第5章　第4节　第2课时　光合作用的原理 高中生物学人教版（2019）必修一（课件 学案 教案 练习四份打包）

第2课时　光合作用的原理 [学习目标]　1.运用物质和能量观说出光合作用过程中物质和能量的变化。2.利用分析与综合的方法，分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。3.通过分析光合作用发现历程，认同科学研究的基本思路和方法。 1．光合作用的概念 2．光合作用的反应式 化学反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 3．探索光合作用原理的部分实验 时间/发现者 内容 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 1937年希尔(英国) 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气 1941年鲁宾、卡门(美国) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H218O＋CO2→植物→18O2，H2O＋C18O2→植物→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水 1954、1957年阿尔农(美国) 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随 4.光合作用过程 (1)光反应阶段 ①条件：有光。 ②场所：类囊体薄膜。 ③物质变化 a．将H2O分解为氧和H＋，其中H＋与NADP＋结合形成NADPH。 b．使ADP和Pi反应形成ATP。 ④能量变化：将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 (2)暗反应阶段 ①条件：不直接依赖光进行。 ②场所：叶绿体基质。 ③过程(卡尔文循环) a．CO2的固定：C5＋CO22C3。 b．C3的还原：2C3(CH2O)＋C5。 ④能量变化：NADPH、ATP中活跃的化学能变为有机物中稳定的化学能。 (3)光反应与暗反应之间的联系 光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP＋。 判断正误 (1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应(　　) (2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜(　　) (3)光合作用中ADP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜(　　) (4)光合作用过程中产生的ATP可以为细胞内的各项生命活动提供能量(　　) (5)14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 提示　(1)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段不直接依赖光进行，但需要光反应提供NADPH和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。(2)光反应为暗反应提供ATP、NADPH，ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。(3)暗反应为光反应提供ADP和Pi，ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。 任务：分析光合作用原理的探索实验 1．建构概念———光反应 资料1　1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2。 (1)根据资料1，尝试补充完整希尔的实验表达式。 提示　 (2)希尔实验可以证明O2来自H2O，能否确定O2全部来自H2O？并说明理由。 提示　不能确定O2全部来自H2O，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O元素的转移。 (3)若要证明O2全部来自H2O或CO2，可采用什么方法？ 提示　可以采用同位素示踪法，用18O分别标记H2O和CO2进行实验。 资料2　1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： (4)推测该实验的实验结果和结论。 提示　实验结果：A为O2，B为18O2；实验结论：该实验可以证明光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2。 资料3　1954年，美国科学家阿尔农等用游离的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现，当向反应体系供给ADP、Pi时，体系中就会有ATP的产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 (5)根据该实验你可以得出什么结论？ 提示　光照条件下，水光解 ... ...