5.4 光合作用与能量转化（第2课时 光合作用原理）（同步课件）-2023-2024学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修1）

第4节 光合作用和能量转化 二、光合作用的原理 第5章 细胞的能量的供应和利用 课标要求 核心素养 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，转化并储存为糖分子中的化学能。 1.生命观念：建立生命的物质能量观。 2．科学思维：建构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。 1 2 3 4 5 6 CO2+H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 1. 光合作用的概念: 指绿色植物通过 ，利用 ，把 转化成储存 着的 ，并且释放出 的过程。 叶绿体是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？ 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 能量 光合作用的原理 思考 6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2 光能 叶绿体 【资料1 】19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 2. 光合作用原理的部分探究历程: 光合作用的原理 二、建构概念————光反应 光合作用的原理 实验1:希尔反应 像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 1.什么是希尔反应？ 阅读教材“思考•讨论”第1、2段，回答下列问题： 2.基于以上材料，尝试补充完整希尔实验表达式什么？ O2 H+ H2O 光照、离体叶绿体 铁盐（或其他氧化剂） 二、建构概念————光反应 光合作用的原理 阅读教材“思考•讨论”第1、2段，回答下列问题： 3.希尔实验说明水的光解产生氧气，能否确定氧气中的氧元素全部来自水？ 不能，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。 4.希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？ 能够说明，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2的碳元素 实验1:希尔反应 延伸思考 希尔实验中的氧化剂起到什么作用？ 结合水分解产生的2H+和2e- 叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？ NADP+ ， NADP++H++2e NADPH 酶 根据希尔实验的表达式，回答下列问题。 O2 H+ H2O 光照、离体叶绿体 铁盐（或其他氧化剂） 实验思路：用同位素标记来研究物质的去路 材料：小球藻 处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。 光合作用的原理 光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。 结果：A为O2，B为18O2； 结论： 对比实验 实验2:鲁宾和卡门的实验 阅读教材“思考•讨论”第3段，回答下列问题： 二、建构概念————光反应 实验2:鲁宾和卡门的实验 阅读教材“思考•讨论”第3段，回答下列问题： 光合作用释放的氧气来自于水。 同位素标记法，可追踪物质的运行和变化规律，弄清楚化学反应的详细过程 自变量是标记的物质，除同位素氧原子的标记位置不同外，应保持相同; 1.鲁宾和卡门用了什么科学方法？此方法有什么好处？ 2.实验中自变量是什么？其他变量应该如何处理？ 3.分析鲁宾和卡门的实验，你能得出什么结论？ 二、建构概念————光反应 光合作用的原理 光照下，水光解同时ADP和Pi合成ATP。 实验3:阿尔农的发现 阅读教材“思考•讨论”第4段，回答下列问题： 2H2O O2+4NADPH+能量 ADP+Pi ATP 光能 叶绿体 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 结论： 二、建构概念————光反应 光合作用的原理 叶绿体类囊体薄膜结构与功能的统一 光能 叶绿体中的色素 水 高能电子 ATP NADPH 光能 e e 电子传递 12 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O 1/2O2 +2e+2H+ 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 1.场所： 2.条件： 3.物质变化 4.能量变化 光能转变为NADPH、ATP活跃的化学能 NADP+ +H++2e NADPH 光反应阶段 NADPH的合成: 酶 光合作用第一个阶段的化