光合作用與能量轉化高一上學期生物人教版（2019）必修1

第4節(jié)：光合作用和能量轉化光合作用是唯一能夠捕獲和轉化光能的生物學途徑。植物細胞中捕獲光能的色素和結構是什么？植物工廠用人工光源生產(chǎn)蔬菜。光能是通過什么途徑進入植物體內(nèi)的？課本P97-P101如何提取和分離綠葉中的色素？原理：綠葉中的色素可以溶解在有機溶劑無水乙醇中。高頻考點課本P98觀看視頻《綠葉中色素的提取》并閱讀課本P98的實踐與探究，回答相關問題。課本P98防止水分過多影響提取效果。1．菠菜放置24～36小時的原因？2．研磨時應注意什么？原因是什么？要迅速、充分。這樣可以保證色素釋放的更加充分且揮發(fā)量少。3．過濾時漏斗基部的尼龍布能否用濾紙?zhí)娲?？原因是什么？不能。因為濾紙的吸附性強，會導致濾液中色素的濃度過低。課本P984．假設某實驗小組得到的色素提取液顏色過淺，請結合實驗步驟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來；(2)稱取綠葉過少或加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度??；(3)未加入碳酸鈣或加入過少，部分色素分子被破壞。高頻考點課本P98分離色素的原理：層析液培養(yǎng)皿“紙層析法”分離色素的方法：不同色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在濾紙上隨層析液的擴散速度快；溶解度低的色素，在濾紙上隨層析液的擴散速度慢。利用待分離物質(zhì)中不同組分的某些理化性質(zhì)的差異而建立起來的一種分離技術。高頻考點課本P98觀看視頻《綠葉中色素的分離》并閱讀教材P98-99的實踐與探究，回答相關問題。課本P981．制備濾紙條時為什么要減去兩角？2．濾液細線的劃線原則是什么？待濾液干后，再重畫一到兩次的目的是什么？減少邊緣效應，使濾液同時到達濾液細線，防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快。畫濾液細線的原則是細、直、齊。待濾液干后，再重畫一到兩次可以增加濾液細線中色素的含量。3．為何濾液細線不能觸及層析液？防止色素溶解在層析液中。課本P98高頻考點高頻考點胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b實驗結果活動1捕獲光能的色素色素分離高頻考點1.根據(jù)實驗結果，哪種色素的溶解度最高？2.根據(jù)實驗結果，哪種色素的含量最多？胡蘿卜素葉綠素a1.1綠葉中光合色素的種類綠葉中光合色素的種類葉綠素（含量約占3/4）類胡蘿卜素（含量約占1/4）葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素那不同種類的色素對光的吸收有什么差異呢？高頻考點（橙黃色）（黃色）（藍綠色）（黃綠色）光是一種電磁波，分為可見光和不可見光。可見光的波長是400-760nm。不同波長的光，顏色不同。葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍紫光類胡蘿卜素主要吸收藍紫光類胡蘿卜素溶液葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b：主要吸收

；胡蘿卜素和葉黃素：主要吸收

。藍紫光和紅光藍紫光1.2光合色素的吸收光譜高頻考點高頻考點這些色素存在于細胞中什么部位呢？課本P992.葉綠體的結構(電鏡下)基粒類囊體捕獲光能的色素、光合酶分布在類囊體的薄膜上外膜內(nèi)膜2.1葉綠體的結構一、捕獲光能的色素和結構捕獲光能的結構：葉綠體1.光學顯微鏡下：扁平的球形或橢球形葉綠體基質(zhì)含DNA、RNA、光合酶葉綠體有什么功能？葉綠體能進行光合作用的結構基礎是什么？恩格爾曼第一個實驗課本P100恩格爾曼第一個實驗：葉綠體有什么功能需氧細菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中。需氧細菌分布在葉綠體所有受光部位。光照下，氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。結論現(xiàn)象沒有空氣黑暗極細光束暴露在光下現(xiàn)象該實驗有對照嗎？有哪些對照？再一次驗證實驗結果照光處理與不照光處理形成對照；黑暗與完全曝光形成對照。1.為什么選用水綿和好氧細菌作為實驗材料？水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧細菌可確定釋放O2的部位。2.為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。思考·討論

極細光束

均勻光照3.舉例說明該實驗設計有什么巧妙之處？選材（水綿、好氧細菌）、用極細光束定點照射因為光合色素主要吸收紅光和藍紫光，該波長下，葉綠體會釋放更多的氧氣，適于好氧細菌在此區(qū)域分布4.綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧，是光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。課本P1018.恩格爾曼用極細的光束照射載有水綿和需氧細菌的臨時裝片①，將臨時裝片②暴露在光下，結果如圖所示。下列關于該實驗的敘述錯誤的是：A.實驗開始前，臨時裝片都要先進行通氣處理B.該對照實驗可以證明葉綠體是進行光合作用

的場所C.臨時裝片中的需氧細菌的聚集位置說明光合

產(chǎn)物中有氧氣D.用透過三棱鏡的光束照射臨時裝片①，會得到與該圖示不同的結果活頁“第1課時捕獲光能的色素和結構”√××√光合作用的反應物、產(chǎn)物及條件有哪些？課本P102光合作用產(chǎn)生的O2來自CO2還是H2O，還是同時來自CO2和H2O？設計實驗？1.否。葉綠體中還有其他物質(zhì)的干擾，實驗中也并沒有觀察到氧元素的轉移2.能。實驗的懸浮液中沒有CO2，所以無法合成糖，暗示著希爾反應是相對獨立的。課本P1021.希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生O2,是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水？2.希爾實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？3.分析魯賓和卡門的實驗，你能得出什么結論？是對比還是對照實驗？光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素都來自于水。對比實驗。4.光合作用產(chǎn)生的O2和ATP具體在葉綠體的什么部位產(chǎn)生？課本P102光照下，水光解同時ADP和Pi合成ATP。課本P103(1)光反應類囊體薄膜的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶（氧化型輔酶Ⅱ）（還原型輔酶Ⅱ）條件：光、色素、多種酶場所：類囊體薄膜物質(zhì)轉化水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素光能能量轉化:ATP、NADPH中活躍的化學能ADP+Pi+能量

ATP+H2O酶

NADPH的合成：NADP++H++2e-NADPH酶課本P103高頻考點課本P104CO2如何轉化成糖類？固定還原暗反應：葉綠體基質(zhì)課本P104(2)暗反應ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量條件：場所：葉綠體基質(zhì)中有光無光都可以，多種酶等

CO2的固定：C3的還原：2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH有機物中穩(wěn)定的化學能CO2＋C52C3酶物質(zhì)轉化ATP、NADPH中活躍的化學能能量轉化：

高頻考點O2NADPHATPNADP+ADP+PiC3C5綠葉中的色素①葉綠體中色素吸收的光能，有兩方面用途：分別是_________和________。②被還原的C3的兩個去向是形成________和________。③光合作用中CO2中的C的轉移途徑：CO2→_______→_______。將水分解為氧和H+提供能量促使ADP+Pi反應形成ATPC3(CH2O)C3(CH2O)突然中斷光照或者突然降低CO2的供應，短時間內(nèi)NADPH和ATP、C3、C5的量會發(fā)生什么變化？請結合教材光合作用原理圖分析，外界條件突然改變，NADPH、ATP、C5、C3短時間內(nèi)的含量如何變化？條件光照由強到弱，CO2供應不變光照由弱到強，CO2供應不變CO2供應由充足到不足，光照不變CO2供應由不足到充足，光照不變C3含量____________________C5含量____________________NADPH和ATP的含量____________________(CH2O)的合成量____________________增加減少減少增加減少增加增加減少減少增加增加減少減少增加減少增加高頻考點物質(zhì)方面：光反應為暗反應提供

，推動C3的還原；暗反應為光反應提供

，作為光反應的原料。能量方面：光反應為暗反應提供了

能，暗反應將該能量轉化為

。ATP和NADPHADP、Pi、NADP+活躍的化學有機物中的穩(wěn)定化學能課本P104化能合成作用硝化作用課本P106化能合成作用例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌三、光合作用的影響因素和應用原料條件產(chǎn)物1、光合作用的強度(光合速率)：指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體（光合色素、酶）五、光合作用的影響因素和應用課本P105第一段1.用什么指標判斷光合作用強度（光合速率）的大小？(2)CO2的固定量(3)O2的產(chǎn)生量(1)糖類的產(chǎn)生量2.呼吸作用強度（呼吸速率）？(1)糖類的消耗量(2)CO2的產(chǎn)生量(3)O2的消耗量區(qū)別幾個概念(1)“糖類的產(chǎn)生量”與“糖類的積累量”(2)“CO2的固定量”與“CO2的吸收量”(3)“O2的產(chǎn)生量”與“O2的釋放量”葉肉細胞(1)“糖類的積累量”=“糖類的產(chǎn)生量”—

“呼吸作用消耗的糖類”(2)“CO2的吸收量”=“CO2的固定量”—

“呼吸作用產(chǎn)生的CO2”(3)“O2的釋放量”=“O2的產(chǎn)生量”—

“呼吸作用消耗的O2”嘗試用數(shù)學公式表示這些相近概念之間的關系？凈光合速率（表觀光合速率）真正光合速率（實際光合速率、總光合速率）項目表示方法凈光合速率（又稱表觀光合速率）O2的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量真正光合速率（又稱實際光合速率）O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機物的制造量呼吸速率（黑暗中測量）CO2的釋放量、O2的吸收量、有機物的消耗量真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率高頻考點原料條件產(chǎn)物

CO2濃度

水分

光照強度

礦質(zhì)元素

溫度1、光合作用的強度(光合速率)：指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體（光合色素、酶）五、光合作用原理的應用課本P105第一段3.影響光合作用的外界因素有哪些？4.光照強度和光合作用強度的區(qū)別？課本P105最后一段光合作用產(chǎn)生氧氣存留在細胞間隙探究.實踐——探究光照強度對光合作用強度的影響課本P1051.實驗中如何用5W的LED燈形成強、中弱三種光源？2.圓形小葉浮起的數(shù)量和光和作用強度（光合速率）有什么關系？為什么？實驗結論：在一定范圍內(nèi)，光照強度越大，光合速率越快3.根據(jù)該實驗能得出什么結論？2.影響光合作用的因素（1）光照強度A點：只進行細胞呼吸，CO2釋放量表明此時的呼吸強度（呼吸速率）。B點：光補償點，即光合作用強度=細胞呼吸強度。C點對應的橫坐標：光飽和點，增加光照強度光合作用強度不再增加。光補償點光飽和點AB段：光合速率<呼吸速率BC段：光合速率>呼吸速率1.A點時，該植物細胞進行什么作用？2.大于A點小于B點時，該植物細胞進行什么作用？3.在B點時，光合速率和呼吸速率有什么關系？4.大于B點時，光合速率和呼吸速率有什么關系？CO2固定量如何表示CO2固定量？高頻考點高頻考點真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率注意：陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低。ab判斷a、b哪個是陽生植物，哪個是陰生植物？a1.間作套種2.通過輪作,延長光合作用時間3.通過合理密植,增加光合作用面積4.溫室大棚,使用無色透明玻璃5.防止營養(yǎng)生長過強,導致葉面互相遮擋,呼吸強于光合,影響生殖生長應用：圖甲表示在一定的光照強度下，植物葉肉細胞中CO2、O2的來源和去路，找出圖甲在圖乙中的位置A.AB之間 B.BC之間C.C點以后 D.B點12345678910√1112131415161718綜合強化解析從圖甲可以看出，線粒體產(chǎn)生的CO2除了供給葉綠體，還釋放出一部分，說明細胞呼吸強度大于光合作用強度。分析圖乙，AB段光合作用速率小于細胞呼吸速率，因此圖甲位于圖乙的AB之間。（2）CO2濃度A點：A′點：B和B′點：CO2補償點（表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度）；表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；CO2飽和點（兩組都表示在一定范圍內(nèi)CO2濃度達到該點后，光合作用強度不再隨CO2濃度增加而增加）。看圖說話：CO2濃度對光合作用強度有什么影響？應用：1.多施有機肥2.溫室栽培植物時還可使用CO2發(fā)生器等3.大田中還要注意通風透氣（2）CO2濃度微生物分解有機物釋放CO2（3）溫度溫度過高時植物氣孔關閉或酶活性降低，光合速率會減弱。光合作用的最適溫度因植物種類而異。應用：1.適時播種2.溫室栽培植物時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫3.植物“午休”現(xiàn)象的原因之一N：P：K：Mg：（4）礦質(zhì)元素應用：合理施肥光合酶及NADP+和ATP的重要組分NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結構和功能促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸葉綠素的重要組分

（5）水

1.水是光合作用的原料2.水是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)3.水還影響氣孔的開閉,間接影響

CO2進入植物體應用：預防干旱合理灌溉思考：某綠色植物葉片上午10點和中午12點相比，在幾點的光合速率強？為什么？10點光合速率較強。因為與10點相比，12點時氣溫較高，植物失水，大部分氣孔閉合，阻礙外界CO2進入葉肉細胞，降低暗反應速率，進而降低光合速率。多因子（光照強度、CO2濃度、溫度）與光合作用強度之間的關系曲線分析：P點之前限制因素為橫坐標所表示的因子，當?shù)絇點時，想提高光合速率，可采取適