人教版生物必修一5.4.3 光合作用高中生物精品公开课
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高中生物人教版必修一课件：5.4.3 影响光合作用的因素和化能合成作用
(2)实验结果及结论： ①实验结果：
项目 烧杯
甲 乙 丙
小圆形 叶片
10片 10片 10片
加富含CO2的 清水 20 mL 20 mL 20 mL
光照强度 强 中 弱
叶片浮起的 数量
最多 ___较__少_____ ___最__少_____
②实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作 用强度_逐__渐__增__强___。(同一时间段内产生的___氧__气_____越多， 浮起的叶片越多)
|自查自纠|
1．光照是通过影响光反应来影响光合速率的( ) 2．在一定范围内，随着光照强度的增大，光合速率也逐渐增
大( ) 3．光照强度影响光合作用但光质不影响( ) 4．温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化
() 5．CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的( )
6．水分既是光合作用的原料，也是化学反应的介质( ) 7．只有真核生物才能制造有机物( ) 8．化能合成作用不消耗能量( ) 答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.×
解析 A点植物只进行细胞呼吸，产生ATP的细胞器只有线粒 体；植物缺镁时，若要使光合作用强度保持不变，则需增加光 照强度，因此B点将右移；将温度提高到30 ℃时，细胞呼吸加 强，光合作用减弱，因此，A点上移，B点右移。 答案 D
探究点二 光合作用和细胞呼吸的关系
1．光合作用与有氧呼吸的联系
(1)光合作用和有氧呼吸过程中都产生[H]，它们的来源和用途 分别是怎样的？
2．实际光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄 糖的量表示如下： ①光合作用产生的O2量＝实测的_O__2_释__放__量__＋细胞呼吸消 耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2__吸__收__量____＋细胞 呼吸释放的CO2量。 ③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的__积__累__量__(_增__重__部__分__)
高中生物《第五章 第四节 能量之源 光与光合作用》课件3 新人教版必修1
C1 a C2
AB段：弱光下， b 光合作用小于细胞呼吸 光照强度
O2 O2
CO2
CO2
CO2 吸 收 0 A B c
C1 a C2 b 光照强度
B点：光补偿点， 光合作用等于细胞呼吸
O2 CO2
CO2 吸 收 0 A B c
C1 a C2 b 光照强度
BC1段：强光下， 光合作用大于细胞呼吸
O2 O2
基粒 基质
(1)影响光合速率的因素（光强度）
CO2吸收值
表 观 光 合 速 率
真 正 光 合 速 率
CO2释放值
A
（光补偿点）
B
（光饱和点）
光强度
黑暗中呼吸作用强度
真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率
②光照强度 A点：光照强度为0时只进行
细胞呼吸，释放C02量 代表此时的呼吸强度 随光照强度增强，光 AB段： 合作用逐渐增强，C02 的释放量逐渐减少,因 一部分用于光合作用
净
B点：光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于
光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率
BC段： 随光照强度不断增强，光合作用不断增强
光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用 C点： 不再增强
（2）光强度
CO2 吸 收 量
C1
a
0 A
B：光补偿点
光补偿点：光合 作用吸收的CO2 和呼吸放出CO2 相等时的光强度。 b
CO2
CO2
第五节 光合作用
光能
6CO2 + 12H2O
叶绿体
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
进行光合作用的生物有哪些？ 自养生物 异养生物 1. 光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？
【全国百强校】四川省成都市第七中学高中生物人教版必修一课件：5-4能量之源-光与光合作用1 (共23张PPT)
水
组
谢尼伯认为植物在光照下，
H2180
同 种 植 物
第 二 H20 组
为了产生O2就必须有CO2 的存在，O2是来自CO2。
结论：02来自H20。 研究方法：同位素标记法。
一、光合作用的探究历程
卡 尔 文 的 实 验
1961年诺贝尔化学奖得主
2C3 CO2
C5
（CH2O)
用14C标记14CO2，探明了 CO2中的碳在光合作用中 转化成有机物中碳的途径， 该途径称为卡尔文循环。
一、光合作用的探究历程
时间(年) 科学家
结论
公元前3世纪 亚里士多德 植物体由 “土壤汁”构成
1648
赫尔蒙特 植物增重来自水分
1771 普利斯特利 植物能更新空气
1779
英格豪斯 绿叶只有在光下才更新空气
1782 1804 1845
谢尼伯
索绪尔 梅耶
CO2是原料， O2是产物 CO2和H2O是光合作用的原料。
一、光合作用的探究历程
英
太阳
格
豪
斯
的 实
验 从该实验能得出什么结论？
绿叶只有在光下才更新空气。
英格豪斯还发现，光 照下的绿色植物能够 释放气体，这种释放 气体的能力在夕阳西 下时降低，日落后则 完全停止。
这种气体是什么？
✓ 1782年,拉瓦锡发现了空气的组成。
一、光合作用的探究历程
太阳
谢
尼
伯
的
气体成分分析：
光能转换成化学能
1864
萨克斯 产物还有淀粉
一、光合作用的探究历程
时间(年) 科学家
结论
1880
恩格尔曼
场所是叶绿体 氧气是叶绿体释放出来的
高中生物人教版选择性必修1《5.4环境因素参与调节植物的生命活动》课件(27张PPT)
萌发率 （%）
8.5 98 54 100 43 99 54 98
任务单2
小组讨论以下问题(3min):
1.莴苣种子对哪一种光的反应更敏感？ 2.由上述实验结果还可以得出什么结论？ 3.如果经过红光和远红光处理后，将莴 苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下， 莴苣种子的发芽情况会如何？ 4.植物是怎样感受到光照的呢？
（3分钟）
资料1
温带地区，树木年复一年地 加粗，构成一圈圈年轮，表现出 季节周期性变化。年轮形成的原 因是：春夏季细胞分裂快、细胞 体积大，在树干上形成颜色较浅 的带；在秋季细胞分裂慢、细胞 体积小，树干上形成颜色较深的 带。
问题1 树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
1、温度参与植物生长发育的调节
科学家猜测这种红光和远红光可逆转换的光受体可能是两种形式 的单一色素
1960科学家从植物体内分离出这种光受体，命名 为光敏色素（一种色素-蛋白复合体）。
任务单3
阅读教材内容（106页），回答下列三个问题： 问题1、光敏色素主要吸收哪种光？ 问题2、光敏色素分布在哪儿？ 问题3、光敏色素如何调控植物生长发育？
资料2
有些植物在生长期需要经历 一段时期的低温之后才能开花。 这种经历低温诱导促使植物开花 的作用，称为春化作用。如冬小 麦、冬大麦、蕙兰等。
问题2 有的植物需要经过春
化作用才能开花，这对于它 们适应环境有什么意义？
这样可以避免出现在冬季 来临之前开花，从而无法 正常结果的情况。
2、重力参与调节植物的生长发育
课外调查：
1.昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。如果要让 昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？
2.网络调查通过控制光、温、重力等因素调控Leabharlann 卉、 作物等生长发育的措施及应用。
2024-2025学年高中生物新教材同步必修第一册第5章第4节 第3课时 光合作用原理的应用
第3课时光合作用原理的应用[学习目标] 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。
2.关注光合作用原理的应用。
1．光合作用的强度(1)概念：简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)意义：直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响的实验3．影响光合作用强度的环境因素(1)确定依据：根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。
因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
(2)举例分析：环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。
叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。
此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。
4．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的合成作用。
(2)实例 硝化细菌⎩⎪⎨⎪⎧ 能量来源：将氨氧化成硝酸释放的能量反应物：水和二氧化碳产物：糖类判断正误(1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行( )(2)能进行光合作用的生物是自养生物( )(3)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物( )答案 (1)× (2)√ (3)×解析 (1)植物细胞在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用。
(3)自养生物可以是光能自养，也可能是化能自养，都能把无机物转变成有机物。
任务：探究光照强度对光合作用强度的影响1．本实验的自变量是什么？如何控制？提示 自变量是光照强弱。
通过调节光源与实验装置的距离来控制。
2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？提示 因变量是光合作用强度。
检测指标是相同时间内圆形小叶片浮起的数量。
3．水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下：(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。
高中生物必修1教学设计3：5.4.3 光合作用的影响因素和原理的应用 优质教案
光合作用的影响因素和原理的应用一、教学目标1.知识目标说出光合作用原理的应用。
2.能力目标尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
3.情感目标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、教学重点光合作用原理的应用。
三、教学难点探究影响光合作用强度的环境因素。
四、教学流程二、影响光合作用强度的因素讲述：影响光合作用强度的因素有外因和内因，内因由自身遗传物质决定，外因主要为光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等。
农业生产主要通过调控光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等来增加光合作用强度，从而提高产量。
1.实验：探究环境因素对光合作用强度的影响讲解参考案例——探究环境因素对光合作用强度的影响，引导学生分析实验原理、进行变量分析、理清步骤，根据结果分析得到结论。
参照案例思路，通过小组讨论，确定实施实验方案，力求探索出提高农作物光合作用强度有效和实用措施。
（1）实验原理利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。
在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。
（2）控制变量自变量的设置：强、中、弱三种光照。
因变量的检测：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量无关变量的控制：使小圆形叶片内的气体逸出；放入黑暗处待用。
（3）实验步骤①选取生长健全、年龄近似、厚薄均匀的成长叶片数片，用直径约1cm 的打孔器打小圆片30片（注意避开大的叶脉）。
②堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。
重复几次。
③将内部气体逸出的叶片，放入烧杯中，放在暗处备用。
这些叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。
④取3只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水。
⑤分别放入10片叶片，然后进行不同强度的光照。
观察浮起叶片的数量。
（4）实验结果（5）实验结论在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，超过一定值后光合作用强度趋于稳定。
人教版高中生物学必修1精品课件 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 第2课时 光合作用的原理和应用
应用
②温室大棚 使用无色透
明材料;
环境因素 光
对光合作用的影响原理
续表 应用
③合理密植, 目的是提高 光能的利用
率
环境因素 温度
对光合作用的影响原理
应用
①适时播种; ②进行温室栽 培时,白天应 适当提高温 度,晚上应适 当降低温度
环境因素
对光合作用的影响原理
应用
旁栏边角 想一想
致用 视角1 探究环境因素对光合强度的影响
（乙醇酸）
2. 水中圆形小叶片在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞 气体交换图。
提示 光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶 片中氧气增多。
3. 下图所示为科学家研究环境因素对同一植物光合作用强度的影响。
知新
1. 光合作用的强度 （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） 影响因素：土壤中水分的多少、环境中_____浓度、温度的高低、光照的_强__弱___、 光的波长。
01 考点一 光合作用的原理 02 考点二 影响光合作用的因素 03 情境突破 光呼吸
01 考点一 光合作用的原理
导入
1. 什么是希尔反应？该反应的设计思路是什么？证明了什么问题？
3. 光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
4. 光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
03 情境突破 光呼吸
命题情境
（乙醇酸）
高考例证
图1
（1） 图1中，类囊体薄膜直接参与的代谢途径有_①__⑥___（从①～⑦中选填），在红
光照射条件下，参与这些途径的主要色素是__________________。
过氧化
新人教版必修1高中生物第5章第4节第2课时光合作用的原理和应用课件
光能转变为化学
实质 能，水光解产 生O2和[H]
光合作用原理的应用
1．光合作用强度 糖类 (1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制 造______的量。 CO2 _____固定量、 (2)表示方法：测定单位时间内 有机物产生量或 _____的生成量来定量表示。 O2 CO2 ______、H O含量、 (3)影响因素：光照强度、 2 温度等。
影响光合作用的外界因素及应用 (1)光照强度。
①曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行 细胞呼吸，释放的CO2量表示呼吸速率。B点 细胞呼吸释放的CO2量和光合作用吸收的CO2 量相等，此时的光照强度称为光补偿点。C 点时已经达到了光饱和点，光照强度增加， 光合作用强度不再增加。 AB段同时进行光合作用和呼吸作用，而且光 合作用的强度小于呼吸作用的强度。BC段同 时进行光合作用和呼吸作用而且光合作用的 强度大于呼吸作用的强度。 ②应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚
①CO2 的固定： 酶 CO2＋C5――→2C3 ②C3 的还原： ATP、[H] 2C3 ――→ (CH2O) பைடு நூலகம்H2O 酶
物质变化
比较 项目
光反应 光能→电能
暗反应 ATP、NADPH中活跃 的化学能→糖类等
能量转化
→ATP、
NADPH中活
跃的化学能
有机物中稳定的化
学能 同化CO2形成(CH2O)
(2)实验分析。 ①设置了自身对照，自变量为光照，因变量 是叶片遇碘蒸气后的颜色变化。 ②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营 养物质消耗掉，增强了实验的说服力。 ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外， 还证明了光是光合作用的必要条件。
人教版高中生物必修一优质课件：第五章第4节《能量之源——光和光合作用》(共73张PPT)
（三）光合作用的过程：
1、写出光合作用的总反应式： 2、根据是否需要光，光合作用的过程可以 概括地分为 光反应 和 暗反应 两个阶段。 3、读懂教材103页光合作用过程的图解 4、填表比较光合作用过程中的两个阶段
光合作用的反应式：
CO2+H2
O*
* （ CH O ） +O 2 2 叶绿体
光能
6CO2+12H2O
请分析光下的植物突然停止光照后，其体 内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？ C3 ↑ [H] ↓ 停止 光反应 还原 光照 停止 ATP↓ 受阻 C5 ↓
2C3 请分析光下的植物突然停止 CO2的供 供氢 应后，其体内的 C 化合物和 C 化合物 5 3 CO2 [H] 的含量如何变化？ 酶 供能 C↓ 5 C ATP 固定 3 CO2 ↓ （ CH O ） 停止 2 C5 ↑
恩格尔曼实验的巧妙之处
选材好。 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。 设计妙。 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，叶绿体上可分为有光照和无 光照的部位，相当于一组对照实验。
叶绿体的功能 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜
开始时 5年后 实验前后 的差值 柳树的 2.3kg 76.7kg +74.4kg 质量 干土的 90.8kg 90.7kg －0.1 kg 质量
结论：植物的物质积累不是 来自于土壤，而是完全来源 于水。
直到18世纪中期，人们一直以 为只有土壤中的水分是植物建造自身 的原料，而没有考虑植物能否从空气 中得到什么。
2.暗反应阶段 场所： 叶绿体的基质中 [H] 、ATP 条件： 多种酶、
CO2的固定：CO2＋C5
高中生物《第五章 第四节 能量之源 光与光合作用》课件1 新人教版必修1
A.只有乙 C.乙和丙都是
B.只有丙 D.乙和丙都不是
12.下图为某植物细胞部分结构，据图分析的下列
叙述中，正确的是
A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C.A是叶绿体，B是线粒体
D.A产生的气体在细胞内直接进入B要穿过5层膜
13.右图表示在一定光照条件下，温度对植物光 合作用量（a）与呼吸作用量（b）的影响曲线 图（通过测定CO2量而获得）。下列叙述中，正 确的是 A.该植物在25℃左右时， 重量增加最大 B.该植物在20℃与30℃ 时，重量增加相同 C.该植物在40℃时重量 减少 D.该植物在25℃时，重 量增加是在5℃时的8倍
甲
乙
（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 E 点。
14.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。甲图是在春季的某一晴天， 乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
甲
乙
（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为 光照强度 .
提取和分离叶绿体中的色素
实验原理： 叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度 不同，层析液的主要成分是石油醚，石油醚是 一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体中的四种 色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的 是胡萝卜素，它随石油醚在滤纸上扩散得最快； 叶黄素和叶绿素a的溶解度次之；叶绿素b的溶 解度最低，扩散得最慢。这样，几分钟后，四 种色素就在扩散过程中分离开来。
逐步减弱 以致光反应产生的 ATP 和 [H] 逐渐减少，
从而影响了暗反应强度，使
响了C02固定。
5.4《能量之源──光与光合作用》课件(新人教版-必修1)
类囊体膜
H2O
酶
[H] Pi ＋ADP ATP
C3 的 还原
三碳化合物 2C3
叶绿体基质 CO2的 多种酶 固定
CO2
五碳化合物
C5
糖类
卡尔文循环
光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能 划分依据:反应过程是否需要光能
光反应 暗反应
光反应阶段
H2O
类囊体膜 酶
[H]
进入叶绿 体基质， 体基质， 参与暗反 应
叶绿体基质 CO2的 多种酶 固定
ATP [H]
CO2
五碳化合物
C5
糖类
比较光反应、 比较光反应、暗反应
光反应阶段 色素、 光、色素、酶 暗反应阶段 不需光、 不需光、酶、[H]、ATP 、 叶绿体基质中 叶绿体基质中 基质 CO2的固定； 的固定； C3的还原
条件 场所
叶绿体类囊体膜 叶绿体类囊体膜 水的光解； 物质变化 水的光解； ATP的生成 的生成 ATP中活 光能 能量变化 跃化学能 联系
作用：吸收、传递和转化光能的作用 作用：吸收、传递和转化光能的作用
四种色素对光的吸收
叶绿体中的 色素提取液
蓝紫光、 叶绿素主要吸收___________ 叶绿素主要吸收 蓝紫光、红光 类胡萝卜素主要吸收________ 类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光
叶色
叶 绿 体 的 结 构
类囊体
外膜பைடு நூலகம்内膜 基质 基粒
新课标人教版课件系列
《高中生物》
必修１ 必修１
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 》
教学目标
• 知识性目标：1．说出光合作用的探究历程。 知识性目标： 2．初步掌握科学探究的一般方法。 • 技能性目标：尝试分析实验、设计实验。 技能性目标： • 情感性目标：1．关注科学工作的方法和过程，形 情感性目标： 成严谨的科学态度及创新、合作的科学精神。 2．体验科学发现的艰难和科学家们的智慧力量， 确立进行科学研究的欲望和信心。 • [教学重点 教学重点]1．光合作用的探究历程。2．科学探 教学重点 究实验的基本方法。 • [教学难点 教学难点]真正领悟探究实验的科学原理和方法， 教学难点 并很好地运用到设计实验中。 • [教学方法 教学方法]探究与发现式教学；小组合作学习 教学方法 • [教学媒体 教学媒体]实物投影、多媒体课件 教学媒体
5.4光合作用与能量转化(第二课时)教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1
3. 请分析下列实例，阐述光合作用与生态系统之间的关系。
实例：某湖泊因过度养殖导致水体富营养化，藻类大量繁殖，导致水质恶化。
答案：光合作用与生态系统密切相关。在这个实例中，过度养殖使水体中的营养物质增多，藻类通过光合作用大量繁殖，导致水体富营养化。过多的藻类消耗了大量氧气，影响了其他生物的生存，破坏了生态平衡。
5.4 光合作用与能量转化（第二课时）教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教材分析
《5.4 光合作用与能量转化（第二课时）》选自人教版高中生物必修1，本节内容在学生对光合作用的基本过程有了一定了解的基础上，深入探讨光反应与暗反应的内在联系，特别是ATP和NADPH在能量转化中的核心作用。课程紧密联系课本，通过实例解析能量转化效率，强化学生对光合作用过程中物质与能量转换的认识，进一步理解光合作用在生态系统中的基础性作用，为后续学习生态系统、生物进化等内容打下坚实基础。
4. 请举例说明光合作用在生物技术中的应用。
答案：光合作用在生物技术中的应用之一是人工光合作用系统。例如，科学家们研究利用仿生材料模拟光合作用过程，将太阳能转化为化学能，用于生产氢气等可再生能源，有助于解决能源危机和减少环境污染。
5. 请简述光反应和暗反应在农业生产中的应用。
答案：在农业生产中，通过以下方式应用光反应和暗反应的原理：
- 教学重点：强调光反应和暗反应在能量转化中的关键作用，以及ATP和NADPH在其中的核心地位。
3. 巩固练习（10分钟）
- 列出几道关于光合作用能量转化的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
- 组织学生进行小组讨论，共同分析问题，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
实例：某湖泊因过度养殖导致水体富营养化，藻类大量繁殖，导致水质恶化。
答案：光合作用与生态系统密切相关。在这个实例中，过度养殖使水体中的营养物质增多，藻类通过光合作用大量繁殖，导致水体富营养化。过多的藻类消耗了大量氧气，影响了其他生物的生存，破坏了生态平衡。
5.4 光合作用与能量转化（第二课时）教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教材分析
《5.4 光合作用与能量转化（第二课时）》选自人教版高中生物必修1，本节内容在学生对光合作用的基本过程有了一定了解的基础上，深入探讨光反应与暗反应的内在联系，特别是ATP和NADPH在能量转化中的核心作用。课程紧密联系课本，通过实例解析能量转化效率，强化学生对光合作用过程中物质与能量转换的认识，进一步理解光合作用在生态系统中的基础性作用，为后续学习生态系统、生物进化等内容打下坚实基础。
4. 请举例说明光合作用在生物技术中的应用。
答案：光合作用在生物技术中的应用之一是人工光合作用系统。例如，科学家们研究利用仿生材料模拟光合作用过程，将太阳能转化为化学能，用于生产氢气等可再生能源，有助于解决能源危机和减少环境污染。
5. 请简述光反应和暗反应在农业生产中的应用。
答案：在农业生产中，通过以下方式应用光反应和暗反应的原理：
- 教学重点：强调光反应和暗反应在能量转化中的关键作用，以及ATP和NADPH在其中的核心地位。
3. 巩固练习（10分钟）
- 列出几道关于光合作用能量转化的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
- 组织学生进行小组讨论，共同分析问题，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
高中生物必修1 分子与细胞 5.4 光合作用与能量转化(共37张PPT)(完美版课件)
（2）加少许的二氧化硅和
碳酸钙、10ml无水乙醇，
进行迅速、充分地研磨。
防止无水乙醇的挥发 （3）将研磨液进行过滤。
2.制备滤纸条
（1）剪去两角： 使层析液能同步到达滤液细线 （2）铅笔： 圆珠笔中含有色素
3.画滤液细线 画两三次：积累更多的色素，使分离后的色素带明显
4.分离绿叶中的色素
注意：不能让滤液细线触及层析液 滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色
在没有空气的光亮环境中 好氧细菌集中在叶绿体__所__有__受__光___部位。
没
有 空
极 细 光
气
束
黑
完 全 光 照
暗
1 现象：
2 现象：
装片中好氧细菌向叶绿
装片中好氧细菌分布
体被光束照射到的部位集中。在叶绿体所有受光部位的
结论：
周围。
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
蓝
红
紫
光
胡萝叶卜绿素素最ａ少＞。叶绿素ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素
四种色素对光的吸收
叶绿素主要吸收蓝__紫__光__、__红__光_ 类胡萝卜素主要吸收_蓝__紫__光___
练习：
1.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿
色过浅，其原因可能是（ D ）
① 未加石英砂，研磨不充分
② 一次加入大量的无水酒精提取
二、叶绿体的结构适于进行光合作用 这些囊状结构称为类囊体。 吸收光能的四种色素， 就分布在类囊体的薄膜上。
想一想： 叶绿体内有如此多的基
粒和类囊体，有什么作用？ 极大地扩展了受光的面积
色素的功能？
吸收、传递、转化光能。 （只有特殊状态下的叶绿素a能转化光能）
在没有空气的黑暗环境中 好氧细菌只集中在__被__光__线__照__射__的叶绿体附近。
新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用第四节光合作用与能量转化课件新人教版必修第一册
探究一 绿叶中色素的提取和分离
阅读教材第98~99页“探究·实践”,分析“绿叶中色素
的提取和分离”实验的原理、步骤及结果。 1.绿叶中色素的提取。 (1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_无__水__乙_
醇 中。 (2)过程。 取材:称取5 g绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中
研磨:向研钵中放入少许_S__iO__2 _和_C_a_C__O_3_,再加入 5~10 mL _无__水__乙__醇___,迅速、充分地进行研磨
(3)滤纸条上色素带重叠:①滤液细线不直;②滤液细线 过粗。
(4)滤纸条上看不见色素带:①忘记画滤液细线;②滤液 细线触及层析液,色素溶解到层析液中。
【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说 法正确的是( ) A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇 B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色 C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大 D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条 解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此 可以用无水乙醇提取色素,A项错误;叶绿素a呈现蓝绿色,B 项错误;叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素小,C项 错误;碳酸钙能防止研磨中叶绿素被破坏,因此研磨时若不 加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条,D项正确。 答案:D
实验中的注意事项及操作目的归纳
过程
注意事项
选新鲜绿色的叶片
研磨时加无水乙醇
提取 加少量SiO2和CaCO3 色素
迅速、充分研磨
盛放滤液的试管口加 棉塞
滤纸预先干燥处理
滤液细线要直、细、 分离 匀 色素 滤液细线干燥后再重
画一至两次
滤液细线不触及层析 液
操作目的 使滤液中色素含量 高 溶解色素 研磨充分和保护色 素 防止乙醇过度挥发, 充分溶解色素
人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源——光和光合作用》优秀课件(58张)(共58张PPT)
二是 待干燥后再重复2-3次 （4）分离色素时，注意不要让层析液没及 滤液细线
二、捕获光能的色素
色素
类胡萝卜素
（含量占1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素
（含量占3/4）
叶绿素b（黄绿色）
因色素中叶绿素含量较多，故植物叶片一般 呈绿色。
二、捕获光能的色素
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
验 500多次
结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才 能更新污浊的空气。
四、光合作用的发现过程
4.1864 萨克斯 证明光合作用的产物
一半遮光
一半曝光
结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。
思考ing...
1.为什么要让叶片先置于暗处几小时? 目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉
2.为什么让同一叶片的进行一半曝光，另一半遮 光？ 为了进行对照，而在同一叶片进行可以避免植 物不同叶片的差异，使实验更有说服力。
普利斯特莱通过 植物和动物之间进行 气体交换的实验，第 一次成功地应用化学 的方法研究植物的生 长，得知植物生长需 要吸收二氧化碳，同 时放出氧气。
四、光合作用的发现过程
2.1771 年英国的普利斯特莱
结论：植物可以更新空气
有时实验成功 有时实验失败
四、光合作用的发现过程
3.1779 荷兰英格豪斯 重复了普里斯特利的实
四、光合作用的发现过程
6.1938 鲁宾和卡门 氧气来自哪里
同位素 示踪法
结论：光合作用释放的氧全部来自于水
四、光合作用的发现过程
7.1948 卡尔文 探究碳的途径
探明了CO2中碳在光合作用的途径，称为卡尔文循环
五、光合作用的过程
二、捕获光能的色素
色素
类胡萝卜素
（含量占1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素
（含量占3/4）
叶绿素b（黄绿色）
因色素中叶绿素含量较多，故植物叶片一般 呈绿色。
二、捕获光能的色素
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
验 500多次
结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才 能更新污浊的空气。
四、光合作用的发现过程
4.1864 萨克斯 证明光合作用的产物
一半遮光
一半曝光
结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。
思考ing...
1.为什么要让叶片先置于暗处几小时? 目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉
2.为什么让同一叶片的进行一半曝光，另一半遮 光？ 为了进行对照，而在同一叶片进行可以避免植 物不同叶片的差异，使实验更有说服力。
普利斯特莱通过 植物和动物之间进行 气体交换的实验，第 一次成功地应用化学 的方法研究植物的生 长，得知植物生长需 要吸收二氧化碳，同 时放出氧气。
四、光合作用的发现过程
2.1771 年英国的普利斯特莱
结论：植物可以更新空气
有时实验成功 有时实验失败
四、光合作用的发现过程
3.1779 荷兰英格豪斯 重复了普里斯特利的实
四、光合作用的发现过程
6.1938 鲁宾和卡门 氧气来自哪里
同位素 示踪法
结论：光合作用释放的氧全部来自于水
四、光合作用的发现过程
7.1948 卡尔文 探究碳的途径
探明了CO2中碳在光合作用的途径，称为卡尔文循环
五、光合作用的过程
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实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
二、实验步骤
3.将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
探究光照强弱对光合作用强度的影响
一、实验原理
利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉 于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的 溶解度很小，而在细胞间积累，使原来下沉的叶片上浮。根据单位时 间内圆形叶片上浮的数量，间接判断光合作用强弱。
烧杯 光源 距离 光照强度 叶片上浮数量
1 40W 5cm
强
Байду номын сангаас
2 40W 30cm
中
3 40W 50cm
弱
四、实验结论
在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增加而增强
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
二、实验步骤
5.分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装 置进行强、中、弱三种光照(3盏40W台灯分别向3个实验装置照射，光 照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定)。
光源会产生热量，导致温度 不同，所以为了保证单一变量， 应该加一个盛水玻璃柱，排除 温度对实验结果的影响。
条件：弱__光___照__B___ B＞ A
O2
CO2
O2
条件：_较__强__光__照___
CO2
O2
条件：_强__光__照__D___
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
外部因素
内部因素
光照强度 CO2浓度 温度 水 矿质元素 物种 叶龄 叶面积指数
建立模型 探究CO2和O2的变化情况（相对数量关系）
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
CO2
O2
CO2
CO2
O2 O2
CO2
O2
条件：_无__光__照_____ CO2
条件：弱__光__照__A____
O2
CO2
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
BC段：光合＞呼吸
CO2
外部因素1：光照
C 吸 收 量
AB段：呼吸＞光合
CO2
O2
CO2
B O b 光补
A 偿点 释 放 量
c 光饱
光照强度
和点
A点：只呼吸不光合
B点：呼吸＝光合
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
二、实验步骤
2. 将圆形叶片置于注射器内，并 让注射器吸入清水，待排出注射器 内残留空气后，用手堵住注射器前 端的小孔并缓缓拉动活塞，使小 圆形叶片内的气体逸出。这一步骤 可重复几次。
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
二、实验步骤
1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
冷光源
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
二、实验步骤
6.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。 三、实验记录
避免光合作用产生 O2，使叶片上浮
4.取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含二氧化碳的清水(事先可用口通过 玻璃管向清水内吹气)。
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
CO2
CO2
吸
C
收
量
B
Ob
c
释 A 呼吸速率
放 量
O2消耗量
CO2产生量
有机物消耗量
光照强度
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
Experiment: Explore the influence of environmental factors on the intensity of photosynthesis
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
光合作用与能量转化（三）
光合作用强度
Photosynthetic intensity
计算式
光能 6CO2 +12H2O 叶绿体 C6H12O6+6H2O+6O2
单位时间内__有__机__物__的__产__量__、_O_2_的__产__生__量__、_C_O__2的__消__耗__量____。
实验：探究环境因素对光合作用强度的影响
影响光合作用强度的因素
Factors influencing the intensity of photosynthesis
外部因素1：光照
总光合速率
O2产生、制造量 CO2固定、同化、消耗量 有机物制造、产生、合成量
净光合速率 （表观光合速率） O2的释放量 CO2的吸收量 有机物的积累、增加量