光合作用与能量转化高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节：光合作用和能量转化光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。植物细胞中捕获光能的色素和结构是什么？植物工厂用人工光源生产蔬菜。光能是通过什么途径进入植物体内的？课本P97-P101如何提取和分离绿叶中的色素？原理：绿叶中的色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中。高频考点课本P98观看视频《绿叶中色素的提取》并阅读课本P98的实践与探究，回答相关问题。课本P98防止水分过多影响提取效果。1．菠菜放置24～36小时的原因？2．研磨时应注意什么？原因是什么？要迅速、充分。这样可以保证色素释放的更加充分且挥发量少。3．过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？不能。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。课本P984．假设某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来；(2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；(3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。高频考点课本P98分离色素的原理：层析液培养皿“纸层析法”分离色素的方法：不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。高频考点课本P98观看视频《绿叶中色素的分离》并阅读教材P98-99的实践与探究，回答相关问题。课本P981．制备滤纸条时为什么要减去两角？2．滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。画滤液细线的原则是细、直、齐。待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。3．为何滤液细线不能触及层析液？防止色素溶解在层析液中。课本P98高频考点高频考点胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b实验结果活动1捕获光能的色素色素分离高频考点1.根据实验结果，哪种色素的溶解度最高？2.根据实验结果，哪种色素的含量最多？胡萝卜素叶绿素a1.1绿叶中光合色素的种类绿叶中光合色素的种类叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素那不同种类的色素对光的吸收有什么差异呢？高频考点（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b：主要吸收

；胡萝卜素和叶黄素：主要吸收

。蓝紫光和红光蓝紫光1.2光合色素的吸收光谱高频考点高频考点这些色素存在于细胞中什么部位呢？课本P992.叶绿体的结构(电镜下)基粒类囊体捕获光能的色素、光合酶分布在类囊体的薄膜上外膜内膜2.1叶绿体的结构一、捕获光能的色素和结构捕获光能的结构：叶绿体1.光学显微镜下：扁平的球形或椭球形叶绿体基质含DNA、RNA、光合酶叶绿体有什么功能？叶绿体能进行光合作用的结构基础是什么？恩格尔曼第一个实验课本P100恩格尔曼第一个实验：叶绿体有什么功能需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位。光照下，氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。结论现象没有空气黑暗极细光束暴露在光下现象该实验有对照吗？有哪些对照？再一次验证实验结果照光处理与不照光处理形成对照；黑暗与完全曝光形成对照。1.为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。好氧细菌可确定释放O2的部位。2.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。思考·讨论

极细光束

均匀光照3.举例说明该实验设计有什么巧妙之处？选材（水绵、好氧细菌）、用极细光束定点照射因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，该波长下，叶绿体会释放更多的氧气，适于好氧细菌在此区域分布4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，是光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。课本P1018.恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片①，将临时装片②暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是：A.实验开始前，临时装片都要先进行通气处理B.该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用

的场所C.临时装片中的需氧细菌的聚集位置说明光合

产物中有氧气D.用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果活页“第1课时捕获光能的色素和结构”√××√光合作用的反应物、产物及条件有哪些？课本P102光合作用产生的O2来自CO2还是H2O，还是同时来自CO2和H2O？设计实验？1.否。叶绿体中还有其他物质的干扰，实验中也并没有观察到氧元素的转移2.能。实验的悬浮液中没有CO2，所以无法合成糖，暗示着希尔反应是相对独立的。课本P1021.希尔的实验说明水的光解产生O2,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？2.希尔实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？3.分析鲁宾和卡门的实验，你能得出什么结论？是对比还是对照实验？光合作用产生的O2中的氧元素都来自于水。对比实验。4.光合作用产生的O2和ATP具体在叶绿体的什么部位产生？课本P102光照下，水光解同时ADP和Pi合成ATP。课本P103(1)光反应类囊体薄膜的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶（氧化型辅酶Ⅱ）（还原型辅酶Ⅱ）条件：光、色素、多种酶场所：类囊体薄膜物质转化水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素光能能量转化:ATP、NADPH中活跃的化学能ADP+Pi+能量

ATP+H2O酶

NADPH的合成：NADP++H++2e-NADPH酶课本P103高频考点课本P104CO2如何转化成糖类？固定还原暗反应：叶绿体基质课本P104(2)暗反应ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量条件：场所：叶绿体基质中有光无光都可以，多种酶等

CO2的固定：C3的还原：2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH有机物中稳定的化学能CO2＋C52C3酶物质转化ATP、NADPH中活跃的化学能能量转化：

高频考点O2NADPHATPNADP+ADP+PiC3C5绿叶中的色素①叶绿体中色素吸收的光能，有两方面用途：分别是_________和________。②被还原的C3的两个去向是形成________和________。③光合作用中CO2中的C的转移途径：CO2→_______→_______。将水分解为氧和H+提供能量促使ADP+Pi反应形成ATPC3(CH2O)C3(CH2O)突然中断光照或者突然降低CO2的供应，短时间内NADPH和ATP、C3、C5的量会发生什么变化？请结合教材光合作用原理图分析，外界条件突然改变，NADPH、ATP、C5、C3短时间内的含量如何变化？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____________________(CH2O)的合成量____________________增加减少减少增加减少增加增加减少减少增加增加减少减少增加减少增加高频考点物质方面：光反应为暗反应提供

，推动C3的还原；暗反应为光反应提供

，作为光反应的原料。能量方面：光反应为暗反应提供了

能，暗反应将该能量转化为

。ATP和NADPHADP、Pi、NADP+活跃的化学有机物中的稳定化学能课本P104化能合成作用硝化作用课本P106化能合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌三、光合作用的影响因素和应用原料条件产物1、光合作用的强度(光合速率)：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体（光合色素、酶）五、光合作用的影响因素和应用课本P105第一段1.用什么指标判断光合作用强度（光合速率）的大小？(2)CO2的固定量(3)O2的产生量(1)糖类的产生量2.呼吸作用强度（呼吸速率）？(1)糖类的消耗量(2)CO2的产生量(3)O2的消耗量区别几个概念(1)“糖类的产生量”与“糖类的积累量”(2)“CO2的固定量”与“CO2的吸收量”(3)“O2的产生量”与“O2的释放量”叶肉细胞(1)“糖类的积累量”=“糖类的产生量”—

“呼吸作用消耗的糖类”(2)“CO2的吸收量”=“CO2的固定量”—

“呼吸作用产生的CO2”(3)“O2的释放量”=“O2的产生量”—

“呼吸作用消耗的O2”尝试用数学公式表示这些相近概念之间的关系？净光合速率（表观光合速率）真正光合速率（实际光合速率、总光合速率）项目表示方法净光合速率（又称表观光合速率）O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量真正光合速率（又称实际光合速率）O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率（黑暗中测量）CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量真正光合速率=净光合速率+呼吸速率高频考点原料条件产物

CO2浓度

水分

光照强度

矿质元素

温度1、光合作用的强度(光合速率)：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体（光合色素、酶）五、光合作用原理的应用课本P105第一段3.影响光合作用的外界因素有哪些？4.光照强度和光合作用强度的区别？课本P105最后一段光合作用产生氧气存留在细胞间隙探究.实践——探究光照强度对光合作用强度的影响课本P1051.实验中如何用5W的LED灯形成强、中弱三种光源？2.圆形小叶浮起的数量和光和作用强度（光合速率）有什么关系？为什么？实验结论：在一定范围内，光照强度越大，光合速率越快3.根据该实验能得出什么结论？2.影响光合作用的因素（1）光照强度A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸强度（呼吸速率）。B点：光补偿点，即光合作用强度=细胞呼吸强度。C点对应的横坐标：光饱和点，增加光照强度光合作用强度不再增加。光补偿点光饱和点AB段：光合速率<呼吸速率BC段：光合速率>呼吸速率1.A点时，该植物细胞进行什么作用？2.大于A点小于B点时，该植物细胞进行什么作用？3.在B点时，光合速率和呼吸速率有什么关系？4.大于B点时，光合速率和呼吸速率有什么关系？CO2固定量如何表示CO2固定量？高频考点高频考点真正光合速率=净光合速率+呼吸速率注意：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低。ab判断a、b哪个是阳生植物，哪个是阴生植物？a1.间作套种2.通过轮作,延长光合作用时间3.通过合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃5.防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡,呼吸强于光合,影响生殖生长应用：图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置A.AB之间 B.BC之间C.C点以后 D.B点12345678910√1112131415161718综合强化解析从图甲可以看出，线粒体产生的CO2除了供给叶绿体，还释放出一部分，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度。分析图乙，AB段光合作用速率小于细胞呼吸速率，因此图甲位于图乙的AB之间。（2）CO2浓度A点：A′点：B和B′点：CO2补偿点（表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度）；表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；CO2饱和点（两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。看图说话：CO2浓度对光合作用强度有什么影响？应用：1.多施有机肥2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等3.大田中还要注意通风透气（2）CO2浓度微生物分解有机物释放CO2（3）温度温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。应用：1.适时播种2.温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温3.植物“午休”现象的原因之一N：P：K：Mg：（4）矿质元素应用：合理施肥光合酶及NADP+和ATP的重要组分NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能促进光合产物向贮藏器官运输叶绿素的重要组分

（5）水

1.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭,间接影响

CO2进入植物体应用：预防干旱合理灌溉思考：某绿色植物叶片上午10点和中午12点相比，在几点的光合速率强？为什么？10点光合速率较强。因为与10点相比，12点时气温较高，植物失水，大部分气孔闭合，阻碍外界CO2进入叶肉细胞，降低暗反应速率，进而降低光合速率。多因子（光照强度、CO2浓度、温度）与光合作用强度之间的关系曲线分析：P点之前限制因素为横坐标所表示的因子，当到P点时，想提高光合速率，可采取适