5.4 光合作用与能量转化（第2课时）-【生物好课】2023-2024学年高一生物备课优选（人教版2019必修1）

复习巩固： 1、绿叶中色素提取和分离的原理？ 2、绿叶中色素分离的方法？ 3、提取色素时加入二氧化硅和碳酸钙的目的？ 4、滤纸条上从上到下依次是什么色素？什么颜色？ 5、叶绿素和类胡萝卜素分别主要吸收什么光？ 5.4 光合作用与能量转化第二课时 学习目标： 1.通过对光合作用过程的认识,建立起生物学的物质观与能量观。 2.阅读光合作用相关科学史资料,感悟科学家的实验设计思路和方法,学习设 计有关光合作用的实验。 3.探究光合作用过程中的物质变化和能量转化,建构光合作用的光反应和暗 反应的过程模型,理解二者之间的关系,培养科学建模的能力。 4.能够写出光合作用的反应式,分析各种元素的去向,并能够说出光合作用的 原理与意义。 探究一、光合作用的原理 (1)概念：指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。   (2)反应式： 。 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 场 所 条 件 产 物 原 料 CO2+H2O* (CH2O)+O2* 叶绿体 光能 1、光合作用的概念及反应式 探究一、光合作用的原理 问题：1、叶绿体如何将光能转化为化学能？ 2、光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 3、光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 探究： CO2 O2 C + H2O 甲醛 （CH2O） 19世纪末： 1928年： 甲醛：不能通过光合作用转化成糖，对植物有毒害 探究一、光合作用的原理 希尔： 叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应。 希尔反应 讨论：1.希尔的实验可以得出什么结论？ 2.希尔的实验能否确定氧气全部来自水？ 3.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 水的光解产生氧气。 不能 能。糖的合成一定需要CO2 探究一、光合作用的原理 鲁宾和卡门： 方法： 同位素标记法 讨论：分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。 探究一、光合作用的原理 阿尔农： 1954年：在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年：他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 光照 ATP 水 光解 讨论：尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 典例1.希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应是：H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋1/2O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述，不正确的是(　　) A．光合作用释放的O2来自水而不是CO2 B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上 C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程 D．光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH B 探究一、光合作用的原理 光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。 根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应(也称为碳反应)，两个阶段。 (1)条件:_____。 (2)场所:___________。 (3)物质变化： ①将H2O分解为_______, 其中___与NADP+结合形成NADPH。 ②使ADP和Pi反应形成_____。 (4)能量变化: 将_____转化为储存在______________ 中的化学能。 探究一、光合作用的原理 光反应阶段： H2O NADPH O2 NADP＋ ADP＋Pi ATP H＋ 酶 光反应阶段 有光 类囊体薄膜 氧和H+ H+ ATP 光能 ATP和NADPH NADP+：氧化型辅酶Ⅱ NADPH：还原型辅酶Ⅱ PSⅡ和PSⅠ是色素和一些蛋白形成的色素复合体，上面的色素可以吸收光能，分解水产生氧气、氢离子和电子，有的膜蛋白用来传递氢离子，造成膜两侧氢离子具有浓度差；有的膜蛋白传递电子给NADP＋，在某种膜蛋白的催化下合成NADPH；还有的膜蛋白是ATP合成酶，利用膜两侧的氢离子浓度差催化合成ATP。同时，光能转变成的化学能就储存在了