高三生物教案：《光合作用和呼吸作用》教学设计。

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本文题目：高三生物教案：光合作用和呼吸作用

一、知识结构

二、考点分析

1、有关影响光合作用速率的几组曲线分析及生产上的应用

(1)光照强度

① 图象(如右图)

②关键点含义

光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化吸收CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。

植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。

当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。

光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。

所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量;而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，如果阴生植物光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。

(2)光照面积

①图象(如右图)

②关键点含义

OA段表明随叶面积指数(叶面积指数= )的不断增大。光合作用实际量不断增大，A点为真正光合作用面积的饱和点，随叶面积指数的增大，真正光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。

OB段干物质量随真正光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积指数的不断增加OC段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低，如BC段。

③应用

田间管理时，适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。如果封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

(3) CO2浓度和矿质元素

①图象(如右图)

②关键点含义

CO2是光合作用的原料，矿质元素直接或间接的影响光合作用，在一定范围内，随CO2和矿质元素的增多，光合作用速度逐渐提高，但到A点，即CO2和矿质元素达到饱和，光合作用不再随CO2和矿质元素浓度的提高而增加。但当CO2浓度升高到浓度很高时影响了植物的呼吸作用，而导致光合作用下降。矿质元素浓度在很高时，也会影响光合作用速度。如氮肥过多，会造成农作物徒长倒伏。矿质元素过高还会造成细胞质壁分离，影响细胞的吸水，从而影响农作物的生命活动。

③应用

“正其行，通其风”，温室内充CO2，即为提高CO2浓度、有利于增加产量。合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，增加光合作用速率。

(4)温度

①图象(如右图)

②关键点含义

②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。

光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。

所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内真正光合作用的酶最适温度。

③应用

白天调到真正光合作用最适温度，以提高净光合作用;晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，所以保持一定的昼夜温差能保证植物有机物的积累。

(5)叶龄

①图象(如右图)

②关键点含义

OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。

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，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。

③应用

农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物。

(6)多种因素的影响

①图象(如下图)

②关键点含义

P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子。要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。

③应用

温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用中酶(特别是光反应酶)的活性，提高光合速率，同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度，以提高光合速率。总之，可根据具体情况。通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

2、影响呼吸作用的因素：

①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图曲线所示。根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。

②氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图中曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图中曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时适当地降低氧的浓度，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。

② CO2浓度：

增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。

3、光合作用和呼吸作用的有关计算

(1)根据光合作用或呼吸作用反应式进行有关物质的计算

(2)根据光合作用或呼吸作用反应式进行能量计算

(3)光合作用与呼吸作用的综合计算

在光下光合作用与呼吸作用同时进行：

总光合作用速率(真正光合作用速率)=净光合作用速率(表观光合作用速率)+呼吸作用速率

具体分析如下：(参考图表)

光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量

光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量

光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖净产量+呼吸作用葡萄糖消耗量

特别提醒：

植物光合作用吸收的CO2(释放O2)的速率，代表植物总光合作用速率;植物光合作用制造的葡萄糖，代表植物光合作用实际葡萄糖生产量。

植物光下吸收的CO2(释放O2)的速率，代表植物净光合作用速率;植物光合作用积累的葡萄糖，代表植物光合作用葡萄糖净产量。

三、典例精讲

典例1.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是

A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体

B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等

C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃ 时，a点上移，b点左移，d点下移

D.当植物缺镁时，b点将向右移

变式1-1.在右面曲线图中，有M.N、O、P、Q五个点，对它们的含义的叙述正确的是

①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度

弱于呼吸作用强度

②N点时，植物体只进行呼吸作用;O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度

③Q点时，光照强度不再是影响光合速率的主要因素

④P点前，影响光合速率的主要因素是光照强度

A.①② B.①③ C.③④ D.②④

变式1-2.分析下列甲、乙、丙图，说法正确的是

A.若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影响，则阳生植物的曲线与此比较，b点向左移，c点向右移

B.在光照强度相同时，t2℃植物净光合作用最大

C.若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表胡萝卜素

D.用塑料大棚种植蔬菜时，应选用蓝紫色或红色的塑料大棚

典例2.下左图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的

变式2-1.右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时

A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多

B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多

C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多

D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等

变式2-2.酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。在一个固定容积的培养液中，单位时间内在不同的氧气浓度下，下图所示的酵母菌相关指标与实际不相符的是

A B C D

典例3.在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量，结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变)。下列有关分析，错误的是

A.在0～25min期间，甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少

B.在0～25min期间，CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果

C.在0～25min期间，影响光合作用强度的主要因素是CO2含量

D.上表数据说明，乙植物比甲植物固定CO2的能力强

变式3-1.将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究在10℃、20℃的温度条件下，分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。

对以上结果分析正确的是， 该叶片

①.呼吸速度在20℃下是10℃下的2倍②.在10℃、5klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3mg

③.在5klx光照下，10℃时积累的有机物比20℃时多④.在20℃、10klx光照下，每小时光合作用固定的CO2量约是13.9mg

A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④

变式3-2.下表是一个生物兴趣小组同学对某种植物的叶片进行光合作用实验时测得的一组数据，下列选项下列选项是四位同学根据这组数据绘制的四种光照强度与光合作用吸收CO2总量的曲线，你认为正确的是

典例4.现将一C3植物放入一个密封的玻璃钟罩内培养，罩中养有以此植物为食的小动物，罩内的氧气用18O标记。给予光照若干天后，下列有关叙述正确的是

A. 18O 既能在植物体内的有机物中出现，也能在动物体的有机物中出现

B.该植物固定CO2用于合成有机物，CO2都要穿过3层膜性结构

C.在光学显微镜下，C3植物和C4植物的最大区别是：前者维管束鞘细胞中含有不含基粒的叶绿体

D.有氧呼吸第一阶段所释放能量都转移到2个ATP中去了

变式4-1.关于下图及其表述的含义的叙述，不正确的是

A.图a曲线表示玉米离体叶片光下利用14CO2进行光合作用时14C含量变化的情况

B.图b曲线表示酵母菌随氧气浓度增加产生CO2的浓度变化的情况

C.图c曲线表示生态因素对光合作用的影响情况

D.图d曲线表示小鼠由30℃→10℃环境耗氧气量变化情况

变式4-2.下列图文相符的有

A.图A表示小白鼠呼吸耗氧量与环境温度的关系

B.图B表示酵母菌代谢中CO2产生速率与O2浓度的关系

C.图C表示玉米(C4植物)植株一天内CO2吸收相对量随时间变化情况

D.图D表示番茄种子萌发(未长出绿叶)过程中干重变化

花盆 光 温度 水

甲 光亮处 20℃ 充足

乙 黑暗处 20℃ 少量

典例5.在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单一变量的原则.为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如右处理.在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为

A.乙花盆放在光亮处 B.甲花盆放在黑暗处

C.甲花盆的温度高于20℃ D.乙花盆浇充足的水

实验处理 30min内上浮

编号 叶圆片来源 叶圆片数(片) 自来水(mL) NaHC03(g) 叶圆片数(片)

1 A 10 40 0 2

2 B 10 40 1 6

3 C 10 40 3 4

4 D lO 40 5 5

变式5-1.某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。取100mL三角瓶4个，编号1～4，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修正不合理的是

A.自变量二氧化碳浓度的控制不严格 B.只要控制光照、温度相同即可

C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果

D.制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处

变式5-2.下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验，下列说法错误的是( )

A.将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动

B.将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件

C.当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蠕虫，对红色液滴移动不产生明显影响

D.为使对照更具说服力，应将伊尔藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3) 的烧杯中

典例6.(20分)用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化;立刻再光照1小时(光强度相同)，再测其重量变化。得到如下结果：

组别 一 二 三 四

温度 27℃ 28℃ 29℃ 30℃

暗处理后的重量变化(mg)* -1 -2 -3 -4

光照后的重量变化(mg)* +3 +3 +3 +2

* 指与暗处理前的重量进行比较，“—”表示减少的重量值，“+”表示增加的重量值

请回答问题：

(1)暗处理时，随温度升高，叶片重量 ，其原因是

;光照时，叶片的重量变化没有类似或相反的规律，试分析原因

。

(2)假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量，则在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为 mg，氧气产生量最多的是第 组叶片。

(3)绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关?某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。

实验步骤：

①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B;

② 　;

③　 。

实验结果和相关结论：

①　 　 ,

②　 　;

③ 　 　 　。

变式6-1.为了验证光质对叶片光合作用的影响，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对预测结果进行分析。

实验材料与用具：小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、绿叶(如菠菜叶)(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计)。

(一)实验步骤：

(1)取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片(注意避开大的叶脉)

(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的空气后，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。

(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水，所以全都沉到水底。)

(4)

(5)

(6)

(二)预测结果并分析：

(三)结果及讨论： 若增强单色光光照强度，能否对实验结果产生影响?

试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光(光质)下，光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。

变式6-2.(20分)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必要的矿质元素。下面提供250mL锥形瓶若干，80粒玉米种子(胚乳中可能含有镁离子)，以及其它实验用具。请设计实验验证叶绿素的合成所需的上述条件。

(一)试验目的(略)

(二)试验原理

.

(三)试验步骤：

(1)配置含有蔗糖、水、琼脂及植物必需的所有矿质元素的1号培养基和不含镁(其他成分和1号均相同)的2号培养基、调至适宜pH，备用：

(2)分组编号与处理：

分组

项目 甲 乙 丙 丁

培养基及处理

种子及处理

外界条件

(四)列表比较试验结果：

(五)请分析回答下列问题：

如果把在培养基中正常生长的幼苗移入盛有完全营养液的广口瓶中并在适宜的光照和温度条件下继续培养，一段时间后，如果幼叶又表现缺素症，造成这种现象的主要原因是：

。

典例7.(20分)实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精密的仪器，还要注意运用科学的方法。

(1)为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。

①实验目的： 。

②实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等;如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳;如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。

③实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。

④实验方法：将实验材料和用具按上图配置好实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计(绘装置图表示，并用简短的文字说明)

⑤实验结果及预测：

Ⅰ. ;

Ⅱ. ;

Ⅲ. 。

变式7-1.(20分)右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。

(1)关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向

(左/右)移动的距离。

(2)为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。 校正装置的容器和小瓶中应分别放入

(3)生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。

①实验变量： 。

②实验假设： 。

③实验步骤：

第一步：按装置图中所示进行操作，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。

第二步： 。

第三步： 。

④预期结果及结论：

结果1：__________________，结论1：______________________________________________________;

结果2：__________________，结论2：______________________________________________________;

结果3：__________________，结论3：______________________________________________________。

变式7-2.(20分)将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。

温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35

光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00

黑暗中释放CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50

(1) 昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物能否生长?________________。

(2)昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是多少度?______________。

(3)每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在10℃的条件下，该植物能否生长?为什么? ，________________________________________________。

(4)根据表中数据绘出光合作用吸收CO2量与温度之间

关系的曲线。

光合作用和呼吸作用专题备考训练参考答案：

典例1. C 变式1-1. C 变式1-2. B

典例2. B 变式2-1. B 变式2-2. D

典例3. B 变式3-1. C 变式3-2. C

典例4. A 变式4-1. B 变式4-2. B

典例5. D 变式5-1. B 变式5-2. B

典例6.(每空2分，共20分)

(1)下降 在暗处，叶片只进行呼吸作用，温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多，叶片重量下降 光照时，温度升高，光合作用和呼吸作用都增强，但不成一定比例，而叶片重量变化是光合作用产生的有机物和呼吸作用消耗的有机物之差组成，故叶片重量增加没有一定规律。

(2)7 四

(3)实验步骤：②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的黑暗环境中;

③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗的颜色。

实验结果及相关结论：

①A变绿B不变，说明光是叶绿素合成的必备条件;

②A不变B变绿，说明叶绿素合成需要在无光条件下进行;

③A和B均变绿，说明叶绿素的合成与光照无关。

变式6-1.(20分)

(一)(4)取三只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的NaHCO3稀溶液。 并分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。(2分)

(5)用40W灯泡照射，三棱镜色散形成红光、黄光、绿光分别作用于三只小烧杯。(2分)

(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(叶片全部浮起经历的时间)(2分)

(二)预测结果：单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多，绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少(4分)。

结果分析：因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最弱(2分)。因此在红光照射时产生O2的速度最快，叶肉细胞间隙的O2增加最快，叶片上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯叶片上浮最慢(4分)

(三)结果讨论：能(2分) 曲线(4分)

变式6-2. (20分)

(二)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必需的矿质元素。(2分)

(三)

分组

项目 甲 乙 丙 丁

培养基及处理 1号培养基，灭菌，冷却 1号培养基，灭菌，冷却 1号培养基，灭菌，冷却 2号培养基，灭菌，冷却

种子及处理 每组各加20粒玉米种子，清水浸泡，消毒，去胚乳

外界条件 充足光照，适宜温度(30℃) 充足光照，温度10℃(低温) 黑暗，适宜温度(30℃) 充足光照，适宜温度(30℃)

组别 甲 乙 丙 丁

幼苗颜色 绿色 黄绿色 黄色 黄色

(四)

(五)溶液中缺氧，抑制了有氧呼吸，吸收矿质元素减少。(2分)

典例7.(20分)(1)①探究种子萌发时所进行的呼吸类型

④如图。(说明：强调等量的种子，即用等量的清水代替NaOH，观察红色液滴的移动情况。)

⑤Ⅰ.装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸;

Ⅱ.装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸;

Ⅲ.装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。

变式7-1.(20分)

⑴左 (2分)

⑵ 与实验组等量消毒的无活力(如加热后冷却)的樱桃(2分)

与实验组等量的20%NaOH(2分)

⑶ ①机械损伤(2分)

②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高(或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高)(2分)

③ 第二步：向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其它处理及装置与实验组完全相同，记录相同时间内有色液滴移动距离为b (3分)

第三步：比较a、b数值的大小(1分)

④如果a

如果a=b，则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响;(2分)

如果a>b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。(2分)

变式7-2.(20分)

(1)能

(2)25℃

(3)能。 12小时光照下积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物多。

(4)见右

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经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，减轻高中教师们在教学时的教学压力。那么如何写好我们的高中教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《高三生物教案：《能量之源光与光合作用说课稿》教学设计》，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

本文题目：高三生物教案：能量之源光与光合作用说课稿

第四节《能量之源----光与光合作用》说课稿

一、说教材

《能量之源---光与光合作用》是人教版必修一第五章第四节的内容，本节是在初中生物光合作用的学习基础上，分别从生物科学史、物质和能量转变、结构和功能相适应这三个角度进一步学习光合作用，包括捕获光能的色素和结构、光合作用的发现历程，光合作用的原理和应用，环境因素对光合作用强度的影响，期望学生不仅能从光合作用的发现过程中深化对光合作用概念的理解，而且可以从光合作用经典实验中学习到科学家设计实验的智慧，培养实验设计能力，还能感受到科学研究方法的重要，实验设计的巧妙。本节与其他章节有密切的联系，具有承上启下的重要作用，尤其是在绿色植物新陈代谢、以及整个生态系统的物质循环和能量流动中具有重要意义，是必修一的重点内容之一。

1、教学目标

1).知识目标：①简述叶绿体中色素的种类和作用，描述叶绿体的结构和功能。(Ⅰ)

②说明光合作用以及对它的认识过程。(Ⅱ)

③比较光反应与暗反应的区别和联系。(Ⅱ)

④尝试探究影响光合作用强度的环境因素。(Ⅲ)

⑤说出光合作用原理的应用。(Ⅰ)

⑥简述化能合成作用。(Ⅰ)

2).技能目标：正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作。

3).情感目标：体验前人探索光合作用的研究历程，并作出相关的评价;关注农业生产中的实际问题，讨论提高光合作用效率的意义。

2、教学重点、难点分析：

1.)教学重点：①叶绿体中色素的种类及其作用。

②光合作用的发现及研究历史。

③光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

④影响光合作用强度的环境因素。

了解叶绿体中色素的种类和作用，有助于理解光合作用过程中能量的捕获和转化。光反应和暗反应是光合作用相互联系、相互影响的两个过程，弄清其中物质和能量的转化，才能算是真正理解了光合作用的原理，才能分析和讨论哪些环境因素将对光合作用产生什么样的影响。分析前人的研究历程，评价他们的研究方法，得出对科学研究的一般规律性的认识，结合当代科学研究的成果，将所学的知识运用于对实际问题的探索和讨论，对于巩固所学的知识，培养理论联系实际的能力有重要的意义。

2).教学难点：①光反应和暗反应的过程。

②探究影响光合作用强度的环境因素。

光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，以及光照强度、温度、大气中CO2含量、植物体内H2O的含量、叶龄、矿质元素、呼吸作用、蒸腾作用等等因素综合在一起，都将对光合作用产生影响，要引导学生理解这其中的知识，并进行相关的讨论，是教学中的一大难点。

二、说学生

本节的授课对象是高一的学生，

1)他们在初中的生物学学习中已具备了一定的关于光合作用的基础知识，也做过“绿叶在光下制造淀粉”这个实验。

2)他们具备物质转变和能量变化等相关的化学知识。

3)在前面的《降低化学反应活化能的酶》一节的学习中已经学习过简单的对照实验和相关的实验设计原则，使本节课最后的实验设计得以顺利进行。

4)他们具有一定的 分析问题的能力，实施问题探究教学是可行的。

三、教法和学法

根据上述对教材和学生的分析，本节采用以下教法和学法：

1)实验法：以实验说明结论。生物学的教学就是实验的教学过程，实验的展示形式有学生分组实验、老师示范实验、动画和图片演示实验等，让实验现象说明问题，而不是直接让学生记住结论。

2)问题探究教学发：以问题引发兴趣。整个教学过程要设置好问题，层层展开，层层递进，让新知识与旧知识融为一个整体，让学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。

3)比较学习法，同时采用多媒体辅助教学，解决光合作用抽象的过程。

四、课时安排：4课时(其中1课时为本节练习、讲评、复习)

第一课时：捕获光能的色素和结构。(在实验室上)

第二课时：光合作用的探究历程。

第三课时：光合作用的原理和应用、化能合成作用。

五、说教学过程

第一课时

1、 引入新课：(情景导入 )

2、 “万物生长靠太阳”，对绝大多数生物来说活细胞所需能量的最终来源是光能，将光能转变为细胞能够利用的化学能的是光合作用，光合作用的过程是怎样的呢?绿色植物又是怎样把光能转化成化学能的?这是本节课要掌握的内容，

植物细胞进行光合作用，将光能转化为化学能，首先要能够捕获光能，因此，我们先来学习捕获光能的色素与结构。 说明：此导入方式先导入到节再到课时，用情景加问题的模式在最短的时间内把学生的注意力引向学习的主题-----光合作用，即明确了本节要掌握的目标，又清楚本节课的内容。

2捕获光能的色素。包括色素的提取、分离，色素的种类、含量、捕获的光谱、作用 教学策略：

采用实验法和问题探究法来突破此教学重点。

1实验法帮助学生明确实验的原理、方法、步骤。

2本实验相关的药品和实验注意事项较多，故采用问题探究法让学生经过自主、探究、合作学习与师生共同探究相结合(含自学、实验、演示、谈话、讨论、讲授等)来突破。

色素分布在哪里? 过渡到学习捕获光能的结构

3捕获光能的结构-----叶绿体

包括叶绿体的分布、形状、结构组成、功能。

哪些细胞才有叶绿体?叶绿体的形状是怎样的?有哪些结构组成?基粒和内囊体有什么作用?叶绿体的膜表面和基质中分布了什么?叶绿体的功能是? 从“结构与功能相适应”的角度，采用问题探究法教学。

小结，课堂练习 巩固所学内容

第二课时

1导入新课：(复习导入)

复习上节课的内容和初中生物所学的光合作用的概念 说明： 先复习概念，让学生形成初步的印象，同时激发学生的好奇心：现在呈现在我们面前的光合作用只有几句话，但人们得出这一认识却经历了漫长的探究历程，科学家用了200多年的时间经过无数次的实验才总结出来的。自然进入光合作用的探究历程的学习。

现在呈现在我们面前的光合作用只有几句话，但人们得出这一认识却经历了漫长的探究历程，科学家用了200多年的时间经过无数次的实验才总结出来的，现在我们就沿着科学家们探究光合作用的足迹，来体验他们认识问题的思维过程和科学探究的乐趣。

光合作用的探究历程 由于实验较多，不利于学生掌握实验设计思路和结论。所以打破以时间为线索的常规教学，而把实验分为五类：植物为什么会生长?植物放出氧气之谜?植物进行光合作用的条件、产物、场所、分别是什么?释放的氧气来自于水还是二氧化碳?有机物是如何合成的?通过五个问题贯穿本节课，有利于学生对光合作用探究历程的理解?

一植物为什么会生长?

1亚里士多德的观点;

亚里士多德的结论正确吗?你认同吗?

2海尔蒙特的柳树盆栽实验

根据实验设计原则，海尔蒙特的实验设计有什么缺陷?是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关? 多角度、多种方法引导质疑、激发兴趣。

在关注经典实验过程的同时，强调对实验设计的思路、优缺点的分析，通过启发学生质疑，进行合理假设，参与实验设计，调动学生学习的积极性。

二植物放出氧气之谜?

1普利斯特利的实验

2英格豪斯实验

是谁发现了光在其中的关键作用?

与前人相比，英格豪斯的实验设计改进在什么地方?

三植物进行光合作用的条件、产物、场所的探究

1索绪尔的实验

2梅耶的观点

3萨克斯的天竺葵实验

4恩格尔曼的水绵实验

1897年，首次在教科书中称它为光合作用。

根据以上科学家的探究里程归纳光合作用的过程归纳得出光合作用的化学方程式。

从化学方程式引出问题四和五。

四释放的氧气来自于水还是二氧化碳?

鲁宾和卡门的氧同位素示踪实验

五有机物是如何合成的?

卡尔文的碳同位素示踪实验。

近代科学家对光合作用的研究：

袁隆平的杂交育种 总结归纳、感悟。

课后拓展：P103的第三题。

小结，课堂联系 巩固所学知识。

第三课时光合作用的过程

1导入新课：(复习导入)

写出光合作用的总化学方程式 光合作用是非常复杂的多步反应，总反应式不能表示光合作用具体的进行历程，这样很自然地就引入了光合作用的光反应和暗反应的过程的学习。

2光合作用的过程

包括光反应和暗反应的概念、场所、条件、原料、物质变化、能量变化。 采用问题探究教学模式突破，含自学、演示、谈话、讨论、讲授等)

3出示光合作用过程示意图并作适当讲解。

4光反应与暗反应关系的比较 列表比较法：用表格形式归纳，是内容简洁明了。

5光反应暗反应之间的联系：

当光合作用的光反应过程被人为阻断，你认为暗反应会被停止吗?反过来，当暗反应过程被人为阻断，你认为光反应会怎样变化? 通过比较三碳化合物、五碳化合物之间的物质的量变化，进一步巩固光合作用的过程。

6环境因素对光合作用强度的影响

课外作业，小组设计，选一种环境因素，分析它对光合作用强度的影响。通过小组讨论，确定并实施本小组的实验方案，写出实验设计，待教师审阅后，与生物实验室联系，而后利用课余时间分别安排各小组到生物实验室完成本小组的实验。

提供一些思路供同学借鉴，当然还可以自己创出更有新意的实验。

①光照强度的变化

②不同波长的光(红光、绿光)

③不同的温度(过度、适宜、过低)

④水分对植物光合作用强度的影响

7、化能合成作用

按小组学习教材中这部分的内容，提取这二个自然段中的主要内容，然后小组派代表说说从这部分内容中获得些什么知识。

讲清：①自养生物(光能自养、化能自养及区别)，

②异养生物。

结合上一节(第3节 细胞呼吸)的内容，全面划分生物的代谢类型。 列表比较法

小结，练习 巩固本课时的知识

板书设计

第一课时

捕获光能的色素

一、 绿叶中色素的提取和分离

提取色素 制备滤纸条 画滤液细线 分离色素 观察与记录

二、 色素的种类和作用

种类 色素颜色 选择吸收光能

叶绿素

(3/4) 叶绿素a 蓝绿色 红光和蓝紫光

叶绿素b 黄绿色

类胡萝卜素(1/4) 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光

叶黄素 黄色

三、 叶绿体的结构

外膜

内膜

基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素

基质：含多种光合作用所必需的酶，和少量的DNA

光合作用和细胞呼吸

第4章光合作用和细胞呼吸
——光合作用和细胞呼吸的题型复习
光合作用和细胞呼吸在历年高考中中都是重点命题对象，往往出综合性大题，所占分值较高，而且难度较大。
本单元内容与坐标曲线结合较多。解答生物中的坐标曲线题，第一，要弄清楚它的数学含义，即横轴表示什么、纵轴表示什么。第二，要弄清楚它的生物学含义，即横轴和纵轴所表示的对象在生物学上的含义、曲线的每一点和每条线段在生物学上是表示什么。第三，找出曲线的变化特点，分析产生这种变化的原因，如果有多条曲线，还要分析各条曲线的相互关系，是相依关系、相对关系，还是其它关系。第四，根据题目要求把图形转换成生物学语言。
本单元内容多，能力点也多，题目类型杂，我经过整理把它分为三大类。
一、反应式解题
6CＯ2+12H2Ｏ→C6H12Ｏ6+6Ｏ2+6H2Ｏ
C6H12Ｏ6+6Ｏ2+6H2Ｏ→6CＯ2+12H2Ｏ+能量
C6H12Ｏ6→2C2H5ＯH2+2CＯ2+能量
C6H12Ｏ6→2C3H6Ｏ3+能量
解本类题首先要理清植物器官在呼吸过程中O2吸收量与CO2释放量之间的关系，根据反应式可知，在进行有氧呼吸时，O2释放量等于CO2释放量；在进行无氧呼吸时，只释放CO2而不吸收O2，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时，CO2释放量多于O2吸收量，这多出的部分即为无氧呼吸的产物。同时，有氧呼吸每消耗1摩尔葡萄糖生成38个ATP，而无氧呼吸产生2个ATP，二者消耗葡萄糖与释放CO2的摩尔数之比分别为1:6和1:2。
二、关系式解题
净O2=光O2－呼O2
净CO2=光CO2－呼CO2
净C6H12O6=光C6H12O6－呼C6H12O6
净光合速率=光光合速率－呼呼吸速率
三、环境因素解题
（一）、光合作用
光合作用相对强度的三种表示方式：Ｏ2释放量；CＯ2吸收量；植物质量（有机物）增加量。
1、光照强度直接影响光合速率。阳生植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴生植物。
2、光的颜色（光质）
3、二氧化碳浓度（CＯ2饱和点和补偿点），空气中二氧化碳含量占空气体积的0.033%左右。
4、温度的高低。一方面可以直接影响光合作用中各种酶的活性、光合结构，还通过影响其它相关的代谢活动（如水分散失，气孔开闭等）而影响光合作用。不同植物对温度反应不同，一般最适温度在25℃。
5、矿质元素N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl等直接影响酶、ATP、NADPH和叶绿素的生物合成，从而直接影响光合速率。而K、P、B对光合产物的运输和转化起促进作用，对光合作用产生间接影响。
6、水一方面是光合作用的原料，同时当水分散失过多时，植物叶片的气孔关闭，CO2无法进入植物体内，从而影响光合速率。
（二）、呼吸作用
细胞呼吸相对强度可用的三种表示方式：CＯ2释放量；Ｏ2吸收量；植物质量（有机物）减少量。
1、温度：呼吸作用的最适温度一磐在25℃—35℃之间。
2、氧气：大气中氧气的含量约占大气成分的21%，通过控制水分、温度和氧气含量来控制呼吸强度。

2012届高考生物二轮复习：光合作用和呼吸作用

光合作用和呼吸作用专题

一、知识结构

二、考点分析

1、有关影响光合作用速率的几组曲线分析及生产上的应用

(1)光照强度

①图象（如右图）

②关键点含义

光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化吸收CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。

植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。

当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。

光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。

所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，如果阴生植物光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。

(2)光照面积

①图象（如右图）

②关键点含义

OA段表明随叶面积指数（叶面积指数=）的不断增大。光合作用实际量不断增大，A点为真正光合作用面积的饱和点，随叶面积指数的增大，真正光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。

OB段干物质量随真正光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积指数的不断增加OC段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低，如BC段。

③应用

田间管理时，适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。如果封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

(3)CO2浓度和矿质元素

①图象（如右图）

②关键点含义

CO2是光合作用的原料，矿质元素直接或间接的影响光合作用，在一定范围内，随CO2和矿质元素的增多，光合作用速度逐渐提高，但到A点，即CO2和矿质元素达到饱和，光合作用不再随CO2和矿质元素浓度的提高而增加。但当CO2浓度升高到浓度很高时影响了植物的呼吸作用，而导致光合作用下降。矿质元素浓度在很高时，也会影响光合作用速度。如氮肥过多，会造成农作物徒长倒伏。矿质元素过高还会造成细胞质壁分离，影响细胞的吸水，从而影响农作物的生命活动。

③应用

“正其行，通其风”，温室内充CO2，即为提高CO2浓度、有利于增加产量。合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，增加光合作用速率。

(4)温度

①图象（如右图）

②关键点含义

②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。

光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。

所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内真正光合作用的酶最适温度。

③应用

白天调到真正光合作用最适温度，以提高净光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，所以保持一定的昼夜温差能保证植物有机物的积累。

(5)叶龄

①图象（如右图）

②关键点含义

OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。

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，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。

③应用

农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物。

(6)多种因素的影响

①图象（如下图）

②关键点含义

P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子。要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。

③应用

温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用中酶(特别是光反应酶)的活性，提高光合速率，同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度，以提高光合速率。总之，可根据具体情况。通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

2、影响呼吸作用的因素：

①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图曲线所示。根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。

②氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图中曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图中曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时适当地降低氧的浓度，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。

②CO2浓度：

增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。

3、光合作用和呼吸作用的有关计算

（1）根据光合作用或呼吸作用反应式进行有关物质的计算

（2）根据光合作用或呼吸作用反应式进行能量计算

（3）光合作用与呼吸作用的综合计算

在光下光合作用与呼吸作用同时进行：

总光合作用速率（真正光合作用速率）=净光合作用速率（表观光合作用速率）+呼吸作用速率

具体分析如下：（参考图表）

光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量

光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳消耗量＋呼吸作用二氧化碳释放量

光合作用实际葡萄糖生产量＝光合作用葡萄糖净产量+呼吸作用葡萄糖消耗量

特别提醒：

植物光合作用吸收的CO2（释放O2）的速率，代表植物总光合作用速率；植物光合作用制造的葡萄糖，代表植物光合作用实际葡萄糖生产量。

植物光下吸收的CO2（释放O2）的速率，代表植物净光合作用速率；植物光合作用积累的葡萄糖，代表植物光合作用葡萄糖净产量。

三、典例精讲

典例1．如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是

A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体

B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等

C．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃时，a点上移，b点左移，d点下移

D．当植物缺镁时，b点将向右移

变式1-1．在右面曲线图中，有M．N、O、P、Q五个点，对它们的含义的叙述正确的是

①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度

弱于呼吸作用强度

②N点时，植物体只进行呼吸作用；O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度

③Q点时，光照强度不再是影响光合速率的主要因素

④P点前，影响光合速率的主要因素是光照强度

A．①②B．①③C．③④D．②④

变式1-2．分析下列甲、乙、丙图，说法正确的是

A．若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影响，则阳生植物的曲线与此比较，b点向左移，c点向右移

B．在光照强度相同时，t2℃植物净光合作用最大

C．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表胡萝卜素

D．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用蓝紫色或红色的塑料大棚

典例2．下左图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的

变式2-1．右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时

A．有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多

B．有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多

C．有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多

D．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等

变式2-2．酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。在一个固定容积的培养液中，单位时间内在不同的氧气浓度下，下图所示的酵母菌相关指标与实际不相符的是

ABCD

典例3.在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量，结果如下表（假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变）。下列有关分析，错误的是

A．在0～25min期间，甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少

B．在0～25min期间，CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果

C．在0～25min期间，影响光合作用强度的主要因素是CO2含量

D．上表数据说明，乙植物比甲植物固定CO2的能力强

变式3-1.将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究在10℃、20℃的温度条件下，分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。

对以上结果分析正确的是，该叶片

①.呼吸速度在20℃下是10℃下的2倍②.在10℃、5klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3mg

③.在5klx光照下，10℃时积累的有机物比20℃时多④.在20℃、10klx光照下，每小时光合作用固定的CO2量约是13.9mg

A.①②B.③④C.①③D.②④

变式3-2.下表是一个生物兴趣小组同学对某种植物的叶片进行光合作用实验时测得的一组数据，下列选项下列选项是四位同学根据这组数据绘制的四种光照强度与光合作用吸收CO2总量的曲线，你认为正确的是

典例4.现将一C3植物放入一个密封的玻璃钟罩内培养，罩中养有以此植物为食的小动物，罩内的氧气用18O标记。给予光照若干天后，下列有关叙述正确的是

A．18O既能在植物体内的有机物中出现，也能在动物体的有机物中出现

B．该植物固定CO2用于合成有机物，CO2都要穿过3层膜性结构

C．在光学显微镜下，C3植物和C4植物的最大区别是：前者维管束鞘细胞中含有不含基粒的叶绿体

D．有氧呼吸第一阶段所释放能量都转移到2个ATP中去了

变式4-1.关于下图及其表述的含义的叙述，不正确的是

A．图a曲线表示玉米离体叶片光下利用14CO2进行光合作用时14C含量变化的情况

B．图b曲线表示酵母菌随氧气浓度增加产生CO2的浓度变化的情况

C．图c曲线表示生态因素对光合作用的影响情况

D．图d曲线表示小鼠由30℃→10℃环境耗氧气量变化情况

变式4-2.下列图文相符的有

A．图A表示小白鼠呼吸耗氧量与环境温度的关系

B．图B表示酵母菌代谢中CO2产生速率与O2浓度的关系

C．图C表示玉米(C4植物)植株一天内CO2吸收相对量随时间变化情况

D．图D表示番茄种子萌发（未长出绿叶）过程中干重变化

花盆光温度水

甲光亮处20℃充足

乙黑暗处20℃少量

典例5.在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单一变量的原则．为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如右处理．在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为

A．乙花盆放在光亮处B．甲花盆放在黑暗处

C．甲花盆的温度高于20℃D．乙花盆浇充足的水

实验处理30min内上浮

编号叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHC03(g)叶圆片数(片)

1A104002

2B104016

3C104034

4DlO4055

变式5-1.某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。取100mL三角瓶4个，编号1～4，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修正不合理的是

A．自变量二氧化碳浓度的控制不严格B．只要控制光照、温度相同即可

C．实验材料本身存在的差异会影响实验结果

D．制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处

变式5-2.下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验，下列说法错误的是（）

A．将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动

B．将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件

C．当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蠕虫，对红色液滴移动不产生明显影响

D．为使对照更具说服力，应将伊尔藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3)的烧杯中

典例6．（20分）用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理１小时，测其重量变化；立刻再光照１小时（光强度相同），再测其重量变化。得到如下结果：

组别一二三四

温度27℃28℃29℃30℃

暗处理后的重量变化（mg）*－1－2－3－4

光照后的重量变化（mg）*+3+3+3+2

*指与暗处理前的重量进行比较，“—”表示减少的重量值，“+”表示增加的重量值

请回答问题：

（1）暗处理时，随温度升高，叶片重量，其原因是

；光照时，叶片的重量变化没有类似或相反的规律，试分析原因

　。

（2）假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量，则在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为mg，氧气产生量最多的是第组叶片。　

（3）绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关？某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。

实验步骤：

①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B；

②　；

③　。

实验结果和相关结论：

①,

②；

③　。

变式6-1.为了验证光质对叶片光合作用的影响，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对预测结果进行分析。

实验材料与用具：小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、绿叶（如菠菜叶）（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计）。

（一）实验步骤：

(1)取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）

(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的空气后，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。

(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水，所以全都沉到水底。）

(4)

(5)

(6)

（二）预测结果并分析：

（三）结果及讨论：若增强单色光光照强度，能否对实验结果产生影响？

试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光（光质）下，光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。

变式6-2.（20分）植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必要的矿质元素。下面提供250mL锥形瓶若干，80粒玉米种子（胚乳中可能含有镁离子），以及其它实验用具。请设计实验验证叶绿素的合成所需的上述条件。

（一）试验目的（略）

（二）试验原理

.

（三）试验步骤：

（1）配置含有蔗糖、水、琼脂及植物必需的所有矿质元素的1号培养基和不含镁（其他成分和1号均相同）的2号培养基、调至适宜pH，备用：

（2）分组编号与处理：

分组

项目甲乙丙丁

培养基及处理

种子及处理

外界条件

（四）列表比较试验结果：

（五）请分析回答下列问题：

如果把在培养基中正常生长的幼苗移入盛有完全营养液的广口瓶中并在适宜的光照和温度条件下继续培养，一段时间后，如果幼叶又表现缺素症，造成这种现象的主要原因是：　

。

典例7．（20分）实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精密的仪器，还要注意运用科学的方法。

（1）为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。

①实验目的：。

②实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。

③实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。

④实验方法：将实验材料和用具按上图配置好实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计（绘装置图表示，并用简短的文字说明）

⑤实验结果及预测：

Ⅰ．；

Ⅱ．；

Ⅲ．。

变式7-1.（20分）右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。

（1）关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向

（左/右）移动的距离。

（2）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。校正装置的容器和小瓶中应分别放入

、

。

（3）生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。

①实验变量：。

②实验假设：。

③实验步骤：

第一步：按装置图中所示进行操作，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。

第二步：。

第三步：。

④预期结果及结论：

结果1：__________________，结论1：______________________________________________________；

结果2：__________________，结论2：______________________________________________________；

结果3：__________________，结论3：______________________________________________________。

变式7-2.（20分）将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。

温度（℃）5101520253035

光照下吸收CO2（mg/h）1.001.752.503.253.753.53.00

黑暗中释放CO2（mg/h）0.500.751.001.502.253.003.50

(1)昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物能否生长？________________。

（2）昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是多少度？______________。

（3）每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在10℃的条件下，该植物能否生长？为什么？，________________________________________________。

（4）根据表中数据绘出光合作用吸收CO2量与温度之间

关系的曲线。

光合作用和呼吸作用专题备考训练参考答案：

典例1．C变式1-1.C变式1-2.B

典例2．B变式2-1.B变式2-2.D

典例3．B变式3-1.C变式3-2.C

典例4．A变式4-1.B变式4-2.B

典例5．D变式5-1.B变式5-2.B

典例6．（每空2分，共20分）

（1）下降在暗处，叶片只进行呼吸作用，温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多，叶片重量下降光照时，温度升高，光合作用和呼吸作用都增强，但不成一定比例，而叶片重量变化是光合作用产生的有机物和呼吸作用消耗的有机物之差组成，故叶片重量增加没有一定规律。

（2）7四

（3）实验步骤：②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的黑暗环境中；

③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗的颜色。

实验结果及相关结论：

①A变绿B不变，说明光是叶绿素合成的必备条件；

②A不变B变绿，说明叶绿素合成需要在无光条件下进行；

③A和B均变绿，说明叶绿素的合成与光照无关。

变式6-1.(20分）

（一）(4)取三只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的NaHCO3稀溶液。并分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。（2分）

(5)用40W灯泡照射，三棱镜色散形成红光、黄光、绿光分别作用于三只小烧杯。(2分)

(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(叶片全部浮起经历的时间)(2分)

（二）预测结果：单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多，绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少（4分）。

结果分析：因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最弱（2分）。因此在红光照射时产生O2的速度最快，叶肉细胞间隙的O2增加最快，叶片上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯叶片上浮最慢（4分）

（三）结果讨论：能（2分）曲线（4分）

变式6-2.（20分）

（二）植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必需的矿质元素。（2分）

（三）

分组

项目甲乙丙丁

培养基及处理1号培养基，灭菌，冷却1号培养基，灭菌，冷却1号培养基，灭菌，冷却2号培养基，灭菌，冷却

种子及处理每组各加20粒玉米种子，清水浸泡，消毒，去胚乳

外界条件充足光照，适宜温度（30℃）充足光照，温度10℃（低温）黑暗，适宜温度（30℃）充足光照，适宜温度（30℃）

组别甲乙丙丁

幼苗颜色绿色黄绿色黄色黄色

（四）

（五）溶液中缺氧，抑制了有氧呼吸，吸收矿质元素减少。（2分）

典例7．（20分）（1）①探究种子萌发时所进行的呼吸类型

④如图。（说明：强调等量的种子，即用等量的清水代替NaOH，观察红色液滴的移动情况。）

⑤Ⅰ.装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；

Ⅱ.装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；

Ⅲ.装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。

变式7-1.（20分）

⑴左（2分）

⑵与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的樱桃（2分）

与实验组等量的20%NaOH（2分）

⑶①机械损伤（2分）

②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高（或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高）（2分）

③第二步：向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其它处理及装置与实验组完全相同，记录相同时间内有色液滴移动距离为b（3分）

第三步：比较a、b数值的大小（1分）

④如果a＜b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高；（2分）

如果a＝b，则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响；（2分）

如果a＞b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。（2分）

变式7-2.（20分）

(1)能

（2）25℃

（3）能。12小时光照下积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物多。

（4）见右

高二生物《光合作用》教案

古人云，工欲善其事，必先利其器。作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助授课经验少的高中教师教学。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢？小编收集并整理了“高二生物《光合作用》教案”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

高二生物《光合作用》教案

教学目标

一、知识方面
1、使学生了解光合作用的发现过程。
2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱；初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
4、应用所学的光合作用的知识，了解植物栽培与合理利用光能的关系。
二、能力方面
1、通过叶绿体色素的提取与分离实验，初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
2、通过探讨光合作用的氧来源，初步训练学生的实验设计能力。
3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程，培养学生良好的思维品质。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解，增强学生保护生态环境的意识。
2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题，加强对科学、技术、社会（STS）的关注。

教学建议

教材分析

因为光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中，具有十分重要的意义，所以本节是本章的重点内容之一。教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素（并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验）、光合作用的过程、光合作用的重要意义以及植物栽培与光能的合理利用。义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识，安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。本节在此基础上，更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个著名的实验；讲述叶绿体和其中的色素、让学生学会提取和分离叶绿体色素。
一、教材首先向学生展示了人类研究光合作用这种地球上最重要的生理过程的艰苦历程，同时介绍了在研究光合作用过程中的几个著名实验，如：1771年，英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气实验；1864年，德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验；1880年，德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放氧的实验；20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。介绍这些实验的目的是使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神。
二、叶绿体中的色素是本节的重点，实验是本节的难点。
学生必须在搞清楚叶绿体中色素的种类及其吸收光谱，基粒片层结构的垛叠形式、色素在片层上的分布、基粒和基质的关系基础上，才有可能深刻理解光合作用的光反应和暗反应及其相互关系。
教材在介绍叶绿体中的色素时，设计了一个学生实验，即《叶绿体中色素的提取和分离》，使学生易于对叶绿体色素有一个感性认识。本实验可以在讲授完叶绿体色素后作为验证实验处理，也可用于叶绿体色素的探究实验；另外教材中叶绿体中各色素的吸收光谱也可作为课上学生讨论叶绿体色素生理作用的探究课题处理。
三、教材中光合作用的过程是本节的重点内容，也是本节的难点。

1、其中光合作用的总反应式，即

　

　
　概括出了光合作用的场所、条件、原料、产物及氧气的来源，但是，该反应式不足以表示光合作用的具体过程。因此，教材以图解的形式简明扼要地介绍了光合作用的两个重要过程，即光反应和暗反应。
2、光反应阶段
教材中光反应阶段可概括为光反应场所和光反应过程两个方面。
（1）光反应场所：叶绿体基粒片层结构的薄膜（类囊体）上进行。
（2）光反应过程：光反应的本质是由可见光引起的光化学反应，可分为两方面内容：
①水的光解反应：通过光合色素对光能的吸收、传递，在其中部分光能作用下把水分解为氢和氧，氧原子结合形成氧气释放出去，氢与NADP结合形成NADPH，用[H]表示，叫做还原性氢，作为还原剂参与暗反应。

　②ATP的合成反应：另一部分光能由光合色素吸收、传递的光能转移给ADP，结合一个磷酸形成ATP，也就将光能转变成活跃的化学能储存在高能磷酸键上。
3、暗反应阶段
教材中暗反应阶段也可概括为暗反应场所和暗合应过程两个方面。
（1）暗反应场所：叶绿体基质中进行。
（2）暗反应过程：暗反应实际上是一个由多种酶的催化才能完成的酶促反应，光对暗反应没有影响。主要包括三个步骤：
①二氧化碳的固定：一个二氧化碳分子与一个五碳化合物分子结合形成两个三碳化合物分子，这个反应的作用在于使反应活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的还原：在有关酶的催化下，一些三碳化合物接受光反应产生的ATP分解时释放的能量并被光反应产生的[H]还原，经一系列复杂的变化，形成糖类，一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接产生的。
③五碳化合物的再生：另一些三碳化合物则经复杂的变化，又重新生成五碳化合物，从而使暗反应阶段的化学反应不断地进行下去。
4、教材中光合作用的意义可从以下几个方面归纳：光合作用是生物界有机物的来源；光合作用是生物生命活动所需要能量的来源；光合作用可调节大气中氧气和二氧化碳的含量；光合作用在生物的进化具有重要作用，即：使无氧呼吸进化为有氧呼吸成为可能，同时为水生生物进化到陆生生物创造了条件。
教材在最后总结道：“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”，充分概括光合作用在生态系统中的地位。
5、植物栽培与光能的合理利用是教材的选学内容，其目的是使学生意识到科学、技术、社会（STS）的理念，这部分内容易于调动起学生的讨论热情。

教法建议
1、引言
因为与光合作用相关的问题涉及面非常广泛，尤其是一些广为人们关注的话题，所以本节可引入的话题很多，如可从全世界面临的一些生态危机，如粮食、化石能源、环境污染等，或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施；或从一些自然灾害，蝗灾、沙尘暴等入手；或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用的。这样的引入方式，可有意识地培养学生的社会责任感，也可较好地体现科学、技术、社会的教育的精神。
2、光合作用的发现
这部分的教学要特别重视，这不仅仅是进行科学史的教育，学生可从科学家二百多年的研究历程体会到科学发现的艰难；同时还能感受到科学研究方法的重要；实验设计的巧妙，如1880年德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放氧的实验；以及新技术、新理论的发现和综合应用在科学发现中的重要作用，再一次体验科学、技术、社会的理念。例如，没有核科学的进展，就不会有放射性同位素示技术，也就不会有美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
3、引导学生讨论叶绿体中的光合色素及其生理功能时，《实验八叶绿体中色素的提取和分离》可以在讲授完光合色素后作为验证实验处理，也可用于光合色素的探究实验，这样做不但可使学生学会有关方法，激发学生学习生物学的兴趣，还可加深对这部分知识的认识，同时训练其实验探究能力；在引导学生讨论叶绿体中各色素的吸收光谱时，教材上的光合色素吸收光谱曲线可作为课本探究的素材，以训练学生分析曲线的能力。
4、光合作用过程的的教学是本节的核心内容。教学时可从光合作用的总反应式入手，或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手，可采用老师讲授，或学生讨论，或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设，即水中的氧是来源于水还是二氧化碳，还是共同来源于二者，条件好的班还可让学生想办法证明这些假设，以训练学生的实验设计能力。通过总反应式的分析，应使学生明确光合作用氧来源这一关键问题。
在学生理解了光合作用总反应式的基础上，使学生明确另一个重要观点，即光合作用是非常复杂的多步反应，总反应式不能表示光合作用具体的进行历程，这样很自然地就引入了光合作用的光反应和暗反应的过程的学习。

　光合作用光反应与暗反应教学时，因为都是较为枯燥的化学反应过程，且又无法在实验中让学生看到这些变化，可采取图解、表解或多媒体动画的方式展示给学生，这样学生一是乐于接受，二是学生能“亲眼看到”物质的微观化学变化，也降低了理解这部分知识内容的难度。还应引导学生讨论光合作用的光反应与暗反应之间的区别和联系，尤其是二者的联系应多加注意。
时间允许的话，还可引导学生讨论影响光合作用的因素，进而讨论“如何提高光合效率的途径”，“采取哪些措施提高农业产量？”等问题，使学生体会到学习生物学理论的实际价值，强化学生学以致用、理论联系的理念。
5、进行光合作用的意义的教学时，可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料，课上选择几个典型的事例，围绕光合作用的生态意义这个中心，引发学生的思考和讨论，使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”。
6、植物栽培与光能的合理利用的教学，可以综合性讨论题的形式，比如：学生能利用光合作用原理，提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗？这样的问题容量使学生有更大的想象和思维的空间，也易于在高中学生中展开讨论。

教学设计方案

第三节光合作用

光合作用的发现过程；叶绿体中色素的种类；颜色及其吸收的光谱；光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义；植物栽培与合理利用光能的关系。

光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义

2课时

板图、挂图、多媒体课件、实验

第一课时

1、引言

本节可引入的话题很多，如：

①可从全世界面临的一些生态危机，如粮食、化石能源、环境污染等入手；

②或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手；

③或从一些自然灾害，蝗灾、沙尘暴等入手；

④或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用；

⑤还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个著名实验为切入点进入光合作用的学习，其中较易作为切入点的实验有：德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验（学生在初中就做过）；德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所，且氧由叶绿体释放出来的实验；20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。

教师应特别重视光合作用发现这部分内容的教学，因为通过分析科学家对光合作用的研究历程，学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用，从中也可以深切体会到技术的发现和应用，特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用，因此有人说“技术是人类延长了的手臂”。

2、叶绿体及其光合色素

用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图，提问复习叶绿体的亚显微结构，教师应适时指出，光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系，这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上；二是在基粒片层的薄膜上，有吸收转化光能的色素，这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。

（1）学生做《实验八叶绿体中色素的提取和分离》

可作为探究实验，也可作为验证实验，但实验过程都应让学生自己看书总结，之后引导学生讨论下面的问题：

①“想要做好《叶绿体中色素的提取和分离》实验，学生应注意哪些问题？

这个实验是高中生物学实验难度较大的一个，涉及的药品多，实验原理复杂，实验操作也较烦琐，而且实验现象也不是很明显。如何才能顺利地完成这个实验呢？下面就这个实验要注意的问题做一些说明。

　提取光合色素过程中，关键是速度。提取光合色素过程中，因为光合色素都是脂溶性的，因此用丙酮这种有机溶剂作为提取液，因为丙酮易挥发且有一定毒性，因此提取过程要速度要快，同时提取液要用胶塞塞好，以防止其挥发；利用二氧化硅硬度极大的特点，其粉末可增加研磨时磨擦力，加快研磨的速度；又因为叶绿素容易破坏，因此需要保护，而碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏；把绿叶剪碎的目的也是为了加快研磨速度。

　划滤液细线是本实验的结果明显清晰的关键。滤液细线必须待第一次完全干燥后才能划第二遍，重复次数可多一些，滤液细线要齐、细、颜色深，其中齐更重要一些。
用纸层析法分离色素时，特别要注意滤液细线一定要处于层析液的上面，否则光合色素会溶解于层析液中，而不会沿层析液向上扩散、分离，这会使实验效果极差，甚至不发生分离，导致实验无效；另外，层析液是石油醚、丙酮、苯等有机溶剂的混合液，具有挥发性且有毒，要注意密闭。

正常的实验现象从上到下应为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素（a）、叶绿素（b），一般可看到下面三种色素，最上面的胡萝卜素如果操作不适当效果可能不很明显。

还有这个实验过程用了有毒的有机药品，因此实验后要用肥皂把手洗干净。

在学生观察的基础上，教师总结光合色素的种类、色素颜色、色素的吸收光谱及在滤纸条分布。

②学生实验结束后，教师可给学生演示叶绿体的色素吸收光谱的现象。方法是：用红、橙黄、绿、蓝紫色的薄膜，分别遮住同一光源。把盛有叶绿体的色素提取液的试管，分别放在红、橙黄、绿、蓝紫色光前、让学生观察这些光透过色素提取液的情况。可明显地看到红和蓝紫色光透过的较少（暗），橙黄和绿色光透过的较多（亮）。引导学生分析这些现象，得出叶绿体中的色素，主要吸收红光和蓝紫光。在此基础上，出示教材中的光合色素吸收光谱曲线，引导学生分析曲线含义，总结光合色素吸收光波的不同特点。

③教师还可引导学生进一步分析叶绿体结构特点与其光合作用功能相适应的特点，例如：与光合作用有关的各种酶集中分布于叶绿体中，有利于光合反应高效地进行；再如，叶绿体内的片层薄膜，垛叠成基粒，每个基粒由10~100个片层结构组成，这样的结构可增大叶绿体内的膜表面，扩大色素的附着面，有利于提高光能的利用效率

（2）有条件的学校或班级还可引导学生对色素、光合色素有关的问题做较为深入的讨论，比如可讨论下面几个问题：

①学生知道我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的吗？

这个问题涉及到了植物叶绿素合成时的条件问题。

叶绿素是光合色素中最重要的一类色素。绿色植物的叶绿体中有四种色素，绿色植物只在光下才能合成叶绿素，这样学生已经知道这个问题的答案了。韭黄、蒜黄是在黑暗条件下培育出来的，因为植物此时不能合成叶绿素，只能长成黄化苗，而黄化苗的薄壁细胞比较多，所以吃起来比较嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意，植物不能长期处于无光条件下，这个道理学生应该是明白的。

叶绿素的形成除了有光照之外，还与什么因素有关呢？叶绿素是一种较复杂有机化合物，其中心存在一个镁离子，因此叶绿素的形成还与镁这种矿质元素有关，没有镁，叶绿素也是形成不了的。

②如果土壤短期缺镁，植物的叶片会出现什么现象呢？

可给学生适当的提示，镁与叶绿素是以不稳定化合物的形式存在的。学生可以想一想我们在植物矿质代谢中学习的内容，还记得吗？有两类矿质元素可以移动，一是像氮、磷、钾这样以离子态运输的矿质元素，还有一就是像镁这样与不稳定化合态存在的矿质元素；另一类矿质元素不能自由地在植物体内移动，如钙、铁这样以稳定难溶的状态存在的化合物。能移动的矿质元素才能被重复利用，而且这些矿质元素一般都运输到植物体生长比较活跃的地方，如茎尖、芽尖、幼叶等处。因此土壤中短期缺乏镁这种可移动的离子时，整个植物体中的叶片受损伤的程度是不一样的，此时老叶先受损变黄，而幼叶暂时不会受到缺镁的损伤，依然鲜绿。反之，如果土壤中缺乏的是钙、铁这些不能移动的离子，植物体首先受损伤的则是新叶。

③浅海中自上而下为什么会出现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象？

这也是一个和光有关的生物学问题。

我们平常看到的物体的颜色实际上是这个物体反射的光，如学生看到叶片是绿色，说明叶片反射绿光，而吸收了其它色光；学生看到一个物体是白色的，说明这个物体不吸收任何光，并全部反射回来；学生看到一个物体是黑色的，说明这个物体把所有光都吸收了，没有反射任何光。这是理解这个问题的关键。通过上面的分析学生可能已经知道，绿藻反射了绿光；褐藻反射了黄光，而红藻反射了红光。

绿藻中含有叶绿素等光合色素，红藻中有藻红蛋白（藻红素）和类胡萝卜素等光合色素。图1是太阳光的光谱示意图；图2中A是藻红蛋白的吸收光谱示意图。

图1

图2

通过学生所学的物理学知识，知道光子能量E=hυ，光速c=λυ，则：υ=c/λ，从而E=（hc）/λ，即波长越短，光子的能量越高。由此可知，水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即水深层的光线相对富含短波长的光。

所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层；含藻红蛋白和类胡萝卜素，吸收由蓝紫光和绿色光较多的红藻分布于海水深的地方。这是植物在演化过程中，对于深水中光谱成分发生变化的一种生理适应。

　

光反应

暗反应

区

别

反应性质

光化学反应

酶促反应

与光的关系

必须在光下进行

与光无直接关系，在光下和暗处都能进行

与温度的关系

与温度无直接关系

与温度关系密切

场所

叶绿体基粒片层结构的薄膜上

叶绿体的基质中

必要条件

光、叶绿体光合色素、酶

多种酶

物质变化

水光解为还原性氢和氧气；由ADP合成ATP

二氧化碳的固定、三碳化合物的还原、五碳化合的再生

能量变化

光能转变ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能转变为葡萄糖等光合产物中稳定的化学能

联系

准备阶段：为暗反应的顺利进行准备了还原性氢和能量ATP

完成阶段：在多种酶的作用下，接受光反应提供的还原性氢和ATP，最终将二氧化碳还原为葡萄糖。

之后，还可提出一些综合性的问题，加深学生对光合作用的理解，例如可以提出下面的问题：

“当光合作用的光反应过程被人为阻断，你认为暗反应会停止吗？反过来，当暗反应过程被人为阻断，你认为光反应会怎样变化？”

通过以上的分析可以看出，光合作用的光反应与暗反应是相互联系的，而它们之间的联系纽带是还原力，即ATP和还原性氢。当光反应停止时（如植物在黑暗条件下），暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断，暗反应会停止；而反过来，当暗反应停止时（如植物在气孔完全关闭，或无二氧化碳），光反应是不是也受到影响呢？答案是肯定的，暗反应停止，光反应也会随之停止，因为光反应产生的ATP和还原性氢没有被暗反应消耗，根据化学平衡的原理，相当于光反应的产物浓度升高，化学平衡会向反向进行，从而光反应就停止了。

时间允许的话，还可引导学生讨论影响光合作用的因素，进而讨论“如何提高光合效率的途径”，“采取哪些措施提高农业产量？”等问题，使学生体会到学习生物学理论的实际价值，强化学生学以致用、理论联系的理念。例如，可提出下面的问题供学生讨论：

“你能利用光合作用原理，提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗？”

对光合作用的影响

在生产上的应有

光

光合作用是光化学反应，所以光合作用随着光照强度的变化而变化。光照弱，光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随着加快；但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加，另外，光的波长也影响光合作用速度，通常在红光下光合作用最快，蓝、紫光次之，绿光最差。

延长光合作用时间；通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光的一项重要措施。

增加光合作用面积，合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。

温度℃

光合作用的暗反应是酶促反应，温度低，酶促反应慢，光合速率降低，随着温度提高，光合作用加快；温度过高时会影响酶的活性，使光合作用速率降低，一般植物的光合作用最适温度在25-30℃之间。

适时播种：温室栽培植物时，可以适当提高室内温度。

二氧化碳浓度

二氧化碳是光合作用的原料，原料增加，产物必然增加，大气中的二氧化碳含量是0.03%，如果浓度提高到0.1%，产量可提高一倍。如果浓度提高到一定程度后，产量不再提高。如果二氧化碳浓度降低到0.005%，光合作用就不能正常进行。

施用有机肥：温室栽培植物时，可以适当提高室内的二氧化碳浓度。

总之，光合作用涉及的知识多、综合性强，在复习时要全面，特别是光合作用的反应场所、总反应式、反应具体过程、条件、反应物、产物、释放能量、光反应与暗反应之间的相互联系与区别、影响光合作用的诸多因素等方面做全面的比较、总结，并注重这些知识能与生产生活等实际相联系，培养分析、综合、读图、理论联系实际的能力。
　④很多植物的叶片到秋天会变红，很多植物的花在一天的不同时间中也会呈现不同的颜色，学生知道这是什么的原因吗？
本题涉及了植物细胞中色素及其比例变化的问题。一般来说，正常叶片的叶绿体中有两大类光合色素，其中叶绿素和类胡萝卜的分子比例为三比一，叶绿素a和叶绿素b也约三比一，叶黄素和胡萝卜的比为二比一。由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，占优势，所以正常叶子总是呈现绿色。秋天、条件不正常或叶衰老时，由于叶绿素较易被破坏或先降解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。

至于红叶，不是叶片中叶绿体的色素造成的，而是由细胞液泡中的花色素引起的。因秋天温度降低，植物体内积累较多糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖多了，就形成较多的花色素储存于液泡中。而花色素类似于酸碱指示剂，从碱性到酸性会呈现从蓝色到红色颜色渐变，具体而言是，pH=7~8时呈淡紫色；pH3时，呈红色；pH11则呈蓝色。由于秋天时液泡中花色素增多，且细胞液pH值又偏酸性，因此叶子就变红了。

不仅如此，花色素的颜色也会随环境中存在的不同的金属离子而改变，所以同一种花色素在不同的花中，或是同一种花由于种植的土壤不同，都能显出不同的颜色。

学生可以回家做一个小实验，找一朵开红花的牵牛花，用手把花瓣使劲揉一揉，使花瓣细胞的液泡破裂，然后把这朵花放到洗衣粉水中（碱性环境），花瓣的颜色会由红色变为蓝色。这样学生就可以理解其中的原因了。

第二课时

1、引言

教学时可从光合作用的总反应式入手，或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手，可采用老师讲授，或学生讨论，或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设，即水中的氧是来源于水还是二氧化碳，还是共同来源于二者，条件好的班还可让学生想办法证明这些假设，以训练学生的实验设计能力。

在搞清楚光合作用中的全部氧气来自于水中的氧后，让学生回忆初中生物学课本中的光合总反应式，并让学生对该反应式配平，要求尤其要求反应式左右氧原子的配平，通过这个工作，可使学生深切认识到，光合作用的反应物与产物中都需要水这一重要生物学事实。

2、光合作用的具体过程

可以教师讲解为主，可用板图、挂图、或多媒体课件的形式尽量把微观的物质变化形象化。

在讲清楚光合作用光反应与暗反应的过程后，应把重点放在光反应与暗反应的区别和联系上，可利用表解的形式让学生分析讨论：

　3、进行光合作用的意义的教学时，可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料，课上可以采取分组讨论的形式，选择几个典型的事例，围绕光合作用的生态意义这个中心，引发学生的思考和讨论，使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”和生产、环境，激发学生学习的兴趣。

探究活动

探究光强、光质、温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响

学习光强、光质、温度、二氧化碳浓度等外界条件对光合作用的影响

因为影响光合作用的内部及外部因素不断变化而相起，因此植物光合作用强度经常改变着。影响光合作用的外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度。影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶片的发育阶段等等。
一般而言，光强增加，光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同，在光强增加相同的情况下，光合作用强度的增强程度并不相同，并且当光强增加到一定限度时，光合作用不再增加了。
因光合色素对不同性质的光的吸收值是不同的，因此不同颜色的光也会影响光合作用的强度，红光、蓝紫光光合作用强度大，其它颜色的光会使光合强度下降，绿光的光合强度几乎为零。
因温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应酶的催化活性，因此也会影响光合作用的强度。一般而言，温度在0℃-35℃之间时，每增加10℃光合强度增加一倍；但超过40℃-50℃后，光合强度下降。
因二氧化碳是光合作用的底物之一，因此它的含直接影响光合强度，在一定的浓度范围内，增加二氧化碳浓度，光合作用强度加强。
黑藻或金鱼藻、碳酸氢钠、高瓦数聚光灯、温度计、大烧杯等。

1、光强度对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻，将其剪成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳），使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源分别为10cm、30cm、50cm的地方（用冰块控制各烧杯中的水温，用温度计监测水温）。
每个距离都每隔一定的时间计数排出的气泡数。

2、光质对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻，将其剪成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳），使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方（控制各烧杯中的水温一致），分别用红色、蓝色、黄色、绿色的透明玻璃纸把该装置包起来。
每种颜色的光质都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
3、温度对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻，将其剪成几段，放在装有自来水的大烧杯中（杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳），使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方，用冰块和热水控制各烧杯中的水温在室温、0摄氏度、50摄氏度。
每种温度都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
4、二氧化碳浓度对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻，将其剪成几段，放在装有自来水的大烧杯中，使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
放在黑暗处一天，使黑藻或金鱼藻体内的机物消耗掉。
把此装置放在聚光灯下，很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方（控制各烧杯中的水温一致），各烧杯中放入碳酸氢钠量分别从0依次增加一些，并用玻璃棒搅拌一下。
每个烧杯都每隔一定的时间计数排出的气泡数。

探究观察气孔运动及估测气孔数量

学习观察气孔运动和估测气孔数量的技术和方法

用透明直尺与显微镜测量气孔数量的方法：

1、微米是一毫米的一千分之一。用符号表示微米就是um。

2、可以通过将微观物体的大小与圆形视野的大小做比较而估计出微观物体的大小。要确定视野的大小,可以在载物台上放一把透明的直尺,用低倍物镜获得尺子上分格的清晰图像。小心移动尺子使它有刻度的一边通过视野的正中心，并数在你的视野中所看到的分格的数目。尺子上刻度将显示得相当宽,lmm是从一个刻度的中心到另一个刻度的中心的距离。用mm记录你的显微镜中低倍物镜的视野直径。

　3、计算高倍物镜的视野直径是多少毫米,使用下面的等式：

高倍物镜的放大倍数/低倍物镜的放大倍数=A

低倍物镜的视野直径/A=高倍物镜的视野直径

例如,如果你的低倍物镜的放大倍数是12X，而你的高倍物镜的放大倍数是48X,则A=4。若低倍物镜的视野直径是l.6mm,则高倍物境的视野直径是1.6mm/4,或0.4mm。

显微镜、透明直尺（最小刻度为1mm）、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、清水、滴管等；吸水纸、50%甘油、不同种的植物叶片等。

一、观察气孔的运动

实验前把植物放在光线充足及比较湿润的地方，以便使用时气孔更好地张开。撕下叶子的下表皮，放在载玻片上的清水中，展平后盖上盖玻片。然后在显微镜下观察正常状态的气孔。

找到清晰的开放着的气孔物像后，在盖玻片的一侧滴加2-3滴50%的甘油，同时在盖玻片的另一侧用吸水纸吸，同时在显微镜下观察。此时可以观察保卫细胞开始发生质壁分离现象，气孔也随之关闭了。

10-15分种后，由于甘油可透过保卫细胞的原生质层而进入液泡，从而导致保卫细胞发生质壁分离复原现象，这时会发现气孔又随之张开了。

在盖玻片的一侧滴加2-3滴清水，同时在盖玻片的另一侧用吸水纸吸，同时在显微镜下观察。此时可以观察到由于保卫细胞大量吸水而导致气孔张得更大了。

二、估测叶片气孔的数量

1、请用自己组的设计方案，或者用参考的设计方案来研究：

（1）同种植物单位面积叶片上、下表皮气孔数量有何差异？

（2）不同植物单位面积叶片上的气孔数量差异如何？

2、一些提示：

临时装片的制作方法要点：滴清水、撕叶片表皮（只要透明部分）、展平、盖盖玻片（注意防气泡）、观察（注意显微镜的正确使用）。

3、实验步骤

（1）拿起叶片,使下表面朝上,以一定角度撕取一部分下表皮。撕下的应是伸到叶片绿色部分以外的、窄而无色的边缘部分。

（2）把表皮放在载玻片上,用解剖刀切成小块,滴加一滴清水,盖上盖玻片,勿使表皮干燥。

（3）在低倍境下找到一些气孔。换到高倍镜下观察。

（4）在高倍镜下,数出下表皮5个不同区域中的气孔数目。计算每mm2叶表皮上的平均气孔数目(方法见前面的实验原理部分)。

（5）用同样的方法对同一叶片的上表皮上的气扎进行计数,尽可能现察多种类型的叶。比较每类叶的上、下表皮上的每mm2的气孔教目。

4、测量记录：

你所用的显微镜，其低倍物镜的视野直径及视野面积

视野直径

mm2

视野面积mm2

气孔数目个mm2

你所用的显微镜，其高倍物镜的视野直径及视野面积

视野直径mm2

视野面积mm2

气孔数目个mm2

植物种类

上表皮

下表皮

5、讨论：

（1）叶片上表皮不同区域每平方毫米的气孔数目有何不同？叶片下表皮不同区域的气孔数目有何不同？叶片上表皮与下表皮相比，气孔数目有何不同？在你得出结论前，必须做出什么假设？

（2）不同的植物叶片上表皮或下表皮气孔数目及分布有何差异？