變暗，其他變化不大。
教師：為什么會這樣？
學生：被色素吸收了，所以變暗。
教師：從這里我們可以得出什么結論？
學生：葉綠素主要吸收紅光與藍紫光。
教師：總結得很好。接下來我們繼續觀察另一個實驗。
演示實驗B
①利用投影儀的光源和三棱鏡，可見到清晰的七色光譜可見光；
②將已制備好的新鮮的胡蘿卜素提取液（取胡蘿卜，制取濾液，濾液中色素多數是類胡蘿卜素），將提取液倒入培養皿中（薄薄的一層），將培養皿放在投影儀的光源和三棱鏡之間，讓學生觀察光譜區的變化。
教師：通過這個實驗，我們可以發現光譜區出現了什么變化？
學生：藍紫光光譜區變暗，其他變化不大。
教師：說明什么結論？
學生：類胡蘿卜素主要吸藍紫光。
教師：正確。
教師顯示葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜圖。
教師：人們用更加精密的儀器測定得知，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。
（補充顯示板書：類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光）
3.葉綠體的結構
教師：現在我們已經知道綠葉中含有4種色素，那么，這些色素分布在細胞中的哪些部位呢？直到1865年，德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用的功能時，發現葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結構里，后來人們稱之為葉綠體。1880年德國科學家恩格爾曼用水綿作實驗材料進行光合作用的實驗，發現了葉綠體是光合作用的場所。那么，葉綠體的結構如何，它又有哪些結構特點是與作為光合作用場所相適應
的呢？
（顯示板書：2.捕獲光能的結構——葉綠體）
教師顯示葉綠體立體結構示意圖。
教師：首先讓我們回憶一下，哪些細胞才含有葉綠體？
學生：綠色植物的葉肉細胞。
教師：除了綠色植物的葉肉細胞，還存在于哪些細胞之中？
學生：植物幼嫩的莖也有葉綠體。
教師：對啦。
（顯示板書：①分布：主要在綠色植物的葉肉細胞）
教師：葉綠體的形狀又是怎樣的？
學生：一般呈扁平的橢球形或球形。
教師：對。而且葉綠體可以根據光照的強弱來改變自己的形狀，如外界光照較強，葉綠體則以側面接受光照，如果外界光照較弱時則以正面接受光照。這樣的特點有什么好處？
學生：保證接受到充分的光照，又可避免被較強的光照灼傷。
教師：回答得很好。
（顯示板書：②形態：一般呈扁平的橢球形或球形）
教師：現在同學們仔細觀察葉綠體的立體結構示意圖，說說它由哪些結構組成？
學生：包括外膜、內膜、基粒和基質4部分。
教師：很好。葉綠體的外表有雙層膜，雙層膜是一種透明膜，膜是透明的，有什么好處？
學生：有利于光線的透過且被色素吸收。
教師：葉綠體內部有許多基粒，基粒與基粒之間充滿了基質。每個基粒都是由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成，這些囊狀結構稱為類囊體。吸收光能的四種色素，就分布在類囊體的薄膜上。
（顯示板書：見下）
教師：每個基粒都含有2個以上的類囊體，多者可達100個以上。據計算，1
g菠菜葉片中的類囊體的總面積竟達60
m2左右。同學們思考一下，葉綠體內有如此多的基粒和類囊體，有什么作用？
學生：極大地擴展了受光面積。
教師：沒錯。葉綠體中除含有吸收光能的4種色素外，還應該含有哪種物質？
學生：酶。
教師：為什么？
學生：因為光合作用是一系列復雜化學反應的過程，光合作用的順利進行需要酶的參與。
教師：既然光合作用需要酶的參與，那么哪個外界因素肯定會影響到光合作用的效率？
學生：溫度。
教師：如何影響？
學生：適當提高溫度有利于提高光合作用效率，降溫則會使光合作用效率降低。
教師：綜上所述，我們可以得出葉綠體的功能是什么？
學生：光合作用的場所。
教師：非常好。
（顯示板書：④功能：光合作用的場所）
教師：最后同學們能不能總結一下葉綠體作為光合作用場所，在結構與功能上有什么相適應的特點？
學生：葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過；葉綠體內部巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。
教師：同學們歸納得很好。在初一的《生物學》（人教版，七年級上冊）中我們已經知道，光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。那么，對于光合作用的過程是如何被人們一步步所揭示的呢？綠色植物又是如何通過光合作用把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的呢？我們下一節課繼續學習。
［教師精講］
1.關于《綠葉中色素的提取與分離》實驗
濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色），這說明綠葉中的色素有4種。葉綠體中色素是光合作用的物質基礎，色素吸收光能則是光合作用的動力。原核生物（自養型，如藍藻等）沒有葉綠體的結構，但這些生物細胞中同樣含有能進行光合作用的色素。
2.關于色素吸收光譜特點
太陽輻射中含有紫外光（150～400
nm）、可見光（400～760
nm）和紅外光（760～
3
000
nm）。植物光合作用中所能利用的光主要是可見光中的紅光、橙光和藍紫光，其中對紅橙光吸收最多，這些光稱為生理有效光。射到葉片上的可見光中的綠光大部分被反射或透射掉，很少被吸收利用，所以綠光被稱為生理無效光。因此，在農業生產中，有些蔬菜大棚用紅色或藍色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，或在溫室中懸掛發紅色或藍色光的燈，可以有效地提高蔬菜產量，道理就在這里。
3.葉綠體結構分析
在分析綠葉中色素的種類和吸收光譜的特性后，再進一步分析葉綠體的成分和結構特點與光合作用的關系。如葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過；葉綠體中的每個基粒由2～100個類囊體組成，可增大葉綠體內的膜表面，擴大色素的附著面，有利于提高光能的利用效率；葉綠體內的類囊體上和基質中含有多種與光合作用有關的酶，有利于光合反應高效地進行等。使學生理解生物的結構與功能相統一的特點。
［課堂小結］
［布置作業］
（1）完成課后P100練習；（2）回答課本P97、P98和P100的討論題。
［課后拓展］
1.實驗設計：探究不同顏色新鮮葉片中色素的種類與含量
提示：根據當地實際情況，搜集不同顏色的常見新鮮幼嫩葉片，如大白菜、洋紫蘇、灑金榕、一品紅等蔬菜或植物的葉片，參照課本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實驗原理、材料用具和方法步驟進行實驗，觀察不同顏色新鮮葉片中色素的種類與含量的相對
多少。
2.比較同一植物不同葉齡的葉片中色素的含量與種類
提示：以不同葉齡（如幼葉、成葉和老葉）的新鮮菠菜葉（或其他葉片）為實驗材料，實驗原理、材料用具和方法步驟參照課本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實驗，觀察同一植物不同葉齡的葉片中色素的種類與含量的相對多少。
●板書設計
第一課時
捕獲光能的色素和結構
1.捕獲光能的色素
2.捕獲光能的結構——葉綠體
（1）分布：主要在綠色植物的葉肉細胞
（2）形態：一般呈扁平的橢球形或球形
④功能：光合作用的場所
第二課時
二、光合作用的原理和應用
導言：我們知道，光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。人們得出這一認識經歷了漫長的探索歷程。讓我們重溫一下這段歷程吧！
（一）光合作用的定義
場所：綠色植物的葉綠體中
能量轉化：光能轉化為儲存在有機物中的化學能
物質轉化：把二氧化碳和水轉化為有機物和氧氣
我們知道了光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
（二）光合作用的探究歷程
時間
人物
結論
深入思考
1771年
英
普利斯特利
植物可以更新空氣
①在暗處所做的實驗為何不成功？
1779年
荷蘭
英格豪斯
植物的綠葉在光下才能更新空氣
②在光下實驗成功說明什么？
1845年
法
梅耶
植物光合作用能把光能轉化成化學能儲存起來
1864
法
薩克斯
植物光合作用的產物除氧氣外還有淀粉
③實驗前為何“饑餓”處理？
1880年
恩格爾曼
氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所
④實驗的選材、設計的巧妙在何處？
1939年
美
魯賓和卡門
光合作用釋放的氧全部來自水
⑤CO2中的氧到哪里去了？
20世紀
40年代
美
卡爾文
二氧化碳在光合作用中轉變成有機物的途徑
探究1.關于薩克斯實驗
（1）實驗中暗處理葉片（饑餓處理）的目的是什么？（消耗掉葉片中原有的營養物質）
（2）該實驗設計遵循對照原則，其中的自變量是什么？具體是如何控制的？
（3）碘蒸汽處理前應對葉片進行怎樣的處理？（用95%的酒精隔水加熱進行脫色處理）
碘蒸汽處理的目的是什么？（淀粉遇碘變藍）
（4）此實驗除了能證明光合作用的產物是淀粉外，還能說明什么問題？
探究2.魯賓、卡門實驗和卡爾文實驗所用的實驗方法是什么？還有哪些實驗也用該方法進行實驗的？
（三）光合作用的過程
1.圖解：
探究3.關于光合作用過程
（1）有人認為：光反應必須在有光的條件下進行，暗反應必須在無光條件下進行，這種說法是否正確？
（2）分析光合作用過程，思考哪些過程不需要酶的催化，哪些過程需要酶的催化？
（3）利用同位素標記法分析光合作用過程中各元素的轉移途徑
①用放射性同位素18O標記H2O中的氧，則能在光合作用的哪些物質中檢測到放射性？
②若用14C標記CO2中的C呢？
③總結光合作用中各元素的去向（用箭頭表示）
????碳的轉移：CO2
→
C3
→(CH2O)
氧的轉移：H2O
→
O2
；
CO2
→
C3
→
(CH2O)
氫的轉移：H2O
→
→
(CH2O)
小結：
2.光合作用總反應式：
3.光反應與暗反應的比較
比較項目
光反應
暗反應
場所
類囊體的薄膜上（基粒）
基質
原料
H2O、（ADP+Pi）
CO2
、C5、（
+
ATP）
產物
O2
、ATP、
C6H12O6
、
C5、H2O、（ADP+Pi）
條件
光、色素、酶、（水）
多種酶、不需光、（+ATP）、CO2
物質變化
能量變化
光能
→
ATP中活躍的化學能
ATP中活躍的化學能→（CH2O）穩定的化學能量
聯系
①光反應為暗反應提供
和ATP
，且只用于暗反應的
C3的還原
階段
②暗反應為光反應提供
ADP和Pi
。
實質
物質變化：CO2和H2O
→
有機物
能量變化：光能
→
化學能
光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝
探究3.分析在無光條件下，暗反應能否長期進行？若暗反應停止，光反應能否持續進行？
4.光合作用中改變某一條件后，產物及中間產物的變化規律：（短時間內的相對含量變化）
條件
光照減弱，
CO2供應不變
光照增強
CO2供應不變
光照不變
CO2供應減少
光照不變
CO2供應增加
C3
增加
減少
減少
增加
C5
減少
增加
增加
減少
、ATP
減少
增加
增加
減少
O2
減少
增加
減少
增加
(CH2O)含量
減少
增加
減少
增加
典例：植物甲：持續光照10分鐘，植物乙：光照5分鐘后再暗處理5分鐘，如此交替進行20分鐘，植物丙：光照5秒鐘后再暗處理5秒鐘，如此交替進行20分鐘。若其他條件不變，則甲、乙、丙三種植物①所制造的有機物總量：丙﹥乙﹥甲？②積累的有機物總量？
小結：相同時間內，若光照和黑暗間隔處理比一直光照的有機物積累多
∵
ATP基本不積累，利用充分；但一直光照會造成和ATP的積累，利用不充分
本節總結
人類認識光合作用的歷程和光合作用的過程。
布置作業
P106
練習
板書設計
二、光合作用的原理和應用
一、光合作用的探究過程
1、普利斯特利的實驗
2、英格豪斯的實驗
3、梅耶的實驗
4、薩克斯的實驗
5、魯賓和卡門的實驗
6、卡爾文的實驗
二、光合作用的過程
1、總反應式
2、過程
3、實質
第三課時
二、光合作用的原理和應用
導言：上節課我們學習了光合作用的具體過程。在農業生產上為了增加農作物的產量，可采用提高光合作用的強度的措施。那么哪些環境因素能影響光合作用的強度呢？
（四）光合作用原理的應用
1.光合作用的強度
（1）概念：指植物在
單位時間
內通過光合作用制造糖類（有機物）的數量。
（2）表示方法：用一定時間內原料的消耗量或產物的生成量來表示
（3）影響因素
①光照強度
②溫度：溫度主要通過影響酶的活性來影響光合速率
應用：溫室栽培時，白天適當提高溫度（提高光合作用強度），晚上適當降低溫度（降低呼吸作用），保證有機物的積累。
歸納：溫度對光合作用和呼吸作用的影響不同，一般溫度對呼吸作用的影響較大，然后是光合作用的暗反應，對光反應影響不大。
（植物凈光合作用的最適溫度不一定是植物體內酶的最適溫度）
③CO2濃度：
在一定范圍內，光合速率隨CO2濃度增加而增大，超過一定范圍，光合速率不再增加。
A點：光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，即
CO2的補償點；
A’點：進行光合作用所需的CO2的最低濃度；
B、B’點：CO2的飽和點
應用：
A.大田提高CO2濃度的措施：透光通風（正其行，通其風）、施農家肥等
B.溫室提高CO2濃度的措施：施農家肥、施用干冰、使用NH4HCO3肥、使用CO2發生器、與雞舍、豬舍相連等
④水分：
水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會導致葉片氣孔關閉，限制CO2進入葉片，從而間接影響光合作用
應用：根據作物的需水規律合理灌溉
⑤必需礦質元素的供應
在一定范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難從而導致光合速率下降
應用：根據植物的需肥規律，適時、適量地增施肥料，提高作物的光合作用
溫室生產上提高農作物產量的方法：增強光照強度、白天升溫晚上降溫、補充CO2等
三、化能合成作用
1.化能合成作用
（1）概念：利用體外環境中某些無機物氧化所釋放的能量來制造有機物的過程
（2）能量體外環境中無機物氧化所釋放的化學能
（3）實例：
硝化細菌：能利用氧化NH3釋放的化學能將CO2和H2O合成為糖類，供自身利用。
此外，還有硫細菌、鐵細菌等
2.與光合作用比較
相同點：都能把無機物合成有機物，都屬于自養生物
不同點：合成有機物時利用能量不同
光合作用利用的是光能；化能合成作用利用的是無機物氧化所釋放的化學能
3.自養生物和異養生物
自養生物：能將無機環境中的CO2和H2O轉化為有機物的生物
如：進行光合作用的生物：如綠色植物
進行化能合成作用的生物：如硝化細菌
異養生物：只能利用環境中現成的有機物來維持自身的生命活動。如人、動物、真菌以及大多數細菌。
本節總結
重點小結光合作用受哪些外界因素的影響及化能合成作用。
作業布置
P106
練習二
板書設計
一、光合作用原理的應用
提高光合作用強度的措施
2、探究環境因素對光合作用強度的影響
二、化學合成作用
1、自養生物、異養生物概念、區別
化能合成作用概念、與光合作用的區別
八、教學反思
本專題為高考重點和難點，在每年高考都占比重較大，以選擇與題填空題方式呈現。側重考查色素種類與作用、光合作用過程中物質和能量變化、環境因素對光合作用速率的影響，還常將光合作用與呼吸作用的原理結合，考查兩者之間的聯系以及在生產生活中的應用。
高考中對學生能力要求較高，科學思維（分類與比較、分析與綜合、抽象與概括）得到較好的鍛煉，因此后期復習時要通過整合教材要點，達到對光合作用過程和原理的融會貫通，還應光合作用的相關曲線，掌握關鍵點的含義。

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