第三单元  细胞的能量供应和利用

第3节：能量之源—光与光合作用（二）

【考纲解读】

    2018年《考试大纲》明确指出光合作用为，即理解知识和其他相关知识之间的区别和联系，能在复杂的情境在综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

本专题为高考重点和难点，在每年高考都占比重较大，以选择与题填空题方式呈现。侧重考查色素种类与作用、光合作用过程中物质和能量变化、环境因素对光合作用速率的影响，还常将光合作用与呼吸作用的原理结合，考查两者之间的联系以及在生产生活中的应用。

【学情分析】

学生经过必修一《能量之源—光与光合作用》的学习，已经具备基本相关知识储备，但该节考查内容对学生能力要求较高，而学生科学思维（分类与比较、分析与综合、抽象与概括）不高、题目获取信息不准确、审题不全面、分析存在遗漏等问题，因此复习时要通过整合教材要点，达到对光合作用过程和原理的融会贯通，还应光合作用的相关曲线，掌握关键点的含义。

【教学目标】：

知识目标：

1.概述光合作用过程和原理（理解）。

2.归纳环境因素影响光合作用的曲线（理解）。

3.辨析光合作用与呼吸作用区别、联系（应用）。

过程与方法：

1.学会运用比较、归纳、演绎等分析光合作用过程。

2.图片展示、问题讨论和讲解相结合。

情感态度价值观：

1.参与小组合作学习合作、交流，养成学生协同合作精神。

2.过准确抓题干关键词、获取信息全面，审题细心、分析要全面，养成高考答题良好习惯和满分意识。

【教学重点】：

1. 概述光合作用过程和原理（理解）。

2.辨析光合作用与呼吸作用区别、联系（应用）

【教学难点】：

归纳环境因素影响光合作用的曲线（理解）。

【教学过程】

【情景导入】

前面学习了叶绿体的结构，知道叶绿体是由外膜、内膜、基质、基粒构成的，类囊体薄膜上分布着色素吸收光，分布着与光反应有关的酶，基质中分布着与暗反应相关的酶。今天，我们一起复习光合作用过程及原理、影响光合作用的环境因素。

【设计意图】通过回顾上节课知识引入新课，复习巩固已有知识，渗透核心素养生命观，叶绿体的结构与功能相适应。

【基础知识复习】

一、光合作用的过程：

1.光合作用概念、总反应式。

   学生回顾：光合作用总反应式。

   教师提示：书写规范、条件。

 2.光反应与暗反应的区别与联系:

【学生活动】：根据学案中光合作用过程图解，分组讨论.完成下列表格：

分组	内容	注意事项
第1、5小组	阶段、场所	1.讨论完成时间3分钟。 2.参考老师学案资料、课本、资料。 3.组长负责（讨论、结论、发言人）
第2、6小组	物质变化
第3、7小组	能量变化
第4、8小组	光反应与暗反应的联系

完成下列表格：

阶   段
过程图解
场   所
物质变化	水的光解:　　　 H2O [H]+O2 ATP的合成:　　 ADP+Pi   ____	CO2的固定:　 ___+C5   ___   C3的还原:　　 ___  ______+C5
能量转化	光能→ ____  中活跃的化学能。	ATP中活跃的化学能→ ______中稳定的化学能。
联   系	光反应为暗反应提供                        ， 暗反应为光反应提供                        。

【设计意图】根据教师提供学案，过分组讨论，归纳总结光合作用过程中物质与能量变化、区别于联系，培养学生分析、归纳，总结、表达及与人合作能力。

【典例分析】(2015·安徽理综，2,6分)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是 (　　)

A.CO₂的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C₃中的化学能

B.CO₂可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类

C.被还原的C₃在有关酶的催化作用下,可形成C₅

D.光照强度由强变弱时,短时间内C₅含量会升高

【设计意图】本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反应阶段相关物质的变化。同时也核心素养主要是生命观念和科学思维,具体表现在以下三个角度：生命观念中的物质与能量观，A项ATP中化学能转化,C项C₃与C₅的变化，科学思维中的归纳与概括演绎与推理，A、B项CO₂固定过程中物质变化，C、D项结合C₃还原过程推测C₅含量的变化。

二、环境因素对光合作用的影响

教师提问：学习了光合作用过程，大家思考下哪些因素都可以对光合作用产生影响？这些是怎么影响光合作用的？

【学生活动】仔细分析曲线图，分组讨论，完成填表。

分组	内容	注意事项
第1、5小组	光照强度	1.讨论完成时间3分钟。 2.参考老师学案资料、课本、资料。 3.组长负责（讨论、结论、发言人）
第2、6小组	CO2浓度
第3、7小组	温度
第4、8小组	水、矿质元素

1.光照强度：

(1)原理:光照强度通过影响植物的___反应进而影响光合速率。

(2)关系曲线:

 

【学生总结】：

A点	只有_________；
AB段	光合作用强度__细胞呼吸强度
B点	光补偿点:光合作用强度__细胞呼吸强度
B点后	光合作用强度__细胞呼吸强度
C′点	光饱和点:光照强度增强，光合作用强度________

细胞呼吸与光合作用之间的关系:表观(净)光合速率=_____________-呼吸速率。

2.CO₂浓度:

(1)原理:CO₂影响___反应阶段,制约__的形成。

(2)曲线关系:

 

【学生总结】：

A点	只有_________；
AB段	光合作用强度__细胞呼吸强度
B点	CO2偿点:光合作用强度__细胞呼吸强度
B点后	光合作用强度__细胞呼吸强度
C′点	CO2饱和点:增加CO2浓度,光合作用强度

3.温度:

(1)原理:温度通过影响_________影响光合作用强度。

(2)曲线关系:

 

【学生总结】:

光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响,但____________对温度反应更为敏感。

4.水:

【学生总结】:

(1)原理:植物缺水会导致气孔关闭,___供应不足,影响光合作用强度。

5.矿质元素:

【学生总结】:

(1)原理:矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的_________,缺乏会影响光合作用的进行。例如,N是酶的组成元素,N、P是ATP的组成元素,Mg是叶绿素的组成元素等。

【构建学法】：坐标与曲线问题技巧：（1）找变量：自变量与因变量，（2）看走势：分析曲线走势，明确自变量与因变量关系；（3）抓关键点：理解曲线上不同点的含义；（4）联设问：联系设问信息正确答案。

【设计意图】通过分组讨论，总结光照强度、CO2、温度、水、矿质元素等环境因素对光合作用的影响，培养学生分析、归纳，总结、表达及与人合作能力。

【典例分析】如图表示光照强度和CO₂浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述中错误的是（ ）

A. 曲线中a点转向b点时，叶绿体中C₃浓度降低

B. bc段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其它条件

C. ab段影响光合作用速率的主要因素是光照强度

D. 曲线中d点转向b点时，叶绿体中C₅浓度升高

【设计意图】通过针对训练帮助学生理解，巩固知识点，同时检查学生对知识的掌握情况，学生错误点教师及时进行问题调整，小组讨论，培养学生参与探讨交流能力。

【高考演练】

1.为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A，B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：

（1）从图可知，A叶片是树冠________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是________。

（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。

（3）若要比较A，B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。

【设计意图】本题为2018年全国卷T30，核心考查环境因素对光合作用影响。审题关键要应从图中数据分析，理解净光合速率为0时，即为光照强度补偿点，叶片对光的利用率。此题渗透核心素养的理性思维：（1）分析与综合，通过分析图像曲线，综合题目的条件，得出结论；（2）抽象与概括，提炼CO₂补偿点，解决实际问题。

2.下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图．

据图回答下列问题：
（1）图中、、、代表的物质依次是     、      、     、      ，[H]代表的物质主要是      。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在       （填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是       。

【设计意图】本题为2017年全国卷T29，考查光合作用和呼吸作用过程中物质变化与联系。此题审题关键点抓住【H】在光合作用于呼吸作用的区别；理解丙酮酸的来源于去向。本题要求审题细心、分析问题要全面，不要出现遗漏，培养学生高考答题良好习惯和满分意识。

【关联生活】

情景设置：假如你是一位农业专家，依据环境因素对光合作用的影响，你会如何从以下几个因素指导农业生产实践活动？

（1）光照强度：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的配置和冬季温室栽培等都可合理利用_____。

（2）CO₂浓度：大田要“正其行,通其风”,多施        。

（3）温度：温室栽培植物时,白天调到光合作用的       ,以提高光合作用强度;晚上适当     温室内温度,以降低细胞呼吸强度,保证植物有机物的积累。

【设计意图】考查了环境因素（光照强度、CO₂浓度、温度等）对光合作用影响的因素，同时突出了生物学科的学科特点，生物学科是建立在数学等基础学科之上的应用类学科，学生学习生物不仅仅获取生物知识面对高考，更该培养学生服务于生活实践意识与能力，学为了最终的“学以致用”，培养具有生物学的合格公民。

【本节小结】

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【设计意图】从记忆规律来看，“字不如表，表不去图”，小结部分我选择用思维导图，因为思维导图，简单，可视化，易关联，大脑对关键词、颜色、线条，更为敏感， 通过思维导图和学生构建一张知识、逻辑的的网、记忆的网。

【板书设计】  第三单元  细胞的能量供应和利用

第4课  能量之源-----光与光合作用（二）

一、光合作用的过程：

1.光合作用总反应式：CO₂ +H₂O     (CH₂O)+O₂

2.光反应与暗反应的区别与联系:

 （1）图解  （2）反应场所    （3）物质变化   （4）能量变化  （5）联系

二、环境因素对光合作用的影响

（1）光照强度  （2）CO₂浓度   （3）温度   （4）H₂O  （5）矿质元素