光合作用的原理和應用課件-高一上學期生物人教版必修1

光合作用的原理＆應用【學習目標】1、通過資料分析，探究光合作用原理3、利用光合作用原理解釋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的有關問題（社會責任）。2、闡明光合作用過程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化

1、什么是光合作用？完成它的結構是什么2、光合作用反應式可以如何表示？CO2+H2O

（CH2O）+O2光能葉綠體探究一

光合作用的原理

活動1、思考討論

探索光合作用原理的部分實驗實驗1、19世紀末：人們認為氧氣的來源是

；糖的來源是

。

CO2+H2O（CH2O）甲醛縮合O21、這個實驗是否有力證明了植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？水光解產(chǎn)生氧氣后，氫原子去哪了？實驗2、不能，只能說明葉綠體可以把水光解產(chǎn)生氧氣，不能氧氣說明全部來氣水2、希爾的實驗

是否說明水的光解和糖的合成不是同一個化學反應？能夠說明，因為葉綠體是在懸浮液中，懸浮液有水，沒有合成糖的原料二氧化碳，說明水的光解沒有與糖的合成相關聯(lián)，暗示希爾反應是相對獨立的實驗3、1941年，魯賓和卡門：同位素示蹤法，這個實驗的結論是什么？結論：光合作用釋放的氧氣全部來自水，并不是二氧化碳光照射下的小球藻懸液CO2H2OC18O2H218O18O2O2甲組乙組實驗4、1954-1957年，阿爾農(nóng)：在光照下，葉綠體可合成ATP，且此過程總是與水的光解相伴隨。4、嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系.光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學反應，而是分階段進行的?？偨Y？通過上面四個實驗，我們能得出什么結論？例1、1954年，美國科學家阿農(nóng)等做了如下實驗，當供給磷酸、ADP時，能產(chǎn)生ATP的試管是（

）A、①

B、②C、③

D、④A活動2、光反應階段1、帶問題看書103頁后回答問題（1）什么是光反應？（2）吸收光能的是？光能被吸收后的作用是什么？（3）H+的作用是什么？NADPH的作用是什么？（4）光反應中能量發(fā)生了什么變化？2、小組合作，嘗試用反應式表示光反應過程H2O+NADP+O2+NADPH光能酶ADP+PiATP光能3、小組合作，在葉綠體的類囊體上建構光反應模型類囊體薄膜上的色素分子類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ4、利用上面模型思考回答問題（1）光反應場所是哪里？需要什么條件？類囊體薄膜上；光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+（3）再次描述能量轉(zhuǎn)變光能ATP、NADPH中活躍的化學能O2、ATP、NADPH（2）主要的產(chǎn)物是什么？典例2、葉綠體中的類囊體有兩種：基粒類囊體和基質(zhì)類囊體(如下圖)，基質(zhì)類囊體能將單個基粒類囊體連接起來。下列有關敘述正確的是()A．葉綠體中的色素主要分布于類囊體腔內(nèi)B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)類囊體上C．CO2的固定過程發(fā)生在基粒類囊體上D．在類囊體上含有與光反應有關的酶和色素D活動3、暗反應1、帶問題看課本104頁，回答問題（1）什么是暗反應?還叫做什么？反應的場所是？（2)什么是C3？是怎么形成的？C3去路是什么？（3）什么是C5？是怎么形成的？C5的去路是什么？（4）ATP、NADPH的作用是什么？（5）CO2被利用的最后的產(chǎn)物是什么？（3）30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種物質(zhì)

弄清了CO2轉(zhuǎn)化成有機物過程：14CO214C3(14CH2O)14C52、卡爾文循環(huán)1946年開始，美國的卡爾文等用14CO2研究了CO2轉(zhuǎn)化為糖的途徑：向反應體系中充入一定量的14CO2,給予光照（1）光照時間為幾分之一秒時發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。（2）在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6).稱為卡爾文循環(huán)寫出上述實驗過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應式4、小組討論，建構在葉綠體基質(zhì)中的暗反應模型3、小組合作，完善暗反應的反應式酶ATP

ADP+Pi

NADPH

NADP++H+

酶ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量卡爾文循環(huán)有沒有光都可以，需多種酶、CO2、ATP、NADPHATP、NADPH中活躍的化學能糖類中穩(wěn)定的化學能（CH2O）、ADP、Pi、NADP+5、利用上面模型思考回答問題（1）暗需要什么條件？（3）描述能量轉(zhuǎn)變（2）主要的產(chǎn)物是什么？典例3、光合作用可分為光反應和暗反應兩個階段，下列敘述正確的是（）A.光反應不需要酶，暗反應需要多種酶B.光反應消耗水，暗反應消耗ATPC.光反應儲存能量，暗反應消耗能量D.光反應固定二氧化碳，暗反應還原二氧化碳B光反應場所：類囊體薄膜暗反應場所：葉綠體基質(zhì)活動4、利用前面光反應、暗反應模型，動手構建光合作用全過程模型(CH2O)糖類ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶CO2固定還原酶NADPH酶能量類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶

光合作用的過程類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶光反應暗反應H+NADPH酶酶能量場所：類囊體薄膜場所：葉綠體基質(zhì)NADPH和ATP的移動途徑是？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)NADP+和ADP、Pi的呢？從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜NADPH的作用？①活潑的還原劑；②儲存部分能量供暗反應階段利用光反應和暗反應的聯(lián)系過程光反應暗反應物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：

能量變化光能→ATP和NADPH中活躍的化學能二者聯(lián)系實質(zhì)光ADP+PiATP

酶

CO2+C52C3酶NADP++H+NADPH酶H2O

光

H++O2CO2的固定：C3的還原：活躍的化學能→

有機物中穩(wěn)定的化學能光反應階段為暗反應階段提供NADPH和ATP；暗反應階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應階段合成

ATP提供原料。合成有機物，儲存能量

2C3

（CH2O）+C5酶NADPH、ATP活動5、思考討論

光反應與暗反應的區(qū)別聯(lián)系

酶ATP

ADP+Pi

NADPH

NADP++H+

酶典例4、光合作用過程包括光反應和暗反應，下圖表示光反應與暗反應的關系，據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(

)A．光反應為暗反應提供ATP和NADPH(【H】)B．停止光照，葉綠體中ATP和NADPH含量下降C．ATP的移動方向是由類囊體到基質(zhì)D．植物在暗處可大量合成(CH2O)D探究二、光合作用原理的應用活動1、看書105頁，回答問題1、什么是光合作用強度2、影響光合作用強度的內(nèi)外因有哪些？活動2、以光照強度影響光合作用強度為例，思考下列問題情景1、當光照不足，二氧化碳充足時，適當提高光照強度1、水的光解怎么變化？2、ATP、NADPH合成怎么變化？3、C3的合成怎么變化？C3還原怎么變化？4、卡爾文循環(huán)如何變化？光合作用強度？情景2、當光照適宜足，二氧化碳充足時，突然降低光照強度1、ATP、NADPH含量怎么變化？2、C3、C5含量短期內(nèi)怎么變化？利用下圖分析類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶光反應暗反應H+NADPH酶酶能量場所：類囊體薄膜場所：葉綠體基質(zhì)

在適宜培養(yǎng)條件下，用白光照射小球藻一段時間后，突然改用光照強度與白光相同的紅光照射，請分析光源改變瞬間，小球藻細胞內(nèi)葡萄糖的生成速率會如何改變？【思維拓展】

目前，以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施在生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用。根據(jù)本節(jié)課所學知識，請討論如何采取措施提高大棚栽培瓜果蔬菜的產(chǎn)量。

【實踐應用】1.增加光照強度2.延長光照時間3.用不同光質(zhì)光源1、通風；正其行通其風2、使用二氧化碳發(fā)生器（干冰）；