高二生物教案-光合作用

三.光合作用

教学目的: 1.理解光合作用的概念

2、理解叶绿体的有关结构特点及其中色素种类及作用 3、综合分析光合作用的过程、实质和生理意义

教学重点和教学难点:光反应和暗反应的过程 课时安排：3课时

教具准备：光合作用的过程示意图

教学过程： [第一课时]

复习: 1.矿质元素以什么状态存在和被根吸收? 复习: 1.矿质元素以什么状态存在和被根吸收?

2.根吸收矿质元素的过程分哪两步?与呼吸作用有何关系?

绿色植物的生活，除了根从土壤中吸收水分和矿质元素外，还需要有机物，如葡萄糖等，那么，有机物从哪昊来呢？归根到底是绿色植物通过光合作用制造的。

绿色植物的生活，除了根从土壤中吸收水分和矿质元素外，还需要有机物，如葡萄糖等，那么，有机物从哪昊来呢？归根到底是绿色植物通过光合作用制造的。

(一)光合作用的场所──叶绿体

1.叶绿体的结构特点 ①含各种与光合作用有关的酶

(用挂图复习) ②含各种色素

2.叶绿体的色素种类和作用 胡萝卜素（橙黄色） 类胡萝卜素 吸收蓝紫光 （1/5） 叶 黄 素（黄 色） 叶绿体色素 叶绿素a（蓝绿色）

（吸收可见的太阳光） 叶 绿 素 吸收红光 （4/5） 叶绿素b（黄绿色） 和蓝紫光 问：叶子颜色是绿色的原因

(2)各种色素的作用:吸收可见光,用于光合作用.

(简要讲解太阳光谱和吸收光谱的知识，思考：以物理知识分析叶绿体色素颜色与所吸收的光的关系)

叶绿素:主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素:主要吸收蓝紫光

思考：将绿色植物放在什么光下（用玻璃罩）光合作用效率最高？

无色全光 > 蓝紫光 > 红光 > 其它颜色的光 > 绿色光 > 无光（黑色罩）

(二)光合作用的过程

1、 总反应式：我们回忆初中光合作用的反应式，指出光合作用的产物： 有机物主要是指葡萄糖，由此，写出反应式如下：

6CO2＋12H2O*──光 叶绿体─→C6H12O6＋6O*2＋6H2O（配平） 将反应式配平如上，需特别注意以下几点：

A反应条件：有光能和叶绿体（只有叶绿体作为完整的细胞器存在，

才能完成光合作用，而不只是“叶绿素”）

B式中的O* ，是指O18，即O16的 同位素，我们在研究光合作用时给

植物O18的水，是为了做标记，看水中的氧最后成为什么化合物的成分，在自然情况下，植物吸收的水当然是O16的水了；由此看出，光合作用释放的氧气，来自反应物中的水；另外也推出，反应前后都有水，简介Hill反应。

C总而言之，二氧化碳成为葡萄糖的组分，葡萄糖中的H则来自水—

—这叫做二氧化碳被H还原。

本节课我们主要学习的就是上述2个问题，叶绿体色素种类和功能、光合作用总反应式。

下面我们讲解实验四（详见自编实验指导）

[第二课时]

复习：光合色素种类、光合作用反应式

光合作用的反应过程十分复杂。

2、 反应过程：复杂，有几十步，但总的说来可分为光反应和暗反应两个阶段 I、 光反应： 条件：光，多种酶和光合色素（在叶绿体基粒片层结构的薄

膜上进行）

① 2H2O 光、叶绿素 4[H]＋O2 +4e，叫水的光解

(1)物质变化 即：氧气以分子状态被释放（是副产品），来自于水，[H]具有强的还原性

② ADP＋Pi＋光能量 酶、叶绿素 ATP 即：光能被叶绿素分子捕捉、传递，最后转变为化学能 (2)能量变化: 光能──→ 活跃的化学能(贮于ATP中)

II、暗反应 ：条件是不需要光（有光也可以），需多种酶，在叶绿体基质中进行。

总的来说是CO2被还原（CO2不活泼，所以先固定，后还原） (1)物质变化: C5＋CO2───→2C3────→ C6H12O6＋H2O

上述过程分连续的两阶段：CO2的固定和CO2的还原（需光反应阶段产生的H和ATP供能）

注解：C5是二磷酸核酮糖，C3是磷酸甘油酸

(2)能量变化:活跃的化学能─→ 稳定的化学能(贮于ATP中)，发生于第二步 说明：A 碳C的转移途径是：CO2 C3 C6（葡萄糖）（解释）

B二氧化碳由C5来固定（解释） C碳5的再生

D经过6次循环，才能形成一个葡萄糖 3.光反应和暗反应的联系

光反应是暗反应的基础,光反应为暗反应提供[H]和ATP,因此,尽管暗反应不需要光,暗反应也不能在晚上(或无光条件下)单独进行；但是，在实验情况下，暗反应毕竟晚于光反应，所以给实验植物断光后，植物仍然可以在短时间内进行暗反应。（举例题说明） C

A B D 时间 T

上图是利用绿色植物研究光合作用的一个实验结果，时间T之前有光而无二氧化碳，时间T之后停止光照而给植物二氧化碳，纵坐标是有机物的合成量，请分析曲线A-B-C-D的各段变化。（分析略） 4.解释下列几个问题

(1)光合作用的反应物有哪些?各参加哪一步反应? 水──光反应 ；二氧化碳─── 暗反应

(2)光合作用的产物有哪些?各生成于哪一个反应过程? 葡萄糖── 暗反应 ； 氧气──光反应 ；水——暗反应 (3)生成物中各种元素的来源如何 ?

葡萄糖中的C、O来源于二氧化碳，H来源于水;生成的氧气的氧来源于水 (4)光反应和暗反应能否独立进行?

否，因为暗反应要光反应提供[H]和ATP (三)光合作用的反应总式

6CO2＋12H2O 叶绿光体 C6H12O6＋6O2＋12H2O 写这反应式时注意以下几点

(1)光合作用有水分解,也有水生成,反应式中不能抵消 (2)“─→”不能写成“＝” (3) O*是一种标记方法,不要漏写

（四）光合作用的实质：把无机物（CO2和H2O）转变为有机物，

把光能转变为化学能，并储存在有机物中。

（五）光合作用的意义：地球上的绿色植物是?? 1、庞大的“绿色工厂” 2、自动的“空气净化器” 3、巨型的“能量转换站” 小结: 1.光合作用的场所

2.光合作用的过程 3.光合作用反应总式

[第三课时]与光合作用有关的实验和生产实践{习题课} 提问：略

一、光合作用光反应与暗反应的联系与区别： 光反应 暗反应 场所 叶绿体基粒片层 叶绿体基质 外界条件 有光 有光无光均可 CO2+C5 2C3 C6 物质变化 水的光解：H2O O2+[H] 能量变化 光能 ATP中的化学能 ATP中的化学能

联系

C6中稳定的化学能 光反应是暗反应的前提；光反应为暗反应提供了还原剂[H]和能量（ATP） 二、 影响光合作用的条件（生产上促进光合作用的手段）

根据反应式可知，影响光合作用的因素有光、叶绿体、二氧化碳、水等条件。

1、光：光质和光强（单位：勒克司）都可以影响光合作用（光质的影响略）

下图1中的拐点A称为“光饱和点”

V V A 曲线1 曲线2

光强（Lux） 晴天时间

新疆的日照时间长，光合作用积累的有机物多，作物产量高。生产上我们可以在适当条件下增加光照来促进光合作用。

但是在夏日中午大约12时到下午2点之间，上述曲线2的顶端出现一个下陷的缺口，这是因为什么呢？（分析）

2、CO2影响：夏日晴天，由于中午日照过于强烈，植物蒸腾作用太旺，出

现缺水危机，于是植物保护性地关闭气孔，导致缺乏原料二氧化碳而光合作用速度下降。

如果是实验条件下，可以得出CO2—光合作用曲线如右：V 图中拐点被称为？（“CO2的饱和点”）

所以在生产中可以增加空气中CO2含量而增加光合作用效率。 比如大棚中投放干冰、实验中使用饱和碳酸氢钠溶液等方法。 CO2

如某地打探井，结果打出了一口富含二氧化碳的废井，但是当年此地农作物意外的获得大丰收。

3、 水分对光合作用的影响：

4、 显然缺乏水分会明显影响光合作用，但这在现实条件下通常不会发生。 曾有这样的实验： B 实验结果：切断部分 将生活植物预处理（怎样处理？） A 的远端（A部分）得 然后将一个叶片的中脉切断， 不到水分，没有淀粉生成 光照数小时后检验淀粉的生成（怎样检验？） 而近叶柄端（B）有淀粉生成。

5、温度对光合作用的影响：主要是通过影响酶促反应（暗反应为主）而影响

光合。（下图中的拐点被称为？“最适温度”）

V

温度

三、光合作用的检测：

O2生成量、CO2的吸收量、葡萄糖（或者淀粉）的生成量??都可以作为

光合作用发生的量化标志（即作为数据曲线的纵坐标），而关于原料、产物的来龙去脉的定性检测通常使用放射性元素标记示踪法。

1、对反应产物O2的检测简便易行，是检验是否发生光反应的最佳方法。 2、对反应原料CO2的去向的检测，可以证明CO2的光合作用的原料、暗

反应产物的产生。

3、 葡萄糖的生成量的检测。如早晚对叶片的称重（干重）