高效课堂同步课件：5-4-2能量之源──光与光合作用(必修1)
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(CH2O)
能量 变化 相互 联系
光能转变成ATP中 ATP中活跃的化学能转变成贮 活跃的化学能 存在(CH2O)中的稳定的化学能
光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量； 暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料
•【巩固1】 如图为高等植物光合作用图解，下列说法正确的是 •( )。
•第(2)问没有充分挖掘题干信息。乙图中横轴表示的是时间，在0 时没有光照，不进行光合作用，在6时，光合作用速率等于呼吸作 用速率，因此开始进行光合作用的时间应为6时之前。光合作用强 于呼吸作用时，CO2浓度下降，因此6～18 h光合作用速率大于呼 吸作用速率。
•第(3)问审题不细致，忽视了实验过程是30 min， 而题目考查的光合作用速率是用“每小时释放O2 量 ” 来 表 示 的 。 植 物 的 光 合 作 用 速 率 为 (0.6 － 0.2)÷0.5＝0.8(mL/h)。
•答案 B
光合作用原理的应用
•1．光合作用强度
•指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，用一定时间
内 原料的消耗 ________________或
产物生成的数量 来定
量表示。
Biblioteka Baidu
•2．影响光合作用的环境因素 •农业上可通过控制 光照的强弱和 温度 的高低，适当增加作物环 境中的 CO2 浓度等措施增加农作物的产量。
•2．自养生物和异养生物
•(1)自养生物：能将无机环境中的 无机物 转化为有机物的生物。
•①进行
的生物：如绿色植物。
•②进行 光合作用
的生物：如硝化细菌。
•(2)异养生化物能：合只成能作利用用环境中
来维持自身的生命
活动。如人、动物、真菌以及大多现数成细的菌有。机物
•1．硝化细菌的化能合成作用过程
第2课时
光合作用的过程
•1．光反应阶段
•发生的场所是 叶绿体的基粒(类囊体薄膜)
。
•(1)水的光解：在光合色素吸收的部分光能的作用下，水
分解
•成
[H]和。O2
•(2)ATP的生成：在光合色素吸收的另一部分光能和相关
酶的作用下， ADP与Pi
形成ATP。
2．暗反应阶段 发生的场所是 叶绿体的基质 。
•2．CO2浓度(图乙) •在 一 定 范 围 内 ， 光 合 作 用 强 度 随 CO2 浓 度 的 增 加 而 增 大 ， 但 当 CO2浓度增加到一定程度后，光合作用强度不再增加。曲线中A点： 只进行细胞呼吸；B点(CO2补偿点)：光合作用强度等于细胞呼吸 强度；C点(CO2饱和点)：光合作用强度达到最大值。 •3．温度(图丙)
•2．化能合成作用和光合作用的区别
•化能合成作用与光合作用的不同之处在于光合作 用是利用光能将CO2和H2O合成有机物，而化能合 成作用是利用化学能将CO2和H2O合成有机物。
•【巩固3】 下列关于新陈代谢类型的叙述，正确 的说法有( )。
•①菌类和病毒都是异养生物 ②所有植物都是自 养生物 ③所有动物都是需氧型生物 ④所有寄 生生物都是厌氧型生物
•【例2】 图甲表示光照强度对光合作用强度的影 响，图乙表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2 浓度的变化。请据图回答问题：
•(1)图甲中B点的生理状况与图乙中________________时相同， 此 时 细 胞 中 产 生 的 ATP 的 部 位 是 _______________________________
突然光照 CO2供应不变
光照不变 停止CO2供应
光照不变 CO2供应增加
光照不变 CO2供应不变 (CH2O)运输受阻
C3
C5
增加 减少
[H]和 ATP
减少或 没有
(CH2O) 合成量
减少或 没有
减少 增加 增加 增加
减少 增加 增加
减少或 没有
增加 减少 减少 增加
增加 减少 增加 减少
影响光合作用的环境因素
•答案 A
光合作用的过程
【例1】 图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后， 与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。 据图回答下面的问题。
图1
图2
•(1)图1中c表示的物质是________，它由________产生，其作用 主要是________。
•(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性
同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。
•(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量
迅
速
上
升
的
原
因
是
：
_______________________________________。
•(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的 原因是：___________________________________________。
•⑤自养需氧型生物的细胞结构不一定具有叶绿体 和线粒体
•A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
•解析 病毒营寄生生活，应是异养生物。不同类型的菌类其同化 作用方式不一定相同，如硝化细菌是自养型的，故①不正确；绝大 多数植物是自养型生物，有少数是异养型的。如寄生生活的菟丝子， 故②不正确；绝大多数动物都是需氧型生物，也有少数动物是厌氧 型的，如寄生在人体消化道内的蛔虫，故③不正确；并非所有的寄 生生物都是厌氧型生物，如菟丝子和寄生在人体表皮的寄生虫大都 是需氧型生物。故④不正确；硝化细菌是自养需氧型生物，它是原 核生物，没有叶绿体和线粒体，故⑤正确。
(1)CO2的固定：CO2与 C5 结合形成两个 C3 。 (2)C3的还原：C3接受光反应产生的ATP 的能量并被[H] 还原， 形成 糖类 和C5。 3．总反应式
光能 CO2＋H2O叶―绿―→体(CH2O)＋O2
•[思维激活] 若图中③过程(CO2的固定)突然停止， 短时间内叶绿体中C3、C5、[H]和ATP的含量会如 何变化？ •提示 C3减少、C5增多、[H]和ATP也增多。
•思维导图：
•深度剖析 (1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确 定c是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是 用于C3的还原。 •(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中， 14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。 •(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止 后 ， 光 反 应 停 止 ， [H] 和 ATP 下 降 ， C3 的 还 原 减 弱 直 至 停 止 ， 而 CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降， 即a表示C3，b表示C5。
•光反应中与暗反应的比较
项目 场所
光反应(准备阶段) 叶绿体的类囊体薄膜上
条件 光、色素、酶、水、ADP、Pi
物质 变化
①水的光解： 光能
2H2O――→4[H]＋O2 ②ATP的形成： 酶
ADP＋Pi＋能量――→ATP
暗反应(完成阶段) 叶绿体的基质中 多种酶、[H]、ATP、
CO2、C5 ①CO2固定： CO2＋C5―酶―→2C3 ②C3的还原： 2C3[H]―、酶―A→TP
•3．探究光照强弱对光合作用的影响
•影响光合作用的环境因素主要有光照强度CO2浓 度和温度等
•1．光照强度(图甲)
•A点；只进行细胞呼吸；AB段：随光照强度增强， 光合作用增强，但光合作用强度仍小于细胞呼吸 强度；B点(光补偿点)：光合作用强度等于细胞呼 吸强度；BC段：随光照强度不断增强，光合作用 强度大于细胞呼吸强度；C点(光饱和点)：光合作 用强度达到最大值，
•A．①是光合色素，主要存在于叶绿体和液泡中 •B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段 •C．③是C3，能被氧化为(CH2O) •D．④是ATP，在叶绿体基质中生成
•解析 能够吸收光能的色素位于叶绿体中，液泡 中的色素不能进行光合作用。水在叶绿体的作用 下被分解生成[H]和O2，O2可参与有氧呼吸的第三 阶段。CO2与C5结合生成C3，其生成( CH2O)的过 程是被还原。④是ATP，其形成场所是叶绿体的 类囊体薄膜。
•①参照实验组1简要写出实验组2应改变的实验条件：
•_____________________________________。
•②参照实验组1简要写出对照组应改变的实验条件：
•_______________________________________。
•(3)预期结果： •实验组1：_____________________________________； •实 验 组 2 ： __________________________________________ ； •对照组：_____________________________。 •(4)浸没于水中的叶圆片上浮的原因_____________________ •__________________________________________________ 。
•B点是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度光合作 用强度都会下降，因为温度会影响酶的活性。
•特别提醒 (1)影响光合作用的因素还有内因，如 色素、酶等；且环境因素还有水、无机盐等。
•(2)各种环境因素，对光合作用并不是单独地发挥 作用，而是综合地起作用。
•【巩固2】 光合作用的正常进行受多种因素的影响，一个生物兴 趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面 是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是
•(2)图乙中，植物开始进行光合作用的时间为________________， 植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的时间段为 ________________。
•(3)如下图为探究光合作用速率的装置，实验开始时，针筒的读数 是0.2 mL，水滴位置在X处，恒温30 min后，将针筒容量调到0.6 mL处，水滴的位置恢复到X处。若以氧气释放量表示光合作用速 率，则植物光合作用的速率是________ mL/h，该数值比实际光 合作用速率低，原因是____________________。
•能力展示
•为了验证环境因子光照、二氧化碳的不足分别对 光合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片， 抽取叶内气体使之下沉于水中，在不同条件下根 据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相 对强弱。请回答问题。
•(1) 实 验 假 设 ： __________________________ 。
•(2)实验组1：取三角瓶，编号A，加入一定量新制的冷开水；再加 入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑纱布(透弱光)包 裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温；放入下沉小叶圆片10片，将 三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间或一定时间内的上浮 叶片数。
•( )。
•解析 光合作用有一最适温度，超过或低于该最适温度，光合作 用强度都会下降。 •答案 D
化能合成作用
•1．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，能利用氧化 NH3释放的化学能将 供自身利用。
CO2和H合2O成为糖类，
•常见错误 第(1)问易误答为“0时和24时”，合 成ATP的场所易漏掉“细胞质基质”；第(2)问易
误答为“A点”，光合作用强度大于细胞呼吸强度 的时间段易误答为“0～6”和“18～24”。第(3) 问光合作用速率易误答为“0.4 mL/h”。
•错因分析：导致该题错答的原因是：
•第(1)问对曲线中各点表示的发生过程不理解。图甲中B点表示光 补偿点，即光合作用速率与呼吸作用速率相等。图乙中B点和C点 都表示光合作用消耗的CO2等于细胞呼吸释放的CO2，即光合作用 速率等于呼吸作用速率。有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
•答案 (1)6：00和18：00 细胞质基质、线粒体、 叶绿体 类囊体薄膜 (2)6：00之前 6：00～18： 00
•(3)0.8 植物同时进行呼吸作用，消耗氧气
———————双自变量的实验题的解法 ———————
•技法必备 •对于双自变量的实验题，应把它拆分开来，分为 两个实验，分别设置自变量。当设置其中一个为 自变量时，另一个自变量即为无关变量。
答案 (1)[H] 水在光下分解 用于C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O) (3)C3 CO2与C5结合形成C3继续进行而C3的还原减弱直至停 止 (4)C5 C5与CO2结合形成C3继续进行，而C3的还原减弱直至 停止
•规律方法 条件骤变时叶绿体内各物质含量的变化
条件
停止光照CO2 供应不变
能量 变化 相互 联系
光能转变成ATP中 ATP中活跃的化学能转变成贮 活跃的化学能 存在(CH2O)中的稳定的化学能
光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量； 暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料
•【巩固1】 如图为高等植物光合作用图解，下列说法正确的是 •( )。
•第(2)问没有充分挖掘题干信息。乙图中横轴表示的是时间，在0 时没有光照，不进行光合作用，在6时，光合作用速率等于呼吸作 用速率，因此开始进行光合作用的时间应为6时之前。光合作用强 于呼吸作用时，CO2浓度下降，因此6～18 h光合作用速率大于呼 吸作用速率。
•第(3)问审题不细致，忽视了实验过程是30 min， 而题目考查的光合作用速率是用“每小时释放O2 量 ” 来 表 示 的 。 植 物 的 光 合 作 用 速 率 为 (0.6 － 0.2)÷0.5＝0.8(mL/h)。
•答案 B
光合作用原理的应用
•1．光合作用强度
•指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，用一定时间
内 原料的消耗 ________________或
产物生成的数量 来定
量表示。
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•2．影响光合作用的环境因素 •农业上可通过控制 光照的强弱和 温度 的高低，适当增加作物环 境中的 CO2 浓度等措施增加农作物的产量。
•2．自养生物和异养生物
•(1)自养生物：能将无机环境中的 无机物 转化为有机物的生物。
•①进行
的生物：如绿色植物。
•②进行 光合作用
的生物：如硝化细菌。
•(2)异养生化物能：合只成能作利用用环境中
来维持自身的生命
活动。如人、动物、真菌以及大多现数成细的菌有。机物
•1．硝化细菌的化能合成作用过程
第2课时
光合作用的过程
•1．光反应阶段
•发生的场所是 叶绿体的基粒(类囊体薄膜)
。
•(1)水的光解：在光合色素吸收的部分光能的作用下，水
分解
•成
[H]和。O2
•(2)ATP的生成：在光合色素吸收的另一部分光能和相关
酶的作用下， ADP与Pi
形成ATP。
2．暗反应阶段 发生的场所是 叶绿体的基质 。
•2．CO2浓度(图乙) •在 一 定 范 围 内 ， 光 合 作 用 强 度 随 CO2 浓 度 的 增 加 而 增 大 ， 但 当 CO2浓度增加到一定程度后，光合作用强度不再增加。曲线中A点： 只进行细胞呼吸；B点(CO2补偿点)：光合作用强度等于细胞呼吸 强度；C点(CO2饱和点)：光合作用强度达到最大值。 •3．温度(图丙)
•2．化能合成作用和光合作用的区别
•化能合成作用与光合作用的不同之处在于光合作 用是利用光能将CO2和H2O合成有机物，而化能合 成作用是利用化学能将CO2和H2O合成有机物。
•【巩固3】 下列关于新陈代谢类型的叙述，正确 的说法有( )。
•①菌类和病毒都是异养生物 ②所有植物都是自 养生物 ③所有动物都是需氧型生物 ④所有寄 生生物都是厌氧型生物
•【例2】 图甲表示光照强度对光合作用强度的影 响，图乙表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2 浓度的变化。请据图回答问题：
•(1)图甲中B点的生理状况与图乙中________________时相同， 此 时 细 胞 中 产 生 的 ATP 的 部 位 是 _______________________________
突然光照 CO2供应不变
光照不变 停止CO2供应
光照不变 CO2供应增加
光照不变 CO2供应不变 (CH2O)运输受阻
C3
C5
增加 减少
[H]和 ATP
减少或 没有
(CH2O) 合成量
减少或 没有
减少 增加 增加 增加
减少 增加 增加
减少或 没有
增加 减少 减少 增加
增加 减少 增加 减少
影响光合作用的环境因素
•答案 A
光合作用的过程
【例1】 图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后， 与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。 据图回答下面的问题。
图1
图2
•(1)图1中c表示的物质是________，它由________产生，其作用 主要是________。
•(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性
同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。
•(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量
迅
速
上
升
的
原
因
是
：
_______________________________________。
•(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的 原因是：___________________________________________。
•⑤自养需氧型生物的细胞结构不一定具有叶绿体 和线粒体
•A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
•解析 病毒营寄生生活，应是异养生物。不同类型的菌类其同化 作用方式不一定相同，如硝化细菌是自养型的，故①不正确；绝大 多数植物是自养型生物，有少数是异养型的。如寄生生活的菟丝子， 故②不正确；绝大多数动物都是需氧型生物，也有少数动物是厌氧 型的，如寄生在人体消化道内的蛔虫，故③不正确；并非所有的寄 生生物都是厌氧型生物，如菟丝子和寄生在人体表皮的寄生虫大都 是需氧型生物。故④不正确；硝化细菌是自养需氧型生物，它是原 核生物，没有叶绿体和线粒体，故⑤正确。
(1)CO2的固定：CO2与 C5 结合形成两个 C3 。 (2)C3的还原：C3接受光反应产生的ATP 的能量并被[H] 还原， 形成 糖类 和C5。 3．总反应式
光能 CO2＋H2O叶―绿―→体(CH2O)＋O2
•[思维激活] 若图中③过程(CO2的固定)突然停止， 短时间内叶绿体中C3、C5、[H]和ATP的含量会如 何变化？ •提示 C3减少、C5增多、[H]和ATP也增多。
•思维导图：
•深度剖析 (1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确 定c是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是 用于C3的还原。 •(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中， 14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。 •(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止 后 ， 光 反 应 停 止 ， [H] 和 ATP 下 降 ， C3 的 还 原 减 弱 直 至 停 止 ， 而 CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降， 即a表示C3，b表示C5。
•光反应中与暗反应的比较
项目 场所
光反应(准备阶段) 叶绿体的类囊体薄膜上
条件 光、色素、酶、水、ADP、Pi
物质 变化
①水的光解： 光能
2H2O――→4[H]＋O2 ②ATP的形成： 酶
ADP＋Pi＋能量――→ATP
暗反应(完成阶段) 叶绿体的基质中 多种酶、[H]、ATP、
CO2、C5 ①CO2固定： CO2＋C5―酶―→2C3 ②C3的还原： 2C3[H]―、酶―A→TP
•3．探究光照强弱对光合作用的影响
•影响光合作用的环境因素主要有光照强度CO2浓 度和温度等
•1．光照强度(图甲)
•A点；只进行细胞呼吸；AB段：随光照强度增强， 光合作用增强，但光合作用强度仍小于细胞呼吸 强度；B点(光补偿点)：光合作用强度等于细胞呼 吸强度；BC段：随光照强度不断增强，光合作用 强度大于细胞呼吸强度；C点(光饱和点)：光合作 用强度达到最大值，
•A．①是光合色素，主要存在于叶绿体和液泡中 •B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段 •C．③是C3，能被氧化为(CH2O) •D．④是ATP，在叶绿体基质中生成
•解析 能够吸收光能的色素位于叶绿体中，液泡 中的色素不能进行光合作用。水在叶绿体的作用 下被分解生成[H]和O2，O2可参与有氧呼吸的第三 阶段。CO2与C5结合生成C3，其生成( CH2O)的过 程是被还原。④是ATP，其形成场所是叶绿体的 类囊体薄膜。
•①参照实验组1简要写出实验组2应改变的实验条件：
•_____________________________________。
•②参照实验组1简要写出对照组应改变的实验条件：
•_______________________________________。
•(3)预期结果： •实验组1：_____________________________________； •实 验 组 2 ： __________________________________________ ； •对照组：_____________________________。 •(4)浸没于水中的叶圆片上浮的原因_____________________ •__________________________________________________ 。
•B点是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度光合作 用强度都会下降，因为温度会影响酶的活性。
•特别提醒 (1)影响光合作用的因素还有内因，如 色素、酶等；且环境因素还有水、无机盐等。
•(2)各种环境因素，对光合作用并不是单独地发挥 作用，而是综合地起作用。
•【巩固2】 光合作用的正常进行受多种因素的影响，一个生物兴 趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面 是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是
•(2)图乙中，植物开始进行光合作用的时间为________________， 植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的时间段为 ________________。
•(3)如下图为探究光合作用速率的装置，实验开始时，针筒的读数 是0.2 mL，水滴位置在X处，恒温30 min后，将针筒容量调到0.6 mL处，水滴的位置恢复到X处。若以氧气释放量表示光合作用速 率，则植物光合作用的速率是________ mL/h，该数值比实际光 合作用速率低，原因是____________________。
•能力展示
•为了验证环境因子光照、二氧化碳的不足分别对 光合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片， 抽取叶内气体使之下沉于水中，在不同条件下根 据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相 对强弱。请回答问题。
•(1) 实 验 假 设 ： __________________________ 。
•(2)实验组1：取三角瓶，编号A，加入一定量新制的冷开水；再加 入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑纱布(透弱光)包 裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温；放入下沉小叶圆片10片，将 三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间或一定时间内的上浮 叶片数。
•( )。
•解析 光合作用有一最适温度，超过或低于该最适温度，光合作 用强度都会下降。 •答案 D
化能合成作用
•1．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，能利用氧化 NH3释放的化学能将 供自身利用。
CO2和H合2O成为糖类，
•常见错误 第(1)问易误答为“0时和24时”，合 成ATP的场所易漏掉“细胞质基质”；第(2)问易
误答为“A点”，光合作用强度大于细胞呼吸强度 的时间段易误答为“0～6”和“18～24”。第(3) 问光合作用速率易误答为“0.4 mL/h”。
•错因分析：导致该题错答的原因是：
•第(1)问对曲线中各点表示的发生过程不理解。图甲中B点表示光 补偿点，即光合作用速率与呼吸作用速率相等。图乙中B点和C点 都表示光合作用消耗的CO2等于细胞呼吸释放的CO2，即光合作用 速率等于呼吸作用速率。有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
•答案 (1)6：00和18：00 细胞质基质、线粒体、 叶绿体 类囊体薄膜 (2)6：00之前 6：00～18： 00
•(3)0.8 植物同时进行呼吸作用，消耗氧气
———————双自变量的实验题的解法 ———————
•技法必备 •对于双自变量的实验题，应把它拆分开来，分为 两个实验，分别设置自变量。当设置其中一个为 自变量时，另一个自变量即为无关变量。
答案 (1)[H] 水在光下分解 用于C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O) (3)C3 CO2与C5结合形成C3继续进行而C3的还原减弱直至停 止 (4)C5 C5与CO2结合形成C3继续进行，而C3的还原减弱直至 停止
•规律方法 条件骤变时叶绿体内各物质含量的变化
条件
停止光照CO2 供应不变