第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
教学目标
1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。
教学重点
（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）光合作用的发现及研究历史。
（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（4）影响光合作用强度的环境因素。
教学难点
（1）光反应和暗反应的过程。
（2）探究影响光合作用强度的环境因素。
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
引入
光合作用对自然界的意义：生成氧气，进而紧接形成地球的臭氧层；直接或间接为其他生物提供能源；促进碳的循环。
光合色素
[问题探讨]结合教材P97图讨论：1、用这种方法有什么好处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？
导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？
实验：探究光合色素的的种类
讲述光合色素的种类、吸收光谱
光合作用色素
A. 色素分布：色素分布在内囊体的薄膜上，
色素可以吸收、传递、转化光能
B. 色素种类： 叶绿素a（3/4）（蓝绿色）
叶 绿 素（3/4）
类囊体薄膜 叶绿素b（1/4）（黄绿色）
上的色素 红光、篮紫光
?叶黄素 （2/3） （黄色）
类胡萝卜素（1/4）
胡萝卜素 （1/3）（橙黄色）
蓝紫光
问题探讨
1.用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。
2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。
学生通过实验总结
叶绿体的结构
通过图片和问题的引导，讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业二、叶绿体的结构
结合P99图示讲解叶绿体的结构，教师归纳：
外膜
叶绿体 内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
[资料分析]叶绿体的功能。结合P100 恩格尔曼的实验讨论下列问题；
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？
资料分析
1.恩格尔曼实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2.提示：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果，等等。
3.叶绿体是进行光合作用的场所。
对恩格尔曼的两个实验进行讨论，并进行表达交流
光合作用的探究历程
利用学生初中学过的关于光合作用的反应式，利用填空的方式，展示光合作用的定义。
引导学生对几个主要的探索历程资料进行阅读，并找出相关阶段的研究成果或观点。特别讲述用同位素追踪氧元素走向和碳元素走向的实验 教师列表呈现相关内容，学生讨论回答问题。
年代
科学家
实验
结论
思考
1771年
英国的普利斯特利
将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不易窒息而亡。
结论？
为什么有人认为植物也能使空气变污浊？
1779后
荷兰的英格豪斯
将普利斯特利所做的实验装置分别放在光下和黑暗中做
结论？
与前人相比，实验做了什么改进？
1864年
德国的萨克斯
结论？
1、为什么要把绿叶先在暗处放置几小时？2、谁是实验组，谁是对照组？
1880年
美国的恩格尔曼
上一节课已讲
1939年
美国的鲁宾和卡门
采用同位素标记法分别标记H2O和CO2，进行两组光合作用的实验。第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组提供H2O和C18O2。
结论？
二位科学家采用了什么研究手段？
20世纪40年代
美国的卡尔文
用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用。
讨论：1、从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么联系？2、人类对光合作用的探究过程，你还有哪些感悟？
旁栏思考题
提示：持这种观点的人，很可能是在无光条件下做的这个实验。无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。
（五）思考与讨论1
1.光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是糖类和氧气，场所是叶绿体，条件是要有光，还需要多种酶等。光合作用的反应式是：
CO2 + H2O (CH2O) + O2
2.提示：从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。
学生思考
探究
第一小节练习
基础题
1.（1）×；（2）√。
2.B。
3.结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。
拓展题
1.植物体吸收光能的色素， 还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。
2.提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
一、教学目标
1．知识与技能
（1）、说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）、说出叶绿体的结构和功能。
（3）、说出光合作用以及对它的认识过程。
（4）、尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）、说出光合作用原理的应用。
（6）、简述化能合成作用。
2．过程与方法
（1）利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息
（2）通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力
3．情感态度与价值观
（1） 通过本节的学习，使学生养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度
（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而 乐于学习生命科学
二、教学重点、难点及解决方法。
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究生产中的应用。
三、课时安排
3课时。
四、教学方法
讲解、实验法。
五、教具准备
课件、实验仪器、试剂、材料等。
六、学生活动
1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序
第1课时
[问题探讨]结合教材P97图讨论：1、用这种方法有什么好处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？
导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？
一、捕获光能的色素。
探究绿叶中色素的种类：教师指导学生完成如P97——98的实验。教师可让学生带着下列问题去做实验：
1、加入SiO2、CaCO3的作用是什么？
2、研磨时为什么要迅速而充分？
3、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？
4、滤纸条一端为什么要剪去两角？
5、画滤液细线时应注意什么？
6、为什么不能让滤液细线触及层析液？
7、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
教师归纳总结：
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
绿叶中的色素 叶绿色b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素（黄色）
教师演示相关实验让学生得知：叶绿素a和叶绿素b吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，并结合P99吸收光谱图讲解。
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业二、叶绿体的结构
结合P99图示讲解叶绿体的结构，教师归纳：
外膜
叶绿体 内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
[资料分析]叶绿体的功能。结合P100 恩格尔曼的实验讨论下列问题；
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？
三、总结
重点总结捕获光能的色素有哪些，叶绿体的结构，其结构上有哪些特点适用于进行光合作用。
四、作业布置
P100练习
第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
教学目标
1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。
教学重点
（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）光合作用的发现及研究历史。
（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（4）影响光合作用强度的环境因素。
教学难点
（1）光反应和暗反应的过程。
（2）探究影响光合作用强度的环境因素。
第2课时 光合作用的原理和应用
教学内容
教师活动
学生活动
光合作用的过程
1、光反应：
条件：光，色素，酶
场所：叶绿体基粒的类囊体薄膜上
过程：（物质变化） ①水的光解
12H2O 光 24[H] + O2
②光合磷酸化（ATP的合成）
ADP + Pi + 能量 酶 ATP
能量变化：光能转变为活跃的化学能
2、暗反应：
条件：[H]、ATP、酶
场所：叶绿体基质
过程：①二氧化碳的固定
6CO2 + 6C5 酶 12C3
②三碳化合物的还原
12C3 + 24[H] + ATP 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6C5
物质变化：CO2 C3 （CH2O）
ATP ADP + Pi
能量变化：ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。
2. 光反应与暗反应比较
（1）光反应与暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
实质
光能转化为活跃化学能（ATP、[H]）,放出氧气
活跃化学能转变成稳定化学能储存起来（CH2O）
时间
短促、以微秒计
较缓慢
条件
需叶绿素、光、酶
不需要叶绿素和光、需要酶
场所
在叶绿体的类囊体膜上
在叶绿体的基质中
物质变化
2H2O4[H] + O2
ADP+ PiATP
CO2的固定
CO2 + C5C3
CO2的还原（CH2O）
能量变化
叶绿素将光能转化成活跃的化学能储存在ATP中
ATP中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能
联系
①光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。②光反应与暗反应是光合作用全过程的两个阶段。既有区别又有联系，是缺一不可的整体。
学生总结
光合作甲付程中的元素去向
上述方程式表示的光合产物只是单糖，实际上光合产物主要是糖类，包括单糖（葡萄糖和果糖）、二糖（蔗糖）和多糖（淀粉），其中以蔗糖和淀粉最为普遍，但一些实验证明，蛋白质、脂肪和有机酸也都是光合作用的直接产物。因此对光合作用产物应该理解为有机物和氧更为确切。
光合作用条件骤变时物质量的变化
当外界因素下光照强度、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3 、C5 、[H],ATP及ADP的生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：
第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
一、教学目标
1．知识与技能
（1）、说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）、说出叶绿体的结构和功能。
（3）、说出光合作用以及对它的认识过程。
（4）、尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）、说出光合作用原理的应用。
（6）、简述化能合成作用。
2．过程与方法
（1）利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息
（2）通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力
3．情感态度与价值观
（1） 通过本节的学习，使学生养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度
（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而 乐于学习生命科学
二、教学重点、难点及解决方法。
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究生产中的应用。
三、课时安排
3课时。
四、教学方法
讲解、实验法。
五、教具准备
课件、实验仪器、试剂、材料等。
六、学生活动
1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序
第2课时
导言：我们知道，光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。人们得出这一认识经历了漫长的探索历程。让我们重温一下这段历程吧！
一、光合作用的探究历程
教师列表呈现相关内容，学生讨论回答问题。
年代
科学家
实验
结论
思考
1771年
英国的普利斯特利
将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不易窒息而亡。
结论？
为什么有人认为植物也能使空气变污浊？
1779后
荷兰的英格豪斯
将普利斯特利所做的实验装置分别放在光下和黑暗中做
结论？
与前人相比，实验做了什么改进？
1864年
德国的萨克斯
结论？
1、为什么要把绿叶先在暗处放置几小时？2、谁是实验组，谁是对照组？
1880年
美国的恩格尔曼
上一节课已讲
1939年
美国的鲁宾和卡门
采用同位素标记法分别标记H2O和CO2，进行两组光合作用的实验。第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组提供H2O和C18O2。
结论？
二位科学家采用了什么研究手段？
20世纪40年代
美国的卡尔文
用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用。
讨论：1、从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么联系？2、人类对光合作用的探究过程，你还有哪些感悟？
二、光合作用的过程。
教师结合P103图讲解。光合作用总反应式：
CO2＋H2O→（CH2O）＋O2
光反应阶段
暗反应阶段
部位
类囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
条件
光、色素、水、酶
[H]、ATP、CO2、酶
物质变化
①水的光解：2H2O→4[H]＋O2
②ATP的形成：ADP＋Pi＋能量ATP
①CO2的固定：CO2＋C52C3
②2C3 (CH2O)＋C5＋H2O
能量变化
光能转变成活跃的化学能储存在ATP中
ATP中活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在各类有机物中。
联系
①光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。②光反应与暗反应是光合作用全过程的两个阶段。既有区别又有联系，是缺一不可的整体。
三、总结
人类认识光合作用的历程和光合作用的过程。
四、布置作业
P106 练习
第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
教学目标
1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。
教学重点
（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）光合作用的发现及研究历史。
（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（4）影响光合作用强度的环境因素。
教学难点
（1）光反应和暗反应的过程。
（2）探究影响光合作用强度的环境因素。
第3课时 影响光合作用的因素及其应用
教师指导学生完成P104——105的实验。
因素
对光合使用的影响
在生产上的应用
光
1、光照强度：光合作用随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。
在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。
曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放C02量表明此时的呼吸强度。
AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强。C02的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度“细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点（植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长）。
BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，称C点对应的光照强度为光饱和点。
应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线表示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。
2.光照面积（如图所示）曲线分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量（OC段）不断增加，所以干物质积累不断降低（BC段）。
应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
2、光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。
3、日变化，光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符。①光照时间越长，产生的光合产物越多。
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用时间。
3、增加光合作用面积——合理密植。
4、对温室大棚用无色透明玻璃。
5、若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。
温度
光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片气孔开度，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率。
般植物在10～35℃下正常进行光合作用，其中AB段(10-35℃）随温度的升高而逐渐加强，B点（350℃）以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用完全停止。
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。
二氧化碳浓度
二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加CO2浓度，光合速率不再增加。
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。
矿质元素
矿质元素直接或间接影响光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl产生直接影响（N影响酶的含量，N、Mg、Fe、Mn影响叶绿素的组成或生物合成）。K、P、B对光合作用产生间接影响。
合理施肥
水
水分是光合作用原料之一，缺少时光合速率下降。
合理灌溉
(5）叶龄（如图所示）
曲线分析：OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。
AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。
BC段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。
应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可减少其细胞呼吸消耗的有机物。
3．多因子对光合作用速率影响的分析（如图所示）
曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再影响光合速率，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因素的方法。
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C02，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C02浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度、调节温度或增加C02浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。
六、光合作用强度的表示方法及计算
1．光合作用强度表示方法
①单位时间内光合作用产生有机物的量
②单位时间内光合作用吸收C02的量
③单位时间内光合作用放出02的量
注意：最容易检测的是③。
2．光合作用的有关计算
(1)物质计算
依据光合作用的总反应式进行计算，反应式为：
(2)能量计算：依据光合作用反应式进行计算。
(3)与呼吸作用结合的计算
在光下，光合作用与呼吸作用同时进行：
光合作用（实际）产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量
光合作用（实际）二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳消耗量＋呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用（实际）葡萄糖生产号一呼呀作用葡萄糖消耗量
化能合成作用
学生阅读P105回答：1、什么是自养生物？什么是异养生物？2、自养生物与异养生物的本质区别是什么？3、自养生物有哪些类型？它们的主要区别是什么？
教师归纳：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，如硝化细菌。
2NH3＋3O2→2HNO2＋2H2O＋能量
2HNO2＋O2→2HNO3＋能量
6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2
第二小节练习
基础题
1.（1）√；（2）×。
2.B。? 3.D。? 4.C。? 5.D。? 6.B。
7.光合作用中光反应阶段的能量来源是光能，暗反应阶段的能量来源是ATP。
8.白天若突然中断二氧化碳的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是五碳化合物。
拓展题
1.（1）根据图中的曲线表明，7～10时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。
（2）在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，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）14～17时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。
教学反思：
自我检测的答案和提示
一、概念检测判断题
1.√。? 2.×。? 3.√。
选择题
1.D。? 2.D。 画概念图
二、知识迁移
提示：松土是我国农业生产中一项传统的耕作措施。松土可以增加土壤的透气性，能促进土壤中枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，从而有利于农作物生长。但是，松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素。科学研究表明，产生沙尘的地表物质以直径为0.005~0.06 mm的粉尘为主，这些粉尘主要来自农田。由于松土促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的分解和排放，从而使温室效应和全球气候变暖问题变得更加严重。此外，松土还增加了农业生产的成本。为此，农业生产上应当提倡免耕法。
免耕法又叫保护性耕作法，是指农业生产中平时不用或尽量少用松土措施（能保证种子发芽出土即可），收获时只收割麦穗或稻穗等部位，而将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表，任其腐烂，以便尽量恢复土壤的自然状态并保护土壤，避免水分蒸发。对于农业病虫害和农田杂草，则主要通过使用农药和除草剂来解决。免耕法有利于水土保持，能减少沙尘暴的发生，并能提高土壤的肥力。
三、技能训练
20 ℃
50 ℃
6 h
12 h
6 h
12h
???
???
???
???
1.提示：对于具有两个变量的对照实验，探究的原则是先探究其中的一个变量，然后探究另一个变量。为了节省时间和实验材料，一些探究两个变量的实验可以同时进行操作。例如，本实验可以参照下表同时进行，然后对2个变量的4组实验数据，分别进行分析研究。
2.
比较项目
光合作用
细胞呼吸
场所
植物细胞内的叶绿体
细胞内的线粒体和细胞质基质
原料
CO2和H2O
C6H12O6 （或和O2）； C6H12O6是光合作用的产物，其中所含的能量最终来自光能
条件
光能、酶
酶
产物
（CH2O）和O2；（CH2O）中的能量由光能转化而来，（CH2O）可以为细胞呼吸提供原料
CO2和H2O，或C3H6O3，或C2H5OH和CO2；C3H6O3和C2H5OH中含有的能量最终也来自光能
四、思维拓展
哈密地区位于我国的高纬度地区（夏季的白天长），阳光充足，而且光照强烈，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。
自己的家乡或社区如果想种植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，夜间适当降低温度等措施。
第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 能量之源——光与光合作用（3课时）
一、教学目标
1．知识与技能
（1）、说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）、说出叶绿体的结构和功能。
（3）、说出光合作用以及对它的认识过程。
（4）、尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）、说出光合作用原理的应用。
（6）、简述化能合成作用。
2．过程与方法
（1）利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息
（2）通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力
3．情感态度与价值观
（1） 通过本节的学习，使学生养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度
（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而 乐于学习生命科学
二、教学重点、难点及解决方法。
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
[解决方法]
⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究生产中的应用。
三、课时安排
3课时。
四、教学方法
讲解、实验法。
五、教具准备
课件、实验仪器、试剂、材料等。
六、学生活动
1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序
第3课时
导言：上节课我们学习了光合作用的具体过程。在农业生产上为了增加农作物的产量，可采用提高光合作用的强度的措施。那么哪些环境因素能影响光合作用的强度呢？先让我们来做个实验。
一、光合作用原理的应用。
教师指导学生完成P104——105的实验。
因素
对光合使用的影响
在生产上的应用
光
1、光照强度：光合作用随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。
2、光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。
3、日变化，光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符。
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用时间。
3、增加光合作用面积——合理密植。
4、对温室大棚用无色透明玻璃。
5、若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。
温度
光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片气孔开度，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率。
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。
二氧化碳浓度
二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加CO2浓度，光合速率不再增加。
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。
矿质元素
矿质元素直接或间接影响光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl产生直接影响（N影响酶的含量，N、Mg、Fe、Mn影响叶绿素的组成或生物合成）。K、P、B对光合作用产生间接影响。
合理施肥
水
水分是光合作用原料之一，缺少时光合速率下降。
合理灌溉
二、化能合成作用
学生阅读P105回答：1、什么是自养生物？什么是异养生物？2、自养生物与异养生物的本质区别是什么？3、自养生物有哪些类型？它们的主要区别是什么？
教师归纳：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，如硝化细菌。
2NH3＋3O2→2HNO2＋2H2O＋能量
2HNO2＋O2→2HNO3＋能量
6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2
三、总结
重点小结光合作用受哪些外界因素的影响及化能合成作用。
四、作业布置
P106 练习二
五、板书设计
（一）、光合作用原理的应用
提高光合作用强度的措施
2、探究环境因素对光合作用强度的影响
（二）、化学合成作用
1、自养生物、异养生物概念、区别
化能合成作用概念、与光合作用的区别
六．教后反思
