5.4.2 光合作用的原理第2课时 课件-2025-2026学年高一上学期必修一生物 人教版

该高中生物学课件聚焦光合作用的原理及过程，以“空气能馒头”情境导入激发兴趣，通过希尔、鲁宾和卡门等科学家实验引导探究，构建光反应和暗反应示意图，形成从现象到本质的学习支架。 其亮点是以科学史实验为主线，融合科学探究（自主学习讨论实验、构建过程模型）与科学思维（分析变量、物质能量转化），通过表格对比、练一练任务驱动知识结构化，落实生命观念，助力学生提升探究能力，为教师提供清晰教学流程。

情 境 喝西北风管饱要成真啦！ 光合作用与能量转化 第五章 第 4 节 第五章 细胞的能量供应和利用 本节聚焦 光合作用是怎样进行的？ 光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？ （第二课时）光合作用的原理 目标 01 02 03 认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。(生命观念） 学习目标 通过对光合作用原理部分实验的探究，说明光合作用过程中氧气的来源。(科学探究） 分析光合作用光反应和暗反应过程，构建光合作用过程示意图(科学思维、科学探究） 3 基质 外膜 基粒 内膜 类囊体 物质的提取和分离技术 （酶） （色素和酶） CO2 + H2O (CH2O) + O2 化学能 光能 光合作用的原理 你问我答 自主学习1：(2min) 请同学们阅读教材102页，探索光合作用原理的部分实验，分析科学家们的实验过程。 （同桌之间相互讨论，有关实验互相提出问题并回答） 19世纪末 希尔 鲁宾和卡门 阿尔农 探究光合作用原理的部分实验 1、甲醛是不是光合作用的（中间）产物？为什么？ 不是：①甲醛对植物有毒害作用 ②甲醛不能通过光合作用转化成糖 探究光合作用原理的部分实验 ①希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 ②不能，反应体系中可能还存在其他氧元素供体。 2、什么叫希尔反应？希尔的实验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？希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ ③能。因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 探究光合作用原理的部分实验 3、分析鲁宾和卡门探究光合作用的方法是？两组实验的自变量是？因变量是？实验结论是？ CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 光合作用释放的O2中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2 ①方法： ②自变量： ③因变量： ④结论： 同位素标记法 第一组提供H218O和CO2，第二组提供H2O和C18O2 （18O标记的原料种类) 释放的氧气释放是否含放射性（18O） 用18O分别标记CO2和H2O，进行实验 A与B相对分子质量分别为：32、36 探究光合作用原理的部分实验 根据 阿尔农的发现：在光照下，叶绿体可合成ATP 且这一过程总是与水的光解相伴随 4、结合阿尔农的发现，用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系 希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 H2O O2 光照 叶绿体 ADP+Pi+能量 ATP 上述实验表明： 1.光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。 2.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　 总结 二、光合作用的过程——光反应 光合作用过程复杂，包括一系列化学反应。依据是否需要光能分为： 光反应阶段 暗反应阶段 光合作用第一个阶段 必须有光才能进行 光合作用第二个阶段，又称“碳反应阶段” 不直接依赖光 O2 光合作用的过程——光反应（5min） 结合学案，分析课本图5-14以及教材103页最后一段，思考下方问题的答案（2min）。 1.光反应的场所是什么？ 2.进行光反应需要什么条件？ 小组内讨论并合作完成右图光 反应过程的示意图构建（3min）。 3.光反应过程中有什么物质变化? 4.光反应过程中有什么能量变化？ ATP 自主学习2 当可见光照射到绿色植物时，类囊体薄膜上的四种光合色素就会吸收光能，吸收的光能有两方面用途：一是将水分解生成氧气和H+，我们称之为水的光解；水分解生成的氧气直接从叶绿体释放出去，供生物体细胞呼吸利用，具体是参与有氧呼吸的第三阶段，而另一部分光能则用ATP的合成，储存到ATP远离腺苷的高能磷酸键中。 练一练 1.如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述错误的是（ ） A.图中膜结构表示叶绿体内膜，B侧为 叶绿体基质 B.图示光反应部分过程，水分解为O2和 H+的同时还产生电子 C.图示过程的能量变化是光能转变成 ATP和NADPH中活跃的化学能 D.光合作用释放的氧气中的氧元素来自 于水。 A 资料1：卡尔文用小球藻做试验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物，有三碳化合物（C3）、五碳化合物（C5）和糖类物质(CH2O)。 试分析卡尔文实验现象 思考1：该实验现象可说明什么？ CO2中的C会转移到C3、C5和（CH2O）中。 思考2：如何确定CO2中的C先转移到C3、C5和（CH2O）中的哪个化合物呢？ 缩短检测的时间。 想一想 资料2： 反应进行到5秒光照时，卡尔文等检测到同时含有放射性的五碳化合物（C5）和糖类物质(CH2O)。 试分析卡尔文实验现象 思考3：结合上述现象，画出CO2中C元素的转移途径（以箭头表示转移过程） 资料3： 缩短光照时间到几分之一秒时，90%以上的放射性14C集中在一种三碳化合物（C3） CO2 C3 (CH2O) C5 结合学案，分析课本图5-14以及104页第三段，构建暗反应示意图并回答问题： 1.暗反应过程中有什么物质变化? 2.暗反应的场所是什么？ 3.进行暗反应需要什么条件？ 4.暗反应过程中有什么能量变化？ 三、光合作用的过程——暗反应(5min) 自主学习3 我们之前讲是不是还有不需要光的阶段，叫什么阶段暗反应阶段，是由卡尔文研究出来了，那他是怎么研究出来的呢？用的是什么材料，又是小球藻，并且用了什么方法。同，接着又把小球藻杀死。 2.下图表示绿色植物光合作用的部分过程，下列分析错误的是（ ） A. 该过程不直接依赖光，发生的场所为叶绿体基质 B. 物质A为NADP+，具有还原剂的作用 C. CO2中碳原子的转移途径是CO2→ C3→ 糖类，C5 D. CO2不可直接被NADPH还原成糖类 练一练 B 过程 光反应 暗反应 场所 条件 、 和酶 多种酶 原料 、NADP+、ADP、Pi NADPH、ATP、 ； 产物 、ADP、Pi、NADP+ 物质 变化 ① : ② :ADP+Pi ATP ① :CO2+C5 2C3 ② :2C3 (CH2O)+C5 能量 转化 光能→ ATP和NADPH中活跃的化学能→ 结合课本，完成表格： ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 类囊体薄膜 叶绿体基质 光 色素 H2O CO2 NADPH、ATP、O2 (CH2O) 水的光解 ATP的合成 CO2的固定 C3的还原 你追我赶 光反应为暗反应提供 ， 暗反应为光反应提供 。 四、光合作用的过程——光反应和暗反应的联系 NADPH（既是还原剂，还提供能量）和ATP（提供能量） NADP＋、ADP和Pi 思考：光反应能在无CO2的环境中长期进行吗？暗反应能在无光的环境中长期进行吗？为什么？ 均不能 课堂小结 概念 光合作用的原理的探索 光反应 暗反应 反应式 希尔 鲁宾和卡门 阿尔农 卡尔文 水的光解 NADPH合成 ATP合成 CO2 的固定 C3 的还原 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 光合作用的过程 光合作用 万物生长靠太阳 我们沐浴在阳光下，要守诚信、懂感恩、勇担当，做扎根大地的德行好少年，让自己的生命也因美好的品德而蓬勃生长！ $