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课件网) 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化（第2课时） 1、能概述光反应与暗反应阶段的场所、条件及物质能量变化（如水的光解、ATP/NADPH合成、CO 固定与C 还原），辨析光反应与暗反应的联系。 教学目标 2、能绘制光合作用过程示意图，标注光反应（类囊体膜）与暗反应（叶绿体基质）的关键步骤，分析环境因素（如光照、CO 浓度）变化对C 、C 、ATP等物质含量的影响。 3、学会阐释叶绿体结构（类囊体增大膜面积、色素与酶分布）与光合功能的适应性，能说明光能→活跃化学能（ATP/NADPH）→稳定化学能（有机物）的转化过程。 重点：光反应与暗反应的物质/能量变化及联系；科学实验的证据逻辑。 教学重难点 难点：C 与C 的动态变化分析；环境因素对光合物质的定量影响。 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？ 太阳能 太阳的光能又是 通过什么途径进 入植物体内的？ 地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物。 地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11x1018 KJ,这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 指绿色植物通过 ，利用 ，把 和 转化成储存着 的 ，并且释放出 的过程。 ①概念： ②反应式： ③实质： 合成有机物，储存能量 叶绿体 光能 二氧化碳 水 能量 有机物 氧气 光合作用 一、探究光合作用原理的部分实验 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。 资料1 不能通过光合作用实现 资料2：希尔反应 1.希尔的实验可以得出什么结论？ 2.希尔的实验能否确定氧气全部来自水？ 水的光解产生氧气。 不能。该实验仅能说明离体的叶绿体在适当条件下发生水解产生O2。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气的转移。 铁盐和其他氧化剂 资料3：鲁宾和卡门实验 同位素标记法； 相互对照（即对比实验）； 光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。 该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？ 1954年，美国科学家阿尔农(D. Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 资料4：阿尔农实验 光照 ATP 水 光解 尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 根据是否需要光能，光合作用过程分为：光反应和暗反应（碳反应）。 阅读课文P103—104思考： 光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、场所、物质变化、能量转换方面的内容。 二、光合作用的原理 1.【光反应阶段】 场所：类囊体薄膜 条件：光、色素、酶 物质变化： 能量变化： ADP＋Pi＋能量→ATP NADP＋＋H+＋2e-→NADPH 光能 ATP和NADPH中的化学能 酶 类囊体腔 H2O 1/2O2 +2H++2e- 光能 酶 1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。 资料5：卡尔文实验 光合产物中有机物的碳来自CO2。 结论： CO2 C5 固 定 2C3 NADPH 供氢 酶 (CH2O) 淀粉、蔗糖 多种酶 参加催化 还原 酶 ATP 供能 ADP+Pi 2.【暗反应阶段】有光无光都能进行 场所：叶绿体基质 条件：酶、原料 物质变化 能量变化 CO2的固定： C3的还原： CO2＋C5→2C3 酶 ATP和NADPH中的化学能 糖类等稳定化合物中的化学能 ATP NADPH 2C3 （CH2O)+ C5 酶 光合作用的全过程 叶绿体 中的色素 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 酶 类囊体薄膜 ... ...
