2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第5章第4节 第2课时光合作用的原理和应用（教师备课版）16页

第 2 课时　光合作用的原理和应用
课标内容要求 核心素养对接
1.说明植物细胞的叶绿体从太阳
光中捕获能量，这些能量在二氧
化碳和水转变为糖与氧气的过程
中，转换并储存为糖分子中的化
学能。
2．实验：探究不同环境因素对光
合作用的影响。
1.科学思维——分析与综合：分析光合作用
光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区
别又有联系。
2．科学探究——根据实验目的，设计实验探
究光合作用的影响因素，会分析相关的实验
装置。
3．社会责任——能够根据光合作用原理指导
生产实践。
一、光合作用概念和反应式
1．概念：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着能
量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2．反应式：CO2＋H2O ― ― →
光能


叶绿体
(CH2O)＋O2。
二、光合作用探究历程
1．19 世纪末，科学界普遍观点：C 与 H2O 结合成甲醛。
2．1928 年：甲醛不能通过光合作用转化成糖。
3．1937 年，英国希尔：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生氧气。
4．1941 年，鲁宾和卡门：研究了光合作用中氧气的来源(氧气来源于 H2O)。
5．1954 年，美国阿尔农：在光照下，叶绿体可合成 ATP；1957 年：这一过
程总是与水的光解相伴随。
三、光合作用原理

1．填写图中序号所代表的物质或结构
①O2；②NADP＋；③ADP＋Pi；④C5。
2．图示Ⅰ过程是光反应阶段
(1)场所：类囊体薄膜上。
(2)条件：光、色素和酶等。
(3)叶绿体中光合色素吸收光能的作用
①将水分解为氧和 H＋，氧直接以氧分子形式释放出去，H＋与 NADP＋结合
形成 NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。
②在有关酶的作用下，提供能量促使 ADP 与 Pi 反应形成 ATP，这样光能就
转变为储存在 ATP 中的活跃的化学能。
(4)NADPH 的作用
①作为活跃的还原剂，参与暗反应阶段反应。
②储存部分能量供暗反应阶段利用。
3．图示Ⅱ过程是暗反应阶段
(1)场所：叶绿体基质中。
(2)条件：酶、NADPH、ATP。
(3)具体过程
①CO2的固定，即绿叶通过气孔吸收的 CO2，在特定酶的作用下，与 C5(一种
五碳化合物)结合，形成 C3分子。
②在有关酶的催化作用下，C3 接受 ATP 和 NADPH 释放的能量，并且被
NADPH 还原。
③一些接受能量并被还原的 C3，在酶的作用下经过一系列变化反应转化为糖
类；另一些接受能量并被还原的 C3，经过一系列变化，又形成 C5，继续参与 CO2
的固定。
四、光合作用原理的应用
1．光合作用强度
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法
单位时间内光合作用{
制造有机物的量
固定CO2的量
产生O2的量

(3)影响因素
①光合作用的原料——水、CO2。
影响 CO2供应的因素：环境中 CO2浓度和叶片气孔开闭情况等。
②动力——光能。影响能量供应的因素：光照强度、光的波长等。
③场所——叶绿体。影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养和病虫害。
④酶：影响酶活性的因素，如温度。
2．探究环境因素对光合作用强度的影响
(1)实验原理
①利用 LED 台灯离实验装置的距离不同，产生不同的光照强度。
②根据单位时间内圆形小叶片上浮的数量，判断不同光照强度下光合作用强
度的大小。
(2)实验步骤
取材{器材：打孔器目的：制备30片圆形小叶片
　↓
排气{器材：注射器目的：使圆形小叶片中的气体逸出
　↓
沉水{条件：放在黑暗处原因：细胞间隙充满了水
　↓
分组：取 3 只小烧杯，分别倒入富含 CO2的清水、分别放入 10 片圆形小叶片
　↓
光照：分别对这 3 个实验装置进行强、中、弱三种光照
　↓
观察并记录：同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量
3．化能合成作用
(1)概念：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。
(2)实例：硝化细菌能利用 NH3 氧化释放的化学能将 CO2 和 H2O 合成糖类，
供自身利用。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．光合作用的光反应和暗反应阶段在叶绿体的不同部位进行。 (　　)
2．光合作用中光反应必须有光才可进行，暗反应没有光也可长时间进行。
(　　)
3．光合作用制造的有机物中的氧来自水。 (　　)
4．光合作用的光反应阶段完成了光能到活跃化...