高一生物上学期教案 光合作用和细胞呼吸 第二节光合作用

公共教学个性教学【本节目标】1、举例说出影响光合作用的环境因素
2、理解提高农作物产量的措施。

【导入新课】
光合作用为地球上的绝大多数生命提供了营养和能量，但是很多
生物在一段时间内会因食物或营养不足而出现症状甚至死亡。

人
也不例外，粮食问题在今后的一段时期内，仍然是一个世界性
的大问题。

那么，解决粮食问题的主要途径是什么呢？（提高农
作物的光合作用）你有什么措施可以提高农作物的光合作用效
率？
【新课推进】1、光合作用反应式
人们常常根据反应过程是否需要光这个条件，将光合作用全过程
分为光反应和暗反应两个大的阶段。

引导学生复习上节内容并组织小组讨论：
（1）光反应阶段
①光反应的部位在何处？
②光反应的条件是什么？
③色素吸收的光能有哪两个方面的用途？
④光反应中物质变化和能量变化是怎样？
⑤光反应中产生的[H]和ATP到哪里去了？
【学生】
①发生部位:叶绿体片层结构薄膜上
②反应条件:光、水色素分子、酶
③水的光解和ATP的形成
④物质变化
水的光解: ATP形成: 能量转变:
⑤[H]和ATP用于暗反应
【教师】暗反应又如何进行的呢？
演示叶绿体基质中暗反应的动态变化过程，引导学生观
察，并组织小组讨论：
（2）暗反应阶段
①暗反应的场所在何处？
②暗反应的条件是什么？是否一定不能有光?
③CO2发生了哪些变化？
④暗反应中物质变化和能量变化是怎样？
试用反应式写出物质变化。

【学生】
①发生部位:叶绿体基质中
②反应条件: ，不需要光
③CO2被固定和还原
④物质变化
CO2固定:
C3化合物还原:
能量转变:ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能。

【教师】光反应与暗反应并非是两个完全独立的过程而它们之间有联系吗?
引导学生列表比较光反应和暗反应的区别和联系。

【学生】展示光反应阶段和暗反应阶段比较表格
光反应与暗反应的相互影响
【教师】光反应与暗反应会相互影响吗？
【学生】会
【教师】那么它们是如何影响的呢？假如将正常进行光合作用的某植物置于黑暗条件下，即停止光照，但二氧化碳持续供应，它的暗反应将如何变化呢？
讲解：当光停后，光反应就停止了，作为暗反应的原料[H]和ATP 也停止供应了，而暗反应中的二氧化碳固定形成三碳化合物继续进行，三碳化合物的还原将因为[H]和ATP的停止供应而停止了，即C3的含量上升，而C5的含量下降。

提问：如果现在换成光照继续，而二氧化碳的供应停止，光反应如何变化呢?C5和C3的含量又会如何变化呢？
【学生】思考、讨论、回答。

讲解：光照持续，光反应正常进行，二氧化碳停止，暗反应中二氧化碳固定形成C3反应停止，叶绿体中积累了一定量的C3，C3的还原继续进行，所以C3含量下降而C5的含量上升。

【知识拓展】列举材料，让学生思考农作物为什么会出现低产或高产？
（1）合理灌溉的农作物产量高。

（2）某地区的农作物因遭遇长期阴雨而严重减产。

（3）设施农业：冰天雪地的隆冬，棚内温暖如春，瓜果蔬菜蓬勃生长。

（4）合理施肥的农作物产量高等。

（5）在相同的环境条件下，我们发现不同的植物的光合作用强度不同。

【知识小结】：影响植物光合作用产量的因素是多方面的，既有内因，也有外因；其中内因由植物各自的遗产物质决定，因此要提高植物的光合作用产量一般需要从外因（如：水、光照、温度、CO２浓度）考虑，那么，这些因素究竟是如何影响光合作用效率的呢？
【板书】一、影响光作用的因素
1、内部因素（色素、酶等）
（1）同一植物的不同生长发育阶段
根据植物在不同生长发育阶段光
合速率不同，适时适量地提供水肥及
其他环境条件，以使植物茁壮成长
（2）同一叶片的不同生长发育时期
（叶龄）
①曲线分析
OA段为幼叶，随幼叶生长，叶面
积增大，叶内叶绿体增多，
叶绿素含量增加，光合速率不断
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，随叶龄增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降
②应用农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，茎叶蔬菜及时换新叶，可减少其细胞呼吸对有机物的消耗
2、单因子环境因素对光合作用的影响
（1）光照直接影响光反应
A.光质（不同波长的光）白光>红光>蓝紫光>绿光
说明在不同光质下，不但光合作用的强弱有差异，而且光合作用的产物也不完全一样植物在蓝紫光的照射下生长，其光合作用产物中蛋白质和脂肪的含量就会增加；而在红光的照射下，其光合作用产物中糖类的含量就会比较多。

B.光照强度对光合作用的影响
【提问】光照对光合作用至关重要，那么光照具体影响光合作用的那个过程？是如何影响的？
增加光照强度，是不是光照强度对光合作用效率的影响一直是正相关？为什么？
【回答】光照主要影响光反应；增加光照强度，可以增加光反应的产物的量，继而增加光合作用效率。

不是；可能与植株种类有关。

【总结】光合速率随着光照强度的增强而加快。

在一定范围内几乎是呈正相关。

但超过一定范围之后，光合速率的增加减慢；当达到某一光照强度时，光合速率就不再增加，这种现象称为光饱和现象。

刚出现光饱和现象时的光照强度称为光饱和点。

光合过程中吸收的 CO２和呼吸过程中放出的 CO２等量时的光照强度，就称为光补偿。

在生产中的应用：
①适当提高光照强度
②对温室大棚用玻璃。

（若要降低光合作用则用有色玻璃）。

（2）温度影响光合作用
【思考】温度是如何影响光合作用的？
影响酶活性
①曲线分析温度影响酶的活性从而影响光合速率（温度主要影响光合作用的暗反应，对光反应影响不大）
说明一般植物在10-35℃下正常进行光合作用，50℃左右光合作用停止。

【小结】光合作用中有很多酶促反应，尤其是暗反应，温度会通过影响相关酶的活性进而影响光合作用，故相关图像与温度对酶的活性影响图像一致，
②应用温室栽培时，白天适当提高温度（提高光合作用强度），晚上适当降低温度（降低呼吸作用），保证有机物的积累。

/维持昼夜温差，提高净光合作用速率
（3）CO2浓度（直接影响暗反应）
①曲线分析在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围，光合速率不再增加（甚至减弱，呼吸抑制）
（4）水分
①水是光合作用的原料，还影响气孔的开闭。

缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用，如夏天的正午时分，植物光合作用较低。

②应用根据作物的需水规律合理灌溉
（5）必需矿质元素（N、P、Mg等）的供应
①曲线分析在一定范围内，增大必需
矿质元素的供应，可提高光合速率，但当
超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高
使植物吸水困难从而导致光合速率下降
②应用根据植物的需肥规律，适时、适量
地增施肥料，可促进叶片面积增大，合成叶绿素、酶等物质，提高作物的光合作用
（叶菜类蔬菜多施氮肥；收获以淀粉为主的植物多施钾肥）
③缺氮影响酶、ATP、NADP+的合成
缺磷影响ATP、NADP+的合成及叶绿体膜的结构和功能缺钾影响糖类的合成和运输
缺镁影响叶绿素的合成
矿质元素过多农作物易倒伏
(N、P、Fe是合成叶绿素所必需的矿质元素； K、P参与糖的代谢； P还参与ATP与ADP的相互转化等)
【知识拓展】
曲线分析
A点光照强度为0，只进行呼吸作用，A点表示呼吸作用的强度，说明在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量（即空气中O2的减少量）或二氧化碳释放量（即空气中的CO2增加量）直接反映呼吸速率。

AB段随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强,CO2吸收速率渐增；呼吸速率不变，净光合速率为负值。

B点光合作用强度 = 呼吸作用
率，而反映出表观光合速率或称净光合速率，
（1）甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速度随_________ _________的增加，成正比例增加，这种情况下，可以认为光合作用的速度受__________________的限制，此时主要影响光合作用过程的__________________阶段。

（2）从甲图可见，光照超过某一强度时，光合作用的速度不再增加，且具有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于____ _____________，此时光合作用的_______________阶段受到限制。

（3）乙图中C点表示光照强度为B
时，植物生长的__________________
_________。

出现CD段的原因是____
________________________________。

（4）除图示之外影响光合作用的主
要因素是________________________。

2、光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是（）
A. 光反应和暗反应互为提供物质和能量
B. 炎热的夏季中午，植物的“午休”现象是因为暗反应受阻，但光反应正常进行
C. 在其它条件适宜情况下，光照突然停止，暗反应中C3合成速率减低
D. 光反应和暗反应总是同时进行，紧密联系，缺一不可的整体例5下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示意图。

图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，据图回答
（1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处于何种生理活动状态？植物呼吸作用释放的CO2的量=光合作用吸收的O2的量。

（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 BF 段，
其中光合作用强度最高的是
D 点，植株积累有机物最多的是F 点。

（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为光照强度减弱，以致光反应产生的
和ATP 逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使_C5_化合物数量减少，影响了C02固定。

（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为气温过高，蒸腾作用过强，气孔关闭，CO2供应减少。

板
书
设
计
一、影响光作用的因素
1.内部因素（色素、酶等）
2.单因子环境因素对光合作用的影响
（1）光照
（2）温度
（3）CO2浓度
（4）水分
（5）必需矿质元素（N、P、Mg等）的供应
二、提高农作物产量的措施
1、延长光合作用时间
2、提高光合作用强度（效率）
3、增大光合面积
教
学
反
思。