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第5章第4节 光合作用与能量转化
（2） 光合作用的原理和应用
【学习目标】
1. 光合作用的过程
2. 光合作用大影响因素及应用
【新知讲解】
1、光合作用的概念
1.绿色植物通过________，利用____，把____________转化成________________，并且释放出______的过程。
2．反应式：
2、光合作用的过程
1.希尔实验的结论
2鲁宾和卡门的实验结论
3.光合作用的过程：根据是否需要_______，把光合作用分为________和__________。
光反应过程中的物质变化_____________________________________________________
暗反应过程中的物质变化___________________________________________
整个过程中的能量变化__________________________________________________
4．光反应与暗反应的关系
光反应为暗反应提供__________，暗反应为光反应提供__________________。光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供_______自身利用，还养活了包括你我在内的所有_______。光能通过驱动________而驱动生命世界的运转。
5.光合作用的应用
种植大棚采取什么措施可以提高产量？
为什么新疆哈密瓜比较甜？
存储蔬菜水果需要设置什么条件？
6. 影响光合作用的因素
【练习题】
1．下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)。下列判断错误的是( )
A．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中
B．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降
2．下列有关光合作用的叙述，正确的是( )
A．绿色植物所有细胞都能进行光合作用
B．光合作用的光反应只在光下进行，暗反应只在黑暗中进行
C．光反应为暗反应提供NADPH和ATP
D．光合作用暗反应需要酶，光反应不需要酶
3.在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3，下列分析正确的是( )
A．叶肉细胞内RuBP羧化酶分布在叶绿体类囊体薄膜上
B．上述反应需要在无光条件下进行
C．单位时间内C3生成量的多少可反映RuBP羧化酶活性的高低
D．提取的RuBP羧化酶应在最适温度条件下保存，以保持其最高活性
参考答案
一、1.叶绿体 光能 二氧化碳和水 存储能量都有机物 氧气
2.
二、
1.水在光下水解产生氧气
2.光下水分解产生的氧气完全来自水
3.光 光反应 暗反应 水分解成氧气和NADPH，合成ATP；
二氧化碳转化成三碳化合物，再被还原形成有机物，五碳化合物 ATP水解成ADP Pi
光能转化成ATP 和NADPH中的化学能，再转化成有机物中的化学能
4.NADPH ATP，ADP Pi和NADP+，植物体 异养生物
5.增加补光，夜间适当降温；新疆昼夜温差大，白天温度较高光合作用高产生有机物多，夜晚温度低呼吸作用弱有机物消耗少；储存在低氧 一定湿度的条件。
6.光照强度 二氧化碳浓度 温度 水分等
【练习题】 D C C
光能
(CH2O) +O2
CO2+H2O
叶绿体
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5.4.2光合作用与能量转化
人教版2019 必修一
新知导入
复习：叶绿体的结构
内膜
外膜
类囊体
基质
基粒
叶绿体是光合作用的场所
本节聚焦
光合作用是怎样进行的？
光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？
光合作用原理在生产中有哪些应用？
新知讲解
一、光合作用概述
场所：
条件:
反应物：
产物：
叶绿体
光能
二氧化碳和水
氧 储存能量的有机物
概念：
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存者能量都有机物，并且释放氧气的过程。
新知讲解
CO2+H2O
光能
叶绿体
(CH2O) +O2
反应式：
叶绿体如何将光能转化为化学能？光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？
通过下面的实验我们一起揭秘
糖类
合作探究
1.阅读102页希尔的实验，回答
（1）水的光解产生氧气，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）希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
二、光合作用的原理
希尔的实验说明水的光解产生氧气，但不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。
氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。因为糖的合成必须有CO2，但希尔反应是在没有CO2的条件下发生的。
合作探究
2.阅读102页美国科学家鲁宾和卡门的实验，用什么方法，你能得出什么结论？
3.阅读美国科学家阿尔农结合希尔的实验，尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
同位素示踪法，结论光合作用释放的氧气中的氧元素来自水
H2O
O2
光照
ATP
叶绿体
二、光合作用的原理
新知讲解
二、光合作用的原理
3.光合作用的过程
光反应阶段
（类囊体）
暗反应阶段
（叶绿体基质）
物质变化
能量变化
物质变化
能量变化
水分解为氧和H+，H+与NADP+结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)
ADP+Pi ATP
光能转化为化学能储存在ATP和NADPH中
CO2+C5 2C3
C5
ATP和NADPH中的能量转化为糖类等有机物中稳定的化学能
糖类
新知讲解
二、光合作用的原理
色素
NADPH
光反应为暗反应暗反应提供ATP和NADPH；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+
因此光反应和暗反应紧密联系相互影响，能量转化与物质变化密不可分。
影响因素：光照、二氧化碳浓度、水分、温度、矿物质元素等
三、光合作用的影响因素
新知讲解
1 光照强度
C
D
新知讲解
项目 表示方法
净光合速率（又称表观光合速率） CO2的吸收量、
真正光合速率（又称实际光合速率） CO2的固定量、
呼吸速率（黑暗中测量） CO2的释放量、
新知讲解
新知讲解
3.温度通过影响酶的活性来影响光合作用。
4.水分是代谢快慢的指标，同时水也是光合作用的反应物
5.矿物质元素 是构成细胞中物质的重要成分，比如叶绿素合成需要镁元素，所以保证充足矿质营养是光合作用进行的前提。
应用：
增大昼夜温差，植物积累有机物增加
光合作用速率
温度
合作探究
是不是自养生物制造有机物都是通过光合作用进行的？
不是，出来光合总作用，还有一种类型---化能合成作用。
如消化细菌没叶绿体却能氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸。这两个化学反应中释放的化学能，就被硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类。
课堂练习
1.如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是（ ）
A.CO2→叶绿素→ADP
B.CO2→叶绿体→ATP
C.CO2→乙醇→糖类
D.CO2→三碳化合物→糖类
D
课堂练习
2.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 （ ）
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
A
3.若已知植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为：25℃和30℃
如图：在25℃，一定光照强度下，某植物光合作用曲线。在相应条件变化时，相关点如何移动？
当土壤中缺镁时，
A点：___________，
B点：___________，
C点：___________，
m点：______ _。
基本不动
右移
左移
下移
课堂练习
O2
2C3
CO2
C5
NADPH
ATP
ADP+Pi
NADP+
课堂总结
2.影响因素：
光照强度、CO2浓度、温度等
1.过程
板书设计
第4节光合作用与能量转化（二）
一、光合作用的概念
二、光合作用的过程
光反应：水的光解，ATP、NADPH的合成
光合作用
暗反应：CO2固定和C3的还原
三、影响光合作用的主要因素
光照 CO2浓度 温度 水分等
作业布置
课本106页练习与应用
复习与提高
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