七年级生物提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮人教版知识精讲

能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构知识点一、叶绿体中色素的提取和分离1．原理(1)无水乙醇提取色素：利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质。

(2)分离方法：纸层析法。

溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

方法原因(1)(2)(3)将研磨液迅速倒入基部垫有中，并用棉塞塞紧试管口(1)(2)(1)(2)(3)【例】下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A．加入碳酸钙防止滤液挥发B．用NaCl溶液提取叶片中的色素C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨知识点二、叶绿体中的色素1．色素与吸收光谱【注意】 1.叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等几乎不吸收。

2．叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

3．无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。

叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

【例】如下图所示，有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B。

经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是()A．甲和乙B．乙和丙C．甲和丁D．丙和丁知识点三、叶绿体的结构叶绿体的结构特点：1. 叶绿体的基质和基粒类囊体上含有与光合作用有关的色素2. 类囊体的薄膜上分布有捕获光能的色素3. 叶绿体基质中还含有少量DNA 和RNA4. 叶绿体中类囊体堆叠成基粒，增大了内部膜面积【例】叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述，正确的是( )A ．叶绿体色素都分布在类囊体薄膜上B ．叶绿体的色素分布在外膜和内膜上C ．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D ．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上二、光合作用的原理和应用知识点一、光合作用的探究历程 1．普里斯特利的实验 (1)实验过程及现象不易熄灭 不易窒息死亡(2)实验分析①缺少空白对照，实验结果说服力不强，②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。

生物固氮原理简介生物固氮是指通过微生物等生物体而将氮气(N2)转化为化学上可利用的氨(NH3)、硝酸盐(NO3-)等化合物的过程。

生物固氮是自然界氮元素循环中极为重要的环节之一，它为植物的生长提供了可利用的氮源，从而帮助植物提高产量和质量。

生物固氮过程中有两种方式，分别称为自然固氮和人工固氮。

自然固氮主要是通过一些生物体，如固氮菌、蓝藻、一些真菌和苔藓等，将氮气转化为化合物的形式。

这些生物体一般生长在土壤中或水体中，能利用空气中的氮气为自己提供氮源，同时也为周围的环境提供了氮素。

人工固氮则是通过化学或物理手段将氮气转化为氨或尿素等化合物，然后应用于农作物的生长过程中。

生物固氮的原理是利用一些微生物的固氮能力将氮气转化为可利用的氨和硝酸盐等化合物。

这些微生物中最重要的是固氮菌和蓝藻。

固氮菌是一种生长在土壤中和根际里的细菌，它们具有将氮气还原为氨的能力。

固氮菌能与一些植物根部的细胞形成一种共生关系，即根瘤菌共生。

这种共生关系中，固氮菌能固定空气中的氮气并将其转化为可以供植物使用的氨形式，同时得到由植物提供的碳源作为代谢能量的来源。

蓝藻是最重要的水生固氮微生物，它们很常见于淡水和海水中，能通过光合作用固定大量的氨来提供植物生长所需的氮源。

其中，以单细胞蓝藻和微囊藻最为常见。

这些蓝藻能够利用光能将真空中的氮固定为氨，然后将氨逐渐释放到周围的介质中，为水中的植物提供氮素。

除了固氮菌和蓝藻之外，还有一些真菌和苔藓等生物体也能参与固氮过程。

其中，真菌通过与其他植物建立共生关系，然后利用植物供给的碳源将氮气固定为氨。

苔藓可以通过合成一种类似于栗子的蛋白质来吸收空气中的氮气，然后将其转化为植物可吸收的氮素。

总之，生物固氮是通过一些微生物和植物的协作作用来完成的。

这种固氮作用不仅能提高土壤中的氮素含量，而且能为植物生长提供氮素，从而促进农作物的提高产量和质量，对于生物多样性和生态平衡的维持也具有重要作用。

高三生物提高农作物的光合作用效率 第二节 生物固氮人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容：提高农作物的光合作用效率第二节 生物固氮二. 学习重点：1. 掌握光强和二氧化碳的浓度对光合作用的影响。

2. 了解N 、P 、K 、Mg 等矿质元素在光合作用中作用。

3. 了解固氮微生物的种类，及生物固氮的意义。

三. 学习过程：提高农作物的光合作用效率提高农作物产量的重要条件之一，是提高农作物对光能的利用率。

主要措施⎪⎩⎪⎨⎧效率提高农作物的光合作用增加光合作用面积延长光合作用时间 光合作用效率：是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。

那么，怎样才能提高农作物的光合作用效率呢？（一）光照强弱的控制光照是光合作用的条件之一，直接影响农作物光合作用效率的提高。

但是，不同的农作物，对光照强弱的需求不同，可分为阳生植物和阴生植物。

阳生植物：只有强的光照才能生长发育良好，才能提高光合作用效率，如水稻、玉米、向日葵等，应当种植在阳光充裕的地方。

阴生植物：进行光合作用时不需要太强的光照，太强的光照不利于生长发育，也就不利于提高光合作用效率。

如胡椒、人参、三七等应当种植在荫蔽的地方。

提问：请绘制光照强度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别阳生植物和阴生植物）（二）二氧化碳的供应科学家通过研究绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光合作用强弱的关系：⎪⎩⎪⎨⎧浓度的提高而增强随，光合作用的强度不再浓度提高到一定程度时当逐渐增强浓度的提高，光合作用随着有机物，而且还要消耗体内的物不仅不能制造有机物的浓度很低时，绿色植2222CO CO CO CO 提问：请绘制CO 2浓度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别C 3植物和C 4植物） 显然在一定程度上增加二氧化碳的浓度，可以提高农作物的光合作用效率。

⎪⎩⎪⎨⎧使用二氧化碳发生器增施农家肥料通风透光浓度的措施提高2CO（三）必需矿质元素的供应绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。

第二章光合作用和生物固氮1．光合作用的本质是什么？答：从能量方面看，光合作用将光能最终转换成稳定的化学能。

从物质方面看，光合作用包括水在光下分解并释放出氧气，二氧化碳的固定和还原，以及糖类等有机物的形成。

2．叶绿体中色素的位置、种类、作用、吸收光谱提取及分离的方法？答：叶绿体中色素位于叶绿体内类囊体薄膜上；根据功能可分为两类；一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，能够吸收转换光能。

叶绿素a和b的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，胡萝卜素和叶黄素在蓝紫光区。

叶绿体中色素可用丙酮或酒精提取，用纸层析法分离叶绿体中四种色素。

3．叶绿体中色素组成元素分别是什么？都含矿质元素吗？植物却缺镁时老叶还是嫩叶先发黄？答：叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg，含矿质元素N、Mg；类胡萝卜素的组成元素是C、H、O，无矿质元素。

植物却缺镁时老叶先发黄。

4．高等植物光合作用中能量的变化情况是什么？分别属于光合作用的哪个阶段？答：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能，其中，第一步和第二步属于光反应阶段，第三步属于暗反应阶段。

5．辅酶II是什么物质的简称？英文简称是什么？组成元素？它是酶吗？答：辅酶II是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的简称。

英文简称是NADP+。

组成元素C、H、O、N、P。

它不是酶。

6．特殊状态下的叶绿素a比其他色素少得多，这一事实说明什么？答：光能的转化需要比较多的能量。

7．右图是光能转换成电能的示意图，依图回答：⑴光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能，是在叶绿体的______进行的。

⑵图中B代表的色素是_____。

A代表的色素是__________。

⑶图中C和D是_______________。

⑷E是_____________，当它得到_________和_________就形成F______________。

这样一部分电能就转化成___________储存在F__________中。

第二章光合作用与生物固氮材料分析光合作用和生物固氮在理论上和实践上都有着重要的意义，是植物生理学中的热门研究领域。

对其机理的深入探索，有助于解决当今世界上如何经济有效地利用太阳能量，蓄积弥补能源需求，改善粮食危机和进行环境保护等重大问题，为人类做出更大贡献。

通过本章教学，可以使学生在原有的学习基础上，运用物理、化学等知识，进一步深入了解光合作用和生物固氮的基础知识以及在农业生产上的应用，提高探索生物奥秘的兴趣，以积极的态度进行实践，保护自然环境。

本章包括《光合作用》和《生物固氮》两节内容和一个实验：《自生固氮菌的分离》。

第一节《光合作用》包括光能在叶绿体中的转换、C3植物和C4植物和提高农作物的光合作用效率三部分内容。

光能在叶绿体中的转换内容与必修课中的光合反应和暗反应阶段及色素的功能，特别是光反应阶段的知识内容衔接，进一步深层次讲述能量转换的三个步骤（光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能，活跃的化学能转化成稳定化学能）。

着重在由光能转化成电能，电能转化成活跃的化学能的两个步骤中，突出与必修课中光反应阶段内容的区别，并借助两幅示意图，把光合作用过程中比较复杂抽象的内容形象化，使学生对能量转化过程，更易于理解。

C3植物和C4植物内容，教材从科学家发现CO2固定新途径的介绍开始，比较C3植物和C4植物在叶片结构上的特点和区别，使学生在此基础上学习C4植物的光合作用过程特点，从而理解C4植物比C3植物对CO2具有更高利用能力和具有较强光合作用效率的原因。

提高农作物光合作用效率的教学内容，是让学生运用已经学过的相关知识，从影响光合作用的光照强弱、二氧化碳的供应，必需矿质元素的供应等因素考虑，多层次、多侧面分析植物光合作用的强弱变化情况，自觉、主动、积极地应用于农业生产实践中，提高农作物的光合作用效率，达到增产增收的目的。

第二节《生物固氮》讲述固氮微生物的种类和生物固氮的简要过程，生物固氮在循环中的意义及在农业生产中的作用。

高中生物光合作用与生物固氮知识点总结一、基础知识网络框架第一部分植物的新陈代谢光合作用和细胞呼吸是生物界中最基本的物质和能量代谢，其实质是完成物质和能量的转化。

第二部分动物的新陈代谢动物的新陈代谢的主要内容是动物体内的细胞获得营养物质、排出代谢废物及物质在细胞内的变化情况。

二、掌握规律与方法不断提高层次按新陈代谢的性质综合分为二个层次:第一个层次是生物的物质代谢特点、基本过程、主要影响因素之间的综合;第二个层次是生物能量代谢过程以及与物质代谢之间关系的综合。

复习本专题时，应抓住新陈代谢的本质，按知识的内在联系，将初、高中生物相关知识有机结合起来，形成知识网络体系如图。

三、考点核心整合1.理解新陈代谢与酶和ATP的关系新陈代谢是细胞内一系列有序的化学反应的过程，是生物体自我更新的过程。

酶和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。

新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和ATP的供能条件下完成的。

细胞是新陈代谢的场所，所以大多数酶发挥作用的场所在细胞内，也有的酶在细胞外发挥作用，例如进行细胞外消化的各种消化酶。

近几年的高考命题主要围绕着酶的特性、影响酶的活性的条件展开命题，复习时应注意这方面的问题。

2.生物体生命活动的直接能源、主要能源和最终能源生物体生命活动的直接能源是ATP， ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢、神经传导和生物电等。

生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物中都含有大量的能量，但生命活动的主要能源物质是糖类，糖类在体内氧化分解释放的能量，一部分合成了ATP 用于各项生命活动，另一部分以热能的形式散失掉了。

糖类等有机物中含有的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳能，所以，生物体生命活动的最终能源是太阳光能。

ATP的结构简式可以写成A—P~P~P，“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，“—”代表普通磷酸键，“~”表示高能磷酸键。

1 moL ATP水解时释放的能量高达30.54 kJ链接?提示ATP与ADP之间的相互转变是真正意义上的可逆反应吗? 提示：(1)从反应条件分析：ATP水解是一种水解反应，催化该反应的酶是水解酶;ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。

第一节光合作用──提高农作物的光合作用效率教学目标1．知识方面光合作用效率的概念以及提高光合作用效率的主要措施和原理（知道）。

2．态度观念方面（1）通过本节课的教学，使学生能够将所学的知识和农业生产实践结合起来，从而对学生进行STS（科学、技术、社会）的教育。

（2）通过介绍我国古代农业发展史中的成就，对学生进行爱国主义教育。

3．能力方面培养学生对问题的分析能力和综合能力。

重点、难点分析本节课的教学内容并不难，关键是要将必修教材和选修教材联系起来，使学生在整体上建立起知识的联系。

提高农作物的光合作用效率要从光合作用的条件和原料两方面考虑，要使学生将所学知识和生产实践联系起来。

培养学生的STS思想是本节课的重点和难点。

教学模式设疑激趣——师生互动——建构知识。

教学手段制作多媒体课件辅助教学。

课时安排一课时设计思路以问题引导学生，以历史文献吸引学生，以生产实践带动学生，进而培养学生的思维和能力。

教学过程一、引言民以食为天。

然而人类赖以生存的第一个要素——粮食却面临着日益短缺的严重局面，如何提高农作物的光合作用效率是我们面临的一个严峻的课题。

光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值。

二、新课【教师活动】引导学生复习光合作用的概念、过程，得出光合作用总反应式：CO2+H2O（CH2O）+O2从化学反应式的角度分析光合作用总反应式，若要提高光合作用有机物的生成量，我们可采取哪些积极有效的措施【学生讨论】得出结论：从光合作用的条件看：1．增加光照，可以：（1）延长光照时间，提高复种指数；（2）增加光照面积，进行合理密植；（3）控制光照强弱。

2．增加矿质元素的供应，提高叶肉细胞的叶绿素含量。

3．控制温度，大棚作物白天可适当降低温度，夜晚适当提高温度。

从光合作用的原料看：1.增加作物周围二氧化碳浓度。

2.合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。

【教师活动】肯定学生的结论，确定本节课的中心：说古论今谈如何增加光合作用效率。

化钝市安居阳光实验学校第二章光合作用与生物固氮提纲挈领一、光能在叶绿体中的转换 1.叶绿体中色素的功能2.NADPH 和ATP 形成的反应方程式NADPH ：NADP ++2e+H +−→−酶NADPH ATP ：ADP+Pi+能量−→−酶ATP 二、Ｃ3植物和Ｃ4植物三、提高农作物光能的利用率 1.光照强弱的控制依据光照强弱农作物分为⎩⎨⎧阴生植物阳生植物2.ＣＯ2的供应（1）ＣＯ2含量很低时，绿色植物不能制造有机物； （2）ＣＯ2随着含量的提高，光合作用逐渐增强；（3）当ＣＯ2含量提高到一定量时，光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强。

四、固氮微生物的种类1.概念：是指具有固氮功能的固氮微生物。

2.共生固氮微生物3.自生固氮微生物 五、氮循环与碳循环六、生物固氮在农业生产中的意义和作用⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⎩⎨⎧力从而获得自行固氮的能基因使非豆科植物获得固氮工程苜蓿或紫云英利用基因例如田菁用豆科植物作绿肥物相适应的根瘤菌的种子沾上与该豆科作播利前将豆科植物拌种可增产对豆科植物进行根瘤菌用应二是生物固氮肥料的使用一是含得氮素土壤可通过两条途径获吸收的一种大量元素氮素是农作物从土壤中用作,,.,%,20%10,:N 作用氮素理解：要点诠释考点一特殊状态的叶绿素a特殊状态的叶绿素a 接受光能被激发而失去电子，失去电子的特殊状态的叶绿素a在结构上发生了变化，失去了一个电子；在功能上发生了变化，成为强氧化剂，可以最终从水中夺得电子而恢复原结构。

考点二辅酶Ⅱ的特性辅酶Ⅱ是一种带正电荷的有机物，它的全名叫做烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，简称NADP+，这种辅酶Ⅱ具有一个十分重要的特性，就是它的烟酰胺部分很容易与氢(两个电子和一个氢离子)结合而被还原，成为还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，这种还原型辅酶Ⅱ具有很强的还原能力。

在需要氢的反应中，烟酰胺部分又很容易与氢分离，用它分离出来的氢去还原别的物质。

《光合作用和生物固氮》一章的教材分析和教学建议全日制普通高级中学教科书（试验本）生物（98人教版选修）全一册人民教育出版社刘真关于光合作用和生物固氮的研究，对于提高粮食产量、解决全球性粮食问题有着重要的意义。

本章教材在学生学习了高中生物必修教材有关知识的基础上，进一步讲述了光合作用和生物固氮的基础知识。

通过本章的学习，可以使学生比较深入地了解这两个生理作用的基本原理，及其在农业生产实践中的应用。

>一、本章的教学目的和要求本章的教学目的和要求是：了解光能在叶绿体中的转换，了解光合作用碳代谢类型的简况（选讲），了解提高农作物光合作用效率的主要措施；了解固氮微生物的种类，初步学会做分离自生固氮菌的实验（选做），了解生物固氮过程的简况（选讲），了解生物固氮在农业生产中的应用。

至于光呼吸，考虑到所涉及的生物化学名词比较多，并且一些机理目前尚未研究得很清楚，所以只在教师教学用书中做了简要的介绍。

二、本章的主要内容和特点本章教材包括两节：《光合作用》和《生物固氮》，此外，还有一个学生选做的实验。

本章教材在编写过程中，根据教学大纲中的教学目的和教学目标，以及对本章教学内容的规定和要求，注意认真研究和解决以下几个问题。

（一）把握基础性，认真处理好教学内容的难易程度教学大纲中明确规走，高中生物选修课要为理科学生的升学和就业打下良好的生物学基础。

这就要求选修课教材同必修课教材一样，都要体现基础性原则，避免出现深、难、重的倾向。

本章的一些教学内容，如光能在叶绿体中的转换、C4植物光合作用的特点和生物固氮过程简介等，涉及到较多的生物化学反应，这就出现两个问题：一是学生缺乏有关的生物化学基础知识；二是从大纲规定的教学要求层次看，教材不宜过多讲述这些生物化学知识。

为此，我们在教材编写过程中，力求尽量少出现有关的专有名词，力求尽量简述有关的化学变化，力求做到简明扼要、易教易学。

例如，教材在讲述C4植物光合作用的特点时，只出现了“维管束鞘细胞”和‘“磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）”这两个专有名词，至于C4植物光合作用中形成的四碳化合物。

▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌专题复习光合作用、生物固氮一、光合作用：1、光合作用中的能量转化过程：太阳光能→电能→ATP活跃的化学能→有机物中稳定的化学能2、C3植物与C4植物的比较：●C3植物：维管束鞘细胞不含叶绿体，只有叶肉细胞含叶绿体，既可进行光反应，又可进行暗反应。

只有C3途径，没有C4途径。

光合作用有“午睡现象”。

光合效率相对较低。

●C4植物：维管束鞘细胞比较大，其叶绿体也大、数量多，但无基粒，只能进行暗反应，即：C3途径。

叶肉细胞含有正常的叶绿体和活性较高的PEP羧化酶，即可进行光反应、又可进行C4途径。

其光合作用可利用低浓度的CO2，以C4化合物的形式贮存CO2，光合作用没有“午睡现象”。

光合效率相对较高。

3、提高光能利用率的措施：●延长光合作用的时间（轮作）●增加光合作用的面积（间作、套种、合理密植）●提高光合作用的效率（提高光照强度、增加CO2浓度、供应必需的矿质元素）二、生物固氮：4、生物固氮的定义：将大气中的氮还原成氨的过程。

5、固氮生物：蓝藻、共生的固氮菌——根瘤菌、自生的固氮菌——圆褐固氮菌6、生物固氮在农业生产上的应用：根瘤菌拌种、堆沤豆科植物做绿肥。

7、与氮的转化有关的4种细菌：●圆褐固氮菌，自生土壤表层，异养需氧；分解者，腐生●根瘤菌，共生于豆科植物根系，异养需氧；消费者，共生●硝化细菌，自生于土壤，自养需氧，将氨态氮转化为硝态氮；生产者●反硝化细菌，自生于土壤，异养厌养，将硝态氮转化为N2。

分解者，自生8、固氮基因工程：●固氮基因转移到大肠杆菌原核生物，全部表达；●固氮基因转移到酵母菌真核生物，部分表达；●固氮基因转移到高等植物尚未实现。

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