5.4光合作用与能量转化 第2课时 课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.4光合作用与能量转化 第2课时 人教版 必修1 教学目标 1. 分析光合作用的光反应和暗反应的过程及二者关系，提高概括归纳的能力。 2. 通过探究影响光合作用强度的环境因素，进一步学会设计实验，分析实验结果，形成科学探究能力。 3. 通过构建与分析“温度，CO2浓度，光照强度”影响光合作用强度的曲线模型，发展科学思维。 4. 举例说明光合作用原理的实践应用，利用原理指导生产实践，认同科学技术的重要价值。 新知导入 万物生长靠太阳，那植物是如何利用光能的呢？ 新知讲解 光合作用的原理 （1）19世纪末，科学界普遍认为： （2）1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，且甲醛不能通过光合 作用转化为糖。 1.探索光合作用原理的部分实验 + H2O CO2 O C O2 甲醛 缩合 糖 （3）1937年，英国植物学家希尔发现： 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 新知讲解 光合作用的原理 1.探索光合作用原理的部分实验 离体叶绿体悬浮液（有H2O，无CO2） 铁盐或其他氧化剂 O2 讨论： ①希尔实验说明了什么？ ②能否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自于水？ ③能否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 新知讲解 光合作用的原理 C18O2 CO2 H2O H218O 光照下的 球藻悬液 O2 18O2 A B 同位素18O标记H2O和CO2 H2 18O和C18O2 （4）美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪法探究光合作用中氧气的来源。 思考： 你能得到什么结论？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2。 新知讲解 光合作用的原理 （5）美国科学家阿尔农 1954年发现：光照条件下，叶绿体可合成ATP。 1957年发现：这一过程总是与水的光解相伴随。 思考： 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 结论： 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水 氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应而是分阶段进行的。 新知讲解 光合作用的过程 （1）光合作用分为哪两个过程？ 思考： （2）光反应在白天可以进行吗？夜间呢？ （3） 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？ 有光才能进行 有光无光均可进行 光反应、暗反应 新知讲解 光合作用的过程 叶绿体类囊体薄膜上 酶 Pi ＋ADP ATP 供暗反应使用 NADP+ H+ H2O O2 NADPH 光能 能量转化:光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 光反应阶段 新知讲解 光合作用的过程 暗反应阶段 C5 CO2 2C3 (CH2O) ATP NADPH ADP+Pi NADP+ 暗反应 叶绿体基质 能量转化: ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。 新知讲解 光合作用的过程 光反应 暗反应 所需条件 光，色素，水，酶 CO2，酶 进行场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 物质变化 水光解为O2和H+；ATP和NADPH的合成 CO2的固定； C3的还原； ATP和NADPH的分解 能量转化 光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能 光反应和暗反应有什么区别，请完成下列表格 思考 新知讲解 光合作用的过程 叶绿体中的色素 H2O ①水的光解 O2 H+ ADP+Pi 酶 ATP C5 光反应 2C3 ①固定 供氢 酶 酶 供能 ②还原 (CH2O) [糖类] 多种酶 暗反应 光能 CO2 能量转化: 光能 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 光反应和暗反应在物质变化和能量转化方面存在什么联系？ 新知讲解 光合作用的过程 （1）光合作用的实质是什么？ 物质变化：把简单的无机物转变为复杂的有机物； 能量变化：把光能转变为储存在有机物中的化学能。 （2）光合作用有何意义？ 拓展 完成了自然界巨大规模的物质转变：无机物到有机物； 完成了自然界巨大规模的能量转变：光能到化学能 维持大气中二氧化碳含量的相对稳定 对生物的进化具有重要作用。 新知讲解 探究环境因素对光合作用强度的影响 提出问题： 光照的强弱； 光的成分； CO2的浓度； 温度； 必需矿物质元素； 水分等 联系农业生产，影响光合作用强度的因素有哪些？ 作出假设： 在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而逐渐增强。 新知讲解 探究环境因素对光合作用强度的影响 设计实验： （1）本实验的自变量是什么？ （2）如何设置光照强度大小？ （3）因变量是什么？用什么作为因变量的检测指标？无关变量有哪些？ （4）采用什么方法可使叶圆片下沉？ （5）光的照射下叶圆片为什么上浮？ （6）相同时间内叶圆片上浮的不同数量说