新教材?人教版?必修一5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第二課時(shí)光合作用的原理【教學(xué)過(guò)程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)光合作用的發(fā)現(xiàn)光合作用的過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)聯(lián)系綠色植物儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量來(lái)自哪呢？太陽(yáng)能

太陽(yáng)的光能又是通過(guò)什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的？地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機(jī)物。地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7.11x1018KJ,這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力。一.光合作用的原理CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。1.概念：2.反應(yīng)式：3.實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量一.光合作用的原理葉綠體光能一.光合作用的原理4．思考?討論：探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)（1）19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C和H2O結(jié)合甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。CO2O2釋放C+H2O甲醛糖(CH2O)問題：光合作用釋放的氧氣，來(lái)自原料中的水還是二氧化碳？（2）1928年，發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害，且不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖。多個(gè)縮合（3）1937年，希爾希爾反應(yīng)：一.光合作用的原理4．思考?討論：探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)（3）1937年，希爾一.光合作用的原理4．思考?討論：探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水的光解產(chǎn)生氧氣。討論2：希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？能，因?yàn)閼腋∫褐袥]有CO2，糖類合成時(shí)需要CO2中的碳元素。氧氣產(chǎn)生和糖類合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的。討論1：希爾反應(yīng)是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來(lái)自水？不能說(shuō)明，反應(yīng)體系中可以還存在其他氧元素供體，該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體濾液中其它物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。（4）1940年，魯賓和卡門(同位素標(biāo)記法)。討論3：魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)，能得出什么結(jié)論？一.光合作用的原理C18O2CO2H2OH218O光照下的小球藻懸液O218O2第1組第2組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中全部都來(lái)自水例1.（經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析）1941年魯賓和卡門利用法探究光合作用釋放的O2來(lái)自于H2O還是CO2。若你來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？（1）實(shí)驗(yàn)思路？（2）預(yù)測(cè)結(jié)果。同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)思路:用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別成為H218O和C18O2。第1組實(shí)驗(yàn)給小球藻提供H2O和C18O2，第2組實(shí)驗(yàn)給小球藻提供H218O和CO2，其他條件相同且適宜。收集并分析兩組實(shí)驗(yàn)釋放的氧氣。預(yù)測(cè)結(jié)果:①若第1組釋放的氧氣全是O2，第2組釋放的氧氣全是18O2則光合作用釋放的O2來(lái)自于H2O;②若第1組釋放的氧氣全是18O2，第2組釋放的氧氣全是O2則光合作用釋放的O2來(lái)自于CO2;③若第1組和第2組釋放的氧氣均有18O2則光合作用釋放的O2既來(lái)自于H2O又來(lái)自CO2一.光合作用的原理H2OO2+2H++能量光照葉綠體（5）1954年，阿爾農(nóng)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。討論4：請(qǐng)嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。ADP+PiATP一.光合作用的原理4．思考?討論：探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)在光照時(shí)，葉綠體中生成了ATP。劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)程是否需要光能光反應(yīng)（光合作用第一階段）暗反應(yīng)（光合作用第二階段）又稱碳反應(yīng)思考：光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？有光才能反應(yīng)有光、無(wú)光都能反應(yīng)一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程閱讀P103-104和識(shí)圖5-14光合作用過(guò)程示意圖并填表光合作用過(guò)程的示意圖一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別反應(yīng)場(chǎng)所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體色素H2O水的光解葉綠體色素O2NADPHADP＋PiATP色素（1）光反應(yīng)階段一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程光能說(shuō)明：NADP+：氧化型輔酶ⅡNADPH：還原型輔酶Ⅱ①條件：光、光合色素、酶②場(chǎng)所：③物質(zhì)變化：水的光解：ATP的合成：葉綠體類囊體薄膜上光能⑤能量轉(zhuǎn)變：NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能④產(chǎn)物：O2、NADPH、ATPH2O4H++O2光ADP＋Pi+光能ATP酶（1）光反應(yīng)階段一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程N(yùn)ADPH的合成：NADP++2e-+H+→NADPH一.光合作用的原理（1）CO2C3(CH2O)C51946年開始，美國(guó)的卡爾文等用14CO2研究了CO2轉(zhuǎn)化為糖的途徑：向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2,給予光照①光照時(shí)間為幾分之一秒時(shí)發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。②在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測(cè)到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6).（2）光反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程③30秒后檢測(cè)產(chǎn)物，檢測(cè)到了多種帶14C標(biāo)記的化合物。放射性同位素標(biāo)記法2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多種酶參加催化酶CO2還原固定酶供能卡爾文循環(huán)（2）光反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程①條件：有光無(wú)光都可，需要多種酶②場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)③物質(zhì)變化：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能2C3+NADPH（CH2O）+C5酶ATPADP+Pi⑤能量變化：糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能④產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、Pi（2）光反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）一.光合作用的原理5.光合作用過(guò)程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別反應(yīng)場(chǎng)所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中需要光、色素、與光反應(yīng)有關(guān)的酶需要與暗反應(yīng)有關(guān)的酶光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能①水的光解：H2OH++O2②合成NADPH：NADP++H+→NADPH③合成ATP：ADP+Pi+能量ATP光酶①CO2的固定：CO2+C52C3酶②C3還原：C3（CH2O）酶ATP、NADPH③C5的再生：C3C5（填表）思考?討論：光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系酶ATP、NADPH一.光合作用的原理A.區(qū)別：B.聯(lián)系光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供NADPH和ATP；暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)；暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi，以及NADP+；光反應(yīng)NADPH、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi、NADP+（填表）思考?討論：光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系一.光合作用的原理H2OO2H+NADP+NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O）光反應(yīng)暗反應(yīng)一.光合作用的原理相關(guān)信息：葡萄糖、淀粉在葉綠體基質(zhì)中合成；蔗糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖篩管植物各處葡萄糖淀粉①若有機(jī)物為(CH2O)：②（計(jì)算用）若有機(jī)物為C6H12O6：總結(jié)1：反應(yīng)式(寫出反應(yīng)式并標(biāo)出元素的去向)一.光合作用的原理一.光合作用的原理例2.判斷常考語(yǔ)句，澄清易混易錯(cuò)(1)細(xì)胞中不能合成ATP的部位是葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)()(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中()(3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應(yīng)過(guò)程()(4)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降的原因是光反應(yīng)強(qiáng)度和暗反應(yīng)強(qiáng)度都降低()××√√一.光合作用的原理說(shuō)明：①光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、[H]主要用于暗反應(yīng)②光合作用產(chǎn)生的[H]（光反應(yīng)產(chǎn)生）是NADPH，呼吸作用產(chǎn)生的[H]（有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生）是NADH，所以它們不是同一種物質(zhì)。P一93,103③呼吸作用產(chǎn)生的ATP用于各項(xiàng)生命活動(dòng)一.光合作用的原理（3）葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的能量既用于固定CO2,也參與葉綠體中生物大分子的合成。核酸、蛋白質(zhì)如1：2016年江蘇高考第32題第3小題一.光合作用的原理下圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖（NADPH指【H】）,請(qǐng)回答下列問題：①②④（4）乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時(shí)，可參與的代謝過(guò)程包括（填序號(hào)）。①C3的還原②內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸③H2O裂解釋放O2④酶的合成如2：2018年江蘇高考第29題第4小題一.光合作用的原理(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方向綜合分析。示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時(shí)C3的含量變化總結(jié)2：環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析一.光合作用的原理?xiàng)l件光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變C3含量增加減少減少增加C5含量減少增加增加減少[H]和ATP的含量減少增加增加減少利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量二.化能合成作用光合作用和化能合成作用的比較光合作用化能合成作用本質(zhì)都能將CO2和H2O等無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物區(qū)別能量光能氧化無(wú)機(jī)物放出的＿＿＿代表生物綠色植物硝化細(xì)菌等微生物化學(xué)能名師點(diǎn)撥農(nóng)業(yè)中松土可使硝化細(xì)菌在O2充足條件下將更多的NH3轉(zhuǎn)化成NO3-或NO2-，提高肥效。二.化能合成作用自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物（如綠色植物、藍(lán)細(xì)菌）化能自養(yǎng)生物（如硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌）以光為能源，以CO2和H2O（無(wú)機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來(lái)的能量。只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。二.化能合成作用代謝類型同化作用異化作用自養(yǎng)異養(yǎng)光能自養(yǎng)(光合作用)化能自養(yǎng)需氧呼吸厭氧呼吸二.化能合成作用硝化細(xì)菌的代謝類型是：自養(yǎng)需氧型一、概念檢測(cè)1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自