3.5光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（第2課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)闡明光合速率的表示方法，理解表觀光合速率和真正光合速率的關(guān)系。通過“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”活動提高科學(xué)探究素養(yǎng)。掌握光強度、CO2濃度、溫度等對光合作用的影響原理及相關(guān)曲線分析。情境導(dǎo)入1.視頻中提到的我國科學(xué)家構(gòu)建出的從二氧化碳到淀粉的合成途徑只有多少步化學(xué)反應(yīng)？自然光合作用合成淀粉需要多少步生化反應(yīng)？2.人工合成淀粉體系實現(xiàn)了什么能量之間的轉(zhuǎn)換？11步約60步概述：6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體總反應(yīng)式：光合作用是指__________________通過________________利用______，把______和_____轉(zhuǎn)化成儲存著能量的________，并且釋放出_____的過程。葉綠體或光合膜光能CO2水有機物O2實質(zhì)：合成有機物，儲存能量（吸能反應(yīng)）綠色植物和藍細(xì)菌光合作用光合作用光合作用分兩個階段進行。第一階段是直接需要光的，稱為光反應(yīng)；第二階段不需要光的直接參與，是二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的過程，稱為碳反應(yīng)，也稱暗反應(yīng)。光合作用中光反應(yīng)和碳反應(yīng)關(guān)系圖光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并產(chǎn)生氧氣葉綠體利用光能使水裂解產(chǎn)生氧，同時生成ATP、NADPH還原型輔酶Ⅱ，氫的載體還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸H2O類囊體膜酶Pi＋ADPATPNADP++（氧化型輔酶Ⅱ）NADPH（還原型輔酶Ⅱ）光合色素O2H+e-釋放到細(xì)胞外光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP是碳反應(yīng)的____；NADPH在碳反應(yīng)中還是________。能源物質(zhì)還原劑吸收光能葉綠體利用光能使水裂解產(chǎn)生氧，同時生成ATP、NADPH光反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化類囊體膜（光合膜)光、色素、酶ADP＋Pi＋能量（光能）

ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能水的光解NADPH的合成ATP的合成H2OO2+H++e-光能酶H++e-

+NADP+NADPH酶光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并產(chǎn)生氧氣2三碳糖卡爾文循環(huán)碳反應(yīng)酶固定還原再生ATPADP+PiNADPH(還原劑)NADP+關(guān)鍵步驟CO2還原為糖的一系列反應(yīng)稱為卡爾文循環(huán)——從1個五碳糖開始卡爾文循環(huán)雖然不直接需要光，但只有在有光的條件下才能一輪一輪地循環(huán)三碳糖的形成標(biāo)志著光合作用合成糖的過程已經(jīng)完成2

三碳酸CO2五碳糖能量能量C5C3碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖碳反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化葉綠體基質(zhì)NADPH、ATP、酶ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2的固定三碳酸的還原五碳糖的再生CO2＋五碳糖

2

三碳酸酶

三碳糖

五碳糖酶ATPADP+Pi三碳酸

三碳糖酶NADP+NADPH碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖H2O光合色素光反應(yīng)酶光O2H+e-ATPADP+PiNADPH(還)NADP+(氧)光解五碳糖CO22三碳酸卡爾文循環(huán)碳反應(yīng)酶固定還原再生葉綠體外膜葉綠體內(nèi)膜葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)細(xì)胞溶膠3362三碳糖6三碳糖3次卡爾文循環(huán)輸出1分子三碳糖碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖☆葉綠體內(nèi)，三碳糖作為原料用于淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的合成。☆大部分三碳糖運至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用。☆三碳酸還原所得三碳糖主要去向：___________________________?！羁栁难h(huán)輸出的三碳糖主要去向：____________________________。運至葉綠體外，轉(zhuǎn)變成蔗糖，五碳糖的再生光合產(chǎn)物在植物細(xì)胞中的利用碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖光合作用中元素的轉(zhuǎn)移①H的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：O2H2O能量的轉(zhuǎn)化過程：碳的轉(zhuǎn)移途徑：CO2三碳酸三碳糖光能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能有機物(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體水的光解產(chǎn)生氧氣小資料：暗反應(yīng)和碳反應(yīng)短時間內(nèi)減弱光照強度/減弱CO2濃度，NADPH、ATP、三碳酸、五碳糖的含量將如何變化?短時間內(nèi)減弱光照強度：NADPH

ATP三碳酸五碳糖短時間內(nèi)降低CO2濃度：NADPH

ATP三碳酸五碳糖

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系項目葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光、色素、酶有光無光都可，多種酶光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+等原料過程

色素、酶2H2O

O2+4H+光ADP+Pi+能量ATP酶酶NADP++H+

NADPH酶CO2＋C52C32C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH光合作用1.光合速率：又稱光合強度，是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時間內(nèi)進行多少光合作用。進行多少光合作用的表示方法：①

測定氣體的體積變化量（產(chǎn)生多少O2或消耗多少CO2）。②

測定有機物的變化量（產(chǎn)生有機物的量）。類型：表觀光合速率（凈光合速率），真正光合速率（總光合速率）6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體光合作用受環(huán)境因素的影響P107“小資料”，找出文字表述關(guān)鍵詞：O2CO2有機物凈光合速率總光合速率植物固定/同化CO2的量植物吸收CO2的量積累有機物的量制造有機物的量植物產(chǎn)生O2的量植物釋放O2的量總光合速率=凈光合速率+細(xì)胞呼吸速率即:真正光合速率=表觀光合速率+細(xì)胞呼吸速率光合作用受環(huán)境因素的影響光照強度溫度水分…CO2濃度影響因素：6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體CO2濃度光合色素光照光照強度光質(zhì)酶水分氣孔導(dǎo)度內(nèi)因外因酶的種類、含量色素的種類、含量光照（光強、光質(zhì)）CO2濃度溫度礦質(zhì)元素水分溫度礦質(zhì)元素光合作用受環(huán)境因素的影響實驗假設(shè)：實驗原理：不同光強度

→光合速率不同→

相同時間內(nèi)釋放的氧氣的量不同→有色液滴移動的距離不同

→

光強度與光合速率的關(guān)系分析變量自變量:因變量:光照強度氧氣的釋放速率實驗用具：材料：金魚藻(或黑藻)和NaHCO3溶液；儀器：聚光燈、試管、刻度管、直尺等。一定范圍內(nèi)，金魚藻(或黑藻)光合速率隨光照強度的增加而增加。NaHCO3溶液作為緩沖液來提供CO2溫度、濕度、CO2濃度、植物的用量等無關(guān)變量:光合作用受環(huán)境因素的影響實驗材料：圓形小葉片注射器的作用：抽出圓形小葉片中的氣體自變量：光照強度因變量：光合作用強度控制方法：可用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光照強度檢測方法：相同時間小圓形葉片浮起的數(shù)量光合作用受環(huán)境因素的影響操作步驟：①組裝如圖實驗裝置三套，編號甲、乙、丙。②分別向三支試管內(nèi)加入等量的金魚藻(或黑藻)和NaHCO3溶液。③記錄有色液滴的起始位置。④取三只100W聚光燈，分別置于距甲、乙、丙10cm、20cm、50cm處，一段時間后，記錄有色液滴位置。設(shè)置不同的光照強度組別有色液滴移動距離甲最大乙較大丙最小(5)實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光強度不斷增加，光合作用強度也不斷增加。光合作用受環(huán)境因素的影響真正光合速率0A光照強度光飽和點：B植物光合作用達到最強時所需的最低的光強度。B光飽和點遮陰全日照光強度增加，光反應(yīng)速率加快，從而產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使碳反應(yīng)速率加快，從而加快光合作用。光合作用受環(huán)境因素的影響光照強度0吸收量CO2C2ABC1m釋放量CO2光補償點：光飽和點：C2植物光合作用吸收CO2和細(xì)胞呼吸釋放CO2速率相等時的光照強度。B光合作用受環(huán)境因素的影響圖4圖1圖3圖2圖1：黑暗時，只進行細(xì)胞呼吸圖2：細(xì)胞呼吸速率＞光合速率圖3：細(xì)胞呼吸速率=光合速率圖4：細(xì)胞呼吸速率＜光合速率葉肉細(xì)胞氣體運輸情況如圖光合作用受環(huán)境因素的影響圖4圖1圖3圖2光照強度0吸收量CO2C2ABC1m釋放量CO2BAB之后A→B光合作用受環(huán)境因素的影響溫度光合速率0A原理：溫度主要通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性，進而影響光合速率農(nóng)業(yè)生產(chǎn)啟示：①適時播種；②溫室栽培植物時，白天應(yīng)適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降低溫度。光合作用受環(huán)境因素的影響空氣中CO2含量約為0.035%，而植物光合所需的最適濃度為1%，在到達這個濃度前，光合速率會隨CO2濃度增高而增高。CO2濃度光合速率0abb、B：CO2飽和點a、A：CO2補償點農(nóng)業(yè)生產(chǎn)啟示：溫室栽培植物時注意通風(fēng)，適當(dāng)提高室內(nèi)CO2濃度。光合作用受環(huán)境因素的影響下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答：為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？12時左右的溫度很高，植物蒸騰作用加快，植物氣孔關(guān)閉以避免水分過多喪失，此時二氧化碳供應(yīng)減少，光合作用減弱。

-----植物的午休現(xiàn)象光合作用受環(huán)境因素的影響①P點時限制光合速率的因素：隨該因素的不斷增強，光合速率不斷提高；②Q點時限制光合速率的因素：橫坐標(biāo)所示因素不再是影響光合速率的主要環(huán)境因素。橫坐標(biāo)所示因素其他環(huán)境因素光合作用受環(huán)境因素的影響課堂小結(jié)隨堂小測1.光合作用能將太陽能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)能，從而為生命提供動力。下圖為光合作用過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(

)A.①代表的場所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是光反應(yīng)B.類囊體薄膜上吸收光能的色素只有葉綠素C.②代表的場所發(fā)生的暗反應(yīng)可以合成ATPD.NADPH進入葉綠體基質(zhì)并參與CO