5.4 光合作用与能量转化（第2课时）-【备好公开课】2023-2024学年高一生物上学期优质课件（2019人教版必修1）

第五章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化（第2课时） 借鉴北京空中课堂 学习目标 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 课程标准 1.通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，构建光合作用的概念模型。 2.通过构建光合作用模型，从物质与能量观的角度，阐明光合作用过程中物质变化与能量变化的过程，说明光合作用的原理。 3.通过对光反应与暗反应过程的比较归纳，理清光反应与暗反应的区别与联系，说明光合作用的意义。 　　光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 光能 CO2 +H2O （CH2O） +O2 叶绿体 叶绿体如何将光能转化为化学能？ 又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 一、光合作用概念 场所 产物 动力 原料 --对光合作用过程的早期推测 1、19世纪末 2、1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒 H-COH(甲醛CH2O) 二、探索光合作用原理的部分实验 3、1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 二、探索光合作用原理的部分实验 --光反应研究 希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 离体的叶绿体悬浮液 铁盐 （或其他氧化剂） O2 细胞器水平上的研究 实验思路：施加单一变量进行研究 我们前面了解到在光照条件下水分解产生氧气，同学们知道水分解的同时还生成什么物质，根据大家的物理和化学知识可以知道还产生氢离子和电子。加入氧化剂的目的是什么？对了，可以结合氢离子和电子，★促进反应的进行。实际上叶绿体中也应该有氧化剂参与了光反应，那叶绿体中与其作用相同的物质是什么呢？★经过研究得知是氧化型辅酶Ⅱ，即NADP+。那么在光照条件下水分解产生氧气的同时产生的氢离子和电子与NADP+结合，在酶的催化下生成NADPH★。同时有一部分光能转化为化学能储存在NADPH中。接下来同学们思考叶绿体类囊体膜上的色素吸收的光能是都转变为NADPH中的化学能吗？我们接着看实验3，阿尔农实验 4、1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 二、探索光合作用原理的部分实验 --光反应研究 问题：叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？ NADP++2H++2e- NADPH+H+ 酶 问题：希尔实验中的材料、处理措施及结果？ 问题：H2O分解产生O2的同时还生成了什么物质（氢元素去哪儿了）？ H2O→O2＋2H+＋2e 离体的叶绿体悬浮液 铁盐 （或其他氧化剂） O2 （结合P103旁栏相关信息） 思考：（教材P103） 1、希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 2、希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 二、探索光合作用原理的部分实验 --光反应研究 1、不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 2、能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 实验思路： 材料： 处理： 二、探索光合作用原理的部分实验 --光反应研究 5、鲁宾和卡门实验 ? ? 光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。 结论： 18O2 O2 用同位素标记来研究物质的去路。 小球藻 用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。 自变量和因变量分别是什么？ 实验2 ，★是鲁宾和卡门做的，他们的研究思路是★利用同位素标记技术分别研究H2O和CO2中氧的去路。实验材料用的是★小球藻，一种含有叶绿体的单细胞绿藻。 处理方法为★用同位素18O分别标记CO2和H2O，然后给予光照★，一组提供未标记的H2O和O18标记的CO2，一组提供O18标记的18H2O和 未标记的CO2,大家看一下实验简图。图中左边一组用18O标记了CO2，但没有标记O2；右边一组用18O标记了H2O但没有标记CO2，其他条件都