5.4 光合作用的原理和应用（课件）生物学人教版（2024）必修1(共50张PPT).pptxVIP

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生物学必修1分子与细胞（人教版）第2课时光合作用的原理和应用

导入一如图为上海世博会上的一款“叶子”概念车。“叶子”是一款概念车,它集光电转换、风电转换和二氧化碳吸附转换等自然能源转换技术概念于一身,车顶一片巨型叶子则是一部高效的光电转换器,可吸收太阳能转化为电能,并以可视化的“叶脉”方式显示能源的流动;特别值得一提的是其阳光追踪系统,叶片上的太阳能晶体片可随太阳照射方向转动,提高太阳能收集效率,生物化特性使“叶子”与自然实现和谐共处。运用初中学过的知识合理解释,它为什么不需要使用汽油呢?

导入一回顾初中学过的知识,想想什么是光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

导入一根据光合作用的反应式,推测光合作用的条件、场所、反应物和产物分别是什么。光合作用的实质是什么?是不是所有的光合作用都是在叶绿体中进行的?光合作用的实质是把无机物转化为有机物,把光能转化为化学能储存在有机物中。

导入二回忆初中阶段学习的光合作用的条件、场所、原料、产物分别是什么。光合作用：绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

导入二光合作用只发生在叶绿体中吗?蓝细菌等原核生物没有叶绿体,但也可以进行光合作用。准确地说,光合作用的条件是光照、与光合作用有关的色素、酶等。

导入二关于光合作用如何将无机物转化成有机物并储存能量、释放氧气,其过程非常复杂,很多科学家研究了很长的时间。科学家根据是否需要光的参与,将光合作用分为两个部分——光反应和暗反应,本节课就让我们利用众多科学家的研究事实共同推理、验证光合作用的原理。

环节一:探索光合作用原理的部分实验资料一1937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氧气。像这样,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。1.希尔的实验说明水的光解产生氧气,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?2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?

环节一:探索光合作用原理的部分实验资料二1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源。他们给两组植物分别提供H2O和C18O2、H218O和CO2,在其他条件都相同的情况下,第1组释放的氧气都是O2,第2组释放的氧气都是18O2。1.鲁宾和卡门用了什么科学方法?2.该实验的自变量是什么?其他变量应如何处理?3.该实验可以得出来的实验结论是什么?光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水,而并不来自CO2。

环节一:探索光合作用原理的部分实验资料三1954年,美国科学家阿尔农发现,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。分析以上三个资料,尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。

环节二:光合作用的原理观看视频。

环节二:光合作用的原理光反应的场所是叶绿体中的哪个结构?为什么?光反应发生在类囊体薄膜上,因为类囊体上分布有众多色素和酶。该过程中光能的作用是什么?光能的作用有两个方面,一方面使水分解,储存部分能量到NADPH;另一方面是在酶的催化下提供能量促使ADP与Pi形成ATP。

环节二:光合作用的原理光反应的物质变化是怎样的?H2O→H++O2ADP+Pi→ATPNADP++H++2e-→NADPH其物质变化过程可用下图表示:

环节二:光合作用的原理物质变化与能量变化关系密切,那么光反应会发生怎样的能量变化?光能转化为ATP和NADPH中不稳定的化学能。

环节二:光合作用的原理小组合作总结光反应的场所、条件、物质变化和能量变化。

环节二:光合作用的原理我们已经初步了解光反应了,那么光合作用是如何将CO2合成糖类的呢?这个事实被美国科学家卡尔文等发现了。

环节二:光合作用的原理阅读教材有关暗反应的内容,分析暗反应的场所、条件、物质变化和能量变化。暗反应的场所是叶绿体基质;条件是多种酶;物质变化是CO2在酶的催化下,与C5结合生成C3,C3在酶的催化下被还原成有机物和C5,C3的还原需要ATP和NADPH提供能量;能量变化是ATP、NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。

环节二:光合作用的原理暗反应物质变化如图所示。

环节二:光合作用的原理小组合作绘制暗反应过程的示意图。

环节二:光合作用的原理如图是光合作用过程示意图,想一想,①~⑧分别表示什么?光合色素O2NADPHATPC3C5光反应阶段暗反应阶段

环节二:光合作用的原理暗反应是一个不需光的过