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光合作用需要的条件有光照、二氧化碳、温度、矿质元素、水分。光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。
光合作用的意义
将太阳能变为化学能
植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说，光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是一个巨型的能量转换站。
把无机物变成有机物
植物通过光合作用制造有机物的规模是非常巨大的。据估计，植物每年可吸收CO2约合成约的有机物。地球上的自养植物同化的碳素，40%是由浮游植物同化的，余下60%是由陆生植物同化的。人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，无不来自光合作用，没有光合作用，人类就没有食物和各种生活用品。换句话说，没有光合作用就没有人类的生存和发展。
维持大气的碳-氧平衡
大气之所以能经常保持21%的'氧含量，主要依赖于光合作用（光合作用过程中放氧量约）。光合作用一方面为有氧呼吸提供了条件，另一方面，的积累，逐渐形成了大气表层的臭氧（O3）层。臭氧层能吸收太阳光中对生物体有害的强烈的紫外辐射。植物的光合作用虽然能清除大气中大量的CO2，但大气中CO2的浓度仍然在增加，这主要是由于城市化及工业化所致。
光合作用的条件
(1)光照：光照是进行光合作用的一个重要的条件，在没有光照的情况下植物不能进行光合作用。
(2)二氧化碳：CO?既是进行光合作用的必要条件，也是光合作用的一种原料。CO?浓度的高低会影响光合作用的进行。
(3)水：水分和CO?一样既是进行光合作用的必要条件，也是光合作用的一种原料。
光合作用的原料
二氧化碳是光合作用的原料，对光合速率影响很大。其主要是通过气孔进入叶片，加强通风或设法增施二氧化碳能显著提高作物的`光合速率，对C3植物尤为明显。此外，植物对CO2的利用与光照强度有关，在弱光情况下，只能利用较低浓度的CO2，光合速率慢，随着光照强度的加强，植物就能吸收利用较高浓度的CO2，光合速率加快。
水分是光合作用原料之一，而光合作用所需的水分只是植物所吸收水分的一小部分(1%以下)，因此，水分缺乏主要是间接地影响光合速率下降。具体来说，缺水使叶片气孔关闭，影响CO2进入叶内；缺水使叶片淀粉水解加强，糖类堆积，光合产物输出缓慢，这些都会使光合速率下降。
光合作用是光合生物利用光能同化C02生成有机物的过程。
CO2 + 2 H218O → (CH2O) + 18O2 + H2O
植物的光合作用能氧化水而释放氧气，它在光能转化、有机物制造和环境保护等方面都有巨大的作用。?
叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的类囊体是光反应的场所，在类囊体膜上存在PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f、ATP酶四类蛋白复合体(图4.1)。叶绿体中的基质是暗反应的场所，内含同化C02的全部酶类。
高等植物中的光合色素有两类：(1)叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b;(2)类胡萝卜素，其中有胡萝卜素和叶黄素。叶绿素生物合成的起始物是δ-氨基酮戊酸，该合成过程要有光照，并受温度和矿质元素等的影响。
LHCⅡ等受光激发后将接受的光能传到PSⅡ反应中心，并在那里发生光化学反应，同时将激发出的e-传给质体醌(PQ)，从而推动了PSⅡ的最初电子传递。PSⅡ反应中心失去e-后，变成一个强的氧化剂，它向位于膜内侧的放氧复合体争夺电子而引起水的分解，并将产生的氧气和H+释放在内腔。另一方面，PQ的还原还需要来自基质的2H+。还原的PQH2向膜内转移，传2e-给Cyt b6/f复合体，其中1个e-交给Cyt b6/f ，进而传给PQ，另1个e-则传给位于膜内侧表面的PC。因为Cyt b6/f 的氧化还原仅涉及电子，所以2H+就释放到膜腔。PC的e-传至PSⅠ反应中心。与PSⅡ一样，PSⅠ反应中心受光激发后，把e-传给位于膜外侧的Fd与FNR，最后由FNR使NADP+还原，NADP+还原时，还要消耗基质中的H+。NADPH留在基质中，用于光合碳的还原。在电子传递的同时，H+从基质运向膜内腔，产生了膜内外的H+电化学势梯度。依电化学势梯度，H+经ATP酶流出时偶联ATP的产生，形成的ATP留在基质中，用于各种代谢反应。
根据能量转变的性质可将光合作用分为三个过程：(1)光能的吸收、传递和转换，由原初反应完成;(2)电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成;(3)活跃化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成(表4.1)。
原初反应是在PSⅠ与PSⅡ的反应中心中进行，包括光物理与光化学两个阶段。光物理指天线色素吸收光能，通过分子间能量传递，把光能传给反应中心色素;光化学是指受光激发的反应中心色素发生光氧化还原反应。原初反应的结果，使反应中心发生电荷分离，产生的高能电子用于驱动光合膜上的电子传递。?
电子传递是在光合膜上的电子或质子传递体中进行的，非环式电子传递是按H2O→PSⅡ→PQ→Cytb6/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→NADP+的顺序进行。电子传递引起水氧化放氧，NADP+还原，同时使基质中H+向膜内转移，形成质子动力。依质子动力，H+由膜内向膜外流经ATP酶时会偶联ATP的生成(图4.1)。ATP与NADPH合称同化力，用于C02的同化。
碳同化的生化途径有C3途径、C4途径与CAM途径。C3途径是碳同化的基本途径，可分为羧化、还原和再生三个阶段(图4.2)。每同化1个C02要消耗3个ATP与2个NADPH。初产物为磷酸丙糖，它可运出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖，也可留在叶绿体中合成淀粉而被临时贮藏。C3途径中固定C02的酶为Rubisco，它的活化需要C02与Mg2+?的参与。Rubisco具有羧化与加氧双重功能，O2和C02互为羧化反应和加氧反应的抑制剂。
RuBP：1，5-二磷酸核酮糖;PGA：3-磷酸甘油酸;BPGA：1、3-二磷酸甘油酸;GAP：甘油醛-3-磷酸; Ru5P：核酮糖-5-磷酸;Rubisco：核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶; PGAK：3-磷酸甘油酸激酶;GAPDH：NADP-甘油醛-3-磷酸脱氢酶;Ru5PK：核酮糖-5-磷酸激酶。图中数字表示同化3分子C02生成1分子三碳糖循环中参与各反应代谢物的分子数。
光呼吸是与光合作用随伴发生的吸收O2和释放C02的过程。整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释放C02(图4.5)。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率取决于C02和O2的浓度比例。在O2和C02并存的环境中，光呼吸是不可避免的。光呼吸释放的C02可被光合再固定。?
C4途径需经过两种光合细胞，即在叶肉细胞的细胞质中，由PEPC催化羧化反应，形成 C4二羧酸，C4二羧酸运至维管束鞘细胞脱羧，释放出的C02可再被C3途径同化(图4.3)。由于PEPC对C02的亲和力高，且C4途径的脱羧使BSC中C02浓度提高，所以这就促进了Rubisco的羧化反应，抑制了Rubisco的加氧反应;另外，BSC中即使有光呼吸，其释放的C02也易于被再固定，因此C4植物的光呼吸低，光合速率高。根据形成C4二羧酸的种类以及参与脱羧反应的酶类，可将C4途径分为NADP-ME、NAD-ME和PCK三种亚类型。
图4.3 C4植物叶的结构(A)与C4 植物光合碳代谢的基本反应(B)
①羧化反应。在叶肉细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与HCO-3在PEPC催化下形成草酰乙酸(OAA);②还原或转氨作用。OAA被还原为苹果酸(Mal)，或经转氨作用形成天冬氨酸(Asp);③脱羧反应。C4酸通过胞间连丝移动到BSC，在BSC中释放C02，C02由C3途径同化;④底物再生。脱羧形成的C3酸从BSC运回叶肉细胞并再生出C02受体PEP。( )内为酶名;PEPC.PEP羧化酶;PPDK.丙酮酸磷酸二激酶
CAM途径的特点是：晚上气孔开启，在叶肉细胞质中由PEPC固定C02，形成苹果酸;白天气孔关闭，苹果酸脱羧，释放的C02由Rubisco羧化。??
光合作用的进行受内外因素的影响，影响因素主要有;叶的结构、叶龄、光强、C02浓度、温度和N素等。在适度范围内，提高光强、C02浓度、温度和叶片含N量能促进光合作用。内外因素对光合作用的影响不是独立的，而是相互联系，相互制约的。?
光能利用率是指植物光合产物中贮存的能量占光能投入量的百分比。按理论计算光能利用率可达5%，而目前高产田为1%～2%。作物栽培的本质是将日光能转变为人类可利用的化学能，采用合理的栽培措施，增加光合面积，延长照光时间，就能提高作物的净同化率、光能利用率和作物的生物产量。?
【设计】 光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物(淀粉等)，同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法，使学生认识：(1)绿叶能制造淀粉;(2)绿叶必须在光的作用下才能制造出淀粉。
【器材】 天竺葵一盆、烧杯、锥形瓶、酒精灯、三脚架、石棉网、棉絮、镊子、白瓷盘、酒精、碘酒、厚一些的黑纸、曲别针。
【步骤】
1.将天竺葵放在黑暗处一二天，使叶内的淀粉尽可能多地消耗掉。
2.第三天，取出放在黑暗处的天竺葵，选择几片比较大、颜色很绿的叶子，用黑纸将叶的正反面遮盖。黑纸面积约等于叶片面积的二分之一，正反面的黑纸形状要一样，并且要对正，用曲别针夹紧(如图)。夹好后，把天竺葵放在阳光下晒4～6小时。
3.上课时，采下一片经遮光处理的叶和另一片未经遮光处理的叶(为了便于区别，可使一片叶带叶柄，另一片叶不带叶柄)，放在沸水中煮3分钟，破坏它们的叶肉细胞。
4.把用水煮过的叶子放在装有酒精的锥形瓶中(酒精量不超过瓶内容积的二分之一)，瓶口用棉絮堵严。将锥形瓶放在盛着沸水的烧杯中，给酒精隔水加热(如图)，使叶绿素溶解在酒精中。待锥形瓶中的绿叶已褪色，变成黄白色时，撤去酒精灯，取出叶片。把叶片用水冲洗后放在白瓷盘中。
5.将叶片展开铺平，用1∶10的碘酒稀释液，均匀地滴在二张叶片上。过一会儿可以观察到：受到阳光照射的叶子全部变成蓝色;经遮光处理过的叶子，它的遮光部分没变蓝，只有周围受光照射的部分变蓝。由此可以说明，绿叶能制造淀粉，绿叶只有在光的照射下才能制造出淀粉。
【注意】
1.碘的浓度过大时，叶片的颜色不显蓝，而显深褐色。对存放时间过久的碘酒，因酒精蒸发使碘的浓度增大，可适当多加一些水稀释。
2.酒精燃点低，一定要在烧杯中隔水加热，千万不要直接用明火加热，以免着火。
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么，光合作用是怎样发现的呢?
【分析】
阳光
水+二氧化碳→→氧气+有机物
叶绿体 (储存有能量)
[关于植物的光合作用]
一、教学目标：
1、阐明绿色植物通过光合作用制造有机物，通过实验验证绿色植物制造的有机物主要是淀粉。验证光是光合作用的必要条件。
2、在实验中培养学生设计实验、发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的科学探究能力。
3.感悟绿色植物作为生物圈中有机物的制造者的重要地位、调动爱护植物的情感。
二、教学重点与难点：
1、在实验中培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的科学探究能力。
2、理解光合作用产物（主要是淀粉）的判定方法以及其原理，培养学生生物探究的科学方法。
3、通过学习培养学生爱护绿色植物的情感。
三、教学策略
这是一节以实验为主的课。在这节课的教学中，不能简单地让按照传统的教学方式，讲实验，画实验。学生也不能照猫画虎地完成实验，而应利用这个实验训练学生设计实验的技能。
1、课前准备
（1）给学生留下思考题：在这个实验中，你要弄清楚哪些问题？要注意哪些注意事项？利用各种渠道如书籍、网站等寻找答案。
（2）将班级分成小组，每小组四个人。各实验组在小组长的带领下，查询有关绿色植物进行光合作用的资料，理解光合作用的基本过程及意义。将实验用植物进行必要处理。
（3）在选择实验材料时，建议、鼓励学生选择不同的植物，如天竺葵、蚕豆、银边天竺葵、秋海棠、锦葵等。
（4）让学生先尝试设计检验绿叶在光下制造有机物的实验方案，然后对照教科书上的实验指导，发现自己设计的实验的不足，找出实验指导中的疑难。
实验之前，各小组进行交流。各组交流的过程中，教师应充分肯定各组在实验设计中的优点，尤其是有创新意义的设计，鼓励保护学生的创造性思维。
2、进行实验之前，请两个小组的同学介绍本实验的前期准备工作：暗处理、部分遮光照射。教师要注意引导学生对每个一实验步骤中的科学道理的理解。
3、实验过程中，教师指导学生的操作技能，并提示注意酒精灯的安全。
四、教学流程：
（一）、创设情境，引入新课
活动：请同学列举出昨天晚餐的主要食物或最喜爱的几种食物，分析这些食物与绿色植物的.关系。
学生发现，人们的食物都直接或间接来自于绿色植物。教师总结：绿色植物就象一个巨大的生产有机物的天然工厂，它制造的有机物养活了地球上几乎所有的生物。那么，“绿色植物制造的有机物是什么？如何检验呢？”、“绿叶制造有机物需要什么条件吗？怎样证明？”通过今天的实验，你就会自己找到答案。
（二）新课学习
1、在班级交流的基础上，展示自己的多媒体课件。将实验中的注意事项交代给学生。
2、做实验：绿叶在光下制造淀粉
先请同学们展示他们组设计的实验方案的前期准备材料：经过暗处理、部分遮光照射的绿色植物叶片。
继续下面的实验步骤。
学生取来自己准备的叶片，放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热。这个过程需要一定的时间，利用这个时间解决下面的疑难问题。
① 实验前，为什么要将选做实验用的植物进行暗处理？
② 对一片叶子部分遮光的目的是什么？这样的实验设计有什么好处？
③ 将叶片放到酒精中加热的目的是什么？为什么要用酒精而不是水煮叶片呢？
④ 为什么要将盛酒精的小烧杯隔水加热？
随着实验的进行，再依次解决如下问题：
⑤ 当绿叶在酒精中变成黄白色时，此时能看出遮光部位和未遮光部位的区别吗？ ⑥ 往叶片上滴加碘液的目的是什么？
⑦经过碘液处理后，叶片发生了什么变化？如何解释这一现象？
学生在教师引导下，通过分析上述问题，可以很容易地得出结论：
光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件；绿色植物制造的有机物是淀粉。
然后对光合作用的原料、产物和条件等做补充说明，开阔学生的视野，引导学生自主探究：
光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，除了光以外，还需要什么条件呢？绿色植物光合作用的场所是哪里呢（提示学生以银边天竺葵做材料设置对照实验，引导学生自主探究）？光合作用的原料是什么呢？产物除了淀粉等有机物还有什么呢？
3、光合作用的概念及光合作用的重要意义
这两个问题通过问答式，学生结合课前查阅的资料来解决。
4、小结
这节课我们都学习了什么知识？你掌握了哪些知识？”
让同学们列出知识网络图
（三）巩固练习：（略）
（四）布置课外探究作业：
1.绿色植物进行光合作用的场所探究。
2、水是光合作用的原料。
五、教学反思
本节课力求通过富有吸引力的教学过程，使学生成为教学的主体，以达到新的课程标准要求。主要突出了两点：
一是通过探究性实验激发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生积极主动地获取生物科学知识，领悟科学研究方法。组织学生课前自己设计检验绿叶在光下制造有机物的实验方案，自己选择实验材料，通过实施实验方案，对比实验结果，分析实验现象，可以训练学生的分析问题的能力。让学生寻找实验过程中需要弄清的不懂问题，并且课前自己查找资料解决问题，可以训练学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。
二是通过教学过程对学生进行了有效的情感教育，使学生进一步增强了热爱自然、保护环境的意识，从而达到素质教育的目的。学生通过亲身体验很容易使学生树立起保护环境必须要“从现在做起，从我做起”的社会责任感。
“课程资源开发与利用”的反思：
本节课灵活运用、扩充教材的实验内容，探究程度加深。让学生课前先自己设计实验方案、自己选择实验材料，使学生的学习主动性明显增强。尤其是选择银边天竺葵做实验材料，不仅能够完成教科书上的实验要求验证光是绿色植物通过光合作用制造有机物的不可缺少的条件，而且还可以说明叶绿体也是绿色植物通过光合作用制造有机物的场所，一举两得。如果学生在自选材料时没有选择这两样材料，可以建议、安排部分学生选择这两样材料。
在教学准备过程中，要求学生搜集有关资料，不仅能够锻炼学生搜集资料、获取信息的能力，而且使学生在准备过程中开阔了眼界，扩大了知识面。
★ 光合作用教学反思
★ 光合作用教学设计
★ 植物范文
★ 植物调查报告
★ 植物作文
★ 植物写日记
★ 植物考察报告
