復習鞏固：1、綠葉中色素提取和分離的原理？2、綠葉中色素分離的方法？3、提取色素時加入二氧化硅和碳酸鈣的目的？4、濾紙條上從上到下依次是什么色素？什么顏色？5、葉綠素和類胡蘿卜素分別主要吸收什么光？

5.4

光合作用與能量轉化

第二課時學習目標：1.通過對光合作用過程的認識,建立起生物學的物質觀與能量觀。2.閱讀光合作用相關科學史資料,感悟科學家的實驗設計思路和方法,學習設計有關光合作用的實驗。3.探究光合作用過程中的物質變化和能量轉化,建構光合作用的光反應和暗反應的過程模型,理解二者之間的關系,培養(yǎng)科學建模的能力。4.能夠寫出光合作用的反應式,分析各種元素的去向,并能夠說出光合作用的原理與意義。探究一、光合作用的原理(1)概念：指綠色植物通過

，利用光能，把

轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出

的過程。

(2)反應式：

。

葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

場所條件產物原料CO2+H2O*

(CH2O)+O2*葉綠體光能1、光合作用的概念及反應式探究一、光合作用的原理問題：1、葉綠體如何將光能轉化為化學能？2、光合作用如何將化學能儲存在糖類等有機物中的？3、光合作用釋放的氧氣，是來自原料中的水還是二氧化碳呢？探究：CO2O2C+H2O甲醛（CH2O）19世紀末：1928年：甲醛：不能通過光合作用轉化成糖，對植物有毒害探究一、光合作用的原理希爾：葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解，產生氧氣的化學反應。希爾反應討論：1.希爾的實驗可以得出什么結論？2.希爾的實驗能否確定氧氣全部來自水？3.希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？

水的光解產生氧氣。不能能。糖的合成一定需要CO2探究一、光合作用的原理魯賓和卡門：方法：同位素標記法討論：分析魯賓和卡門做的實驗，你能得出什么結論？光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，而并不來源于CO2。探究一、光合作用的原理阿爾農：

1954年：在光照下，葉綠體可合成ATP。

1957年：他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。光照ATP水光解討論：嘗試用示意圖表示ATP的合成與希爾反應的關系？典例1.希爾從細胞中分離出葉綠體，并發(fā)現(xiàn)在沒有CO2時，給予葉綠體光照，就能放出O2，同時使電子受體還原。希爾反應是：H2O＋氧化態(tài)電子受體→還原態(tài)電子受體＋1/2O2。在希爾反應的基礎上，阿爾農又發(fā)現(xiàn)在光下的葉綠體，不供給CO2時，既積累NADPH也積累ATP；進一步實驗，撤去光照，供給CO2，發(fā)現(xiàn)NADPH和ATP被消耗，并產生有機物。下列關于希爾反應和阿爾農發(fā)現(xiàn)的敘述，不正確的是()A．光合作用釋放的O2來自水而不是CO2B．NADPH和ATP的形成發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上C．希爾反應與CO2合成有機物的過程是兩個過程D．光合作用的光反應過程為CO2合成有機物提供ATP和NADPHB探究一、光合作用的原理光合作用的過程十分復雜，它包括一系列化學反應。根據是否需要光能，這些化學反應可以概括地分為光反應和暗反應(也稱為碳反應)，兩個階段。(1)條件:_____。(2)場所:___________。(3)物質變化：①將H2O分解為_______,其中___與NADP+結合形成NADPH。②使ADP和Pi反應形成_____。(4)能量變化:將_____轉化為儲存在______________

中的化學能。探究一、光合作用的原理光反應階段：H2ONADPHO2NADP＋ADP＋PiATPH＋酶光反應階段有光類囊體薄膜氧和H+H+ATP光能ATP和NADPHNADP+：氧化型輔酶ⅡNADPH：還原型輔酶ⅡPSⅡ和PSⅠ是色素和一些蛋白形成的色素復合體，上面的色素可以吸收光能，分解水產生氧氣、氫離子和電子，有的膜蛋白用來傳遞氫離子，造成膜兩側氫離子具有濃度差；有的膜蛋白傳遞電子給NADP＋，在某種膜蛋白的催化下合成NADPH；還有的膜蛋白是ATP合成酶，利用膜兩側的氫離子濃度差催化合成ATP。同時，光能轉變成的化學能就儲存在了ATP和NADPH中。(1)條件:有沒有___都能進行。(2)場所:___________。(3)過程(_______循環(huán)):①CO2的_____:C5+CO22C3。②C3的_____:2C3(CH2O)+C5。(4)能量變化:NADPH、ATP中化學能變?yōu)開______中的化學能。探究一、光合作用的原理暗反應階段：NADPHNADP＋ADP＋PiATP2C3C5（CH2O）CO2C3的還原CO2的固定酶多種酶參與催化暗(碳)反應階段卡爾文循環(huán)光葉綠體基質卡爾文固定還原有機物

（RuBP）（PGA）

光反應與暗反應的比較條件物質變化能量變化光反應暗反應場所聯(lián)系類囊體薄膜上葉綠體的基質中光、色素、酶多種酶ATP的合成:水的光解：NADPH合成:H2O光解

H++O2階段NADPHNADP+ATPADP+PiC3(CH2O）+C5

C5+CO2→2C3ADP+Pi+能量→ATP酶CO2的固定:C3的還原:NADP++H++2e-→NADPH酶光能NADPH、ATP中活躍的化學能

有機物中穩(wěn)定的化學能光反應為暗反應提供ATP和NADPH暗反應為光反應提供ADP、Pi、NADP+等原料探究二、條件驟變對光合作用中各物質短時間的影響C52C3ATP多種酶(CH2O)CO2固定還原NADPH若CO2濃度不變光反應NADPHATP

C3C5

（CH2O）光照減弱光照增強增強減少（①減弱）增加（③減弱C3的消耗減少，②C3的生成暫時不變）減少（③減弱C5的生成減少，②C5的消耗暫時不變）減少減弱增加（①增強）減少（③增強C3的消耗增加，②C3的生成暫時不變）增加（③增強C5的生成增加，②C5的消耗暫時不變）增強光反應①②③探究二、條件驟變對光合作用中各物質短時間的影響C52C3ATP多種酶(CH2O)CO2固定還原NADPH光反應光照不變NADPH、ATPC3C5

（CH2O）CO2濃度減少CO2濃度增加減少增加增加減少（暗反應減弱）增加減少減少增加（暗反應增強）①②③探究三、光合作用中元素的轉移①H的轉移：H2O→NADPH→(CH2O)②14C的轉移：14CO2

→14C3

→（14CH2O）+14C5③18O的轉移：C18O2

→C3→（CH218O）H218O→18O2

CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2拓展：化能合成作用

化能合成作用：能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。如：硝化細菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量討論：進行化能合成作用的生物屬于自養(yǎng)還是異養(yǎng)生物？異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動。自養(yǎng)生物：以無機物轉變成為自身的組成物質。

（能夠進行光合作用或者化能合成作用的生物）典例2．如圖是光合作用過程的圖解，其中A～G代表物質，a、b、c代表生理過程。下列相關敘述錯誤的是()A．圖中a過程發(fā)生在類囊體薄膜上B．若光照突然停止，短時間內葉綠體中F的含量會增加C．c過程是CO2固定，發(fā)生在葉綠體基質中D．E接受C和NADPH釋放的能量并被NADPH還原B網絡構建光合作用光合作用過程光合作用探索歷程19世紀末CO2→C+O2C+H20→甲醛→糖1928年甲醛對植物有毒害作用1937年希爾反應1941年O2來自水1954年：葉綠體合成ATP與水光解同步達標檢測1.判斷(1)植物在夜晚不能進行光反應，只能進行暗反應(

)(2)光合作用中ATP的移動方向是從葉綠體基質到類囊體薄膜(

)(3)光合作用中ADP的移動方向是從葉綠體基質到類囊體薄膜(

)(4)光合作用過程中產生的ATP可以為細胞內的各項生命活動提供能量(

)(5)14CO2中14C的轉移途徑是14CO2→14