【課件】光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

必修一第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié):光合作用與能量轉(zhuǎn)換(第2課時(shí))葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用12為什么葉綠體結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用？葉綠體除吸收光能還有什么功能？葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用1類囊體膜上含有光合作用有關(guān)的色素和酶。多個(gè)類囊體堆疊形成基粒，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。類囊體薄膜能吸收光的復(fù)合體色素酶類囊體閱讀教材P102的思考·討論，回答相關(guān)問題。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量是什么？自變量：因變量：葉綠體是否光照（觀測(cè)指標(biāo)：好氧細(xì)菌的分布）完全光照葉綠體光照部位是否產(chǎn)生氧氣黑暗，無空氣極細(xì)光束照射好氧細(xì)菌思考?討論葉綠體的功能思考?討論葉綠體的功能恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（一）在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有何巧妙之處？設(shè)計(jì)： 選材：①無空氣黑暗環(huán)境,排除氧氣和光的干擾①水綿葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察；②用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。②用極細(xì)光束照射，使葉綠體形成有光和無光部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。閱讀教材P102的思考·討論，回答相關(guān)問題。完全光照黑暗，無空氣極細(xì)光束照射好氧細(xì)菌這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。思考?討論葉綠體的功能恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（二）為什么大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域呢？三棱鏡好氧細(xì)菌葉綠體能吸收光能用于光合作用氧氣是葉綠體釋放出來的由此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？綠色植物通過________，利用______，將________________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的_________，并且釋放出________的過程。葉綠體光能二氧化碳和水有機(jī)物氧氣光合作用釋放的氧氣是來自原料中的水還是二氧化碳呢？我們先來分析科學(xué)家做過的一些實(shí)驗(yàn)。光合作用CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2思考任務(wù)一：建構(gòu)概念————光反應(yīng)實(shí)驗(yàn)1:希爾反應(yīng)活動(dòng)1閱讀教材“思考?討論”第1、2段，回答下列問題：希爾實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，能否確定氧氣中的氧元素全部來自水？不能，該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。希爾的實(shí)驗(yàn)是否說明水的光解和糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？能夠說明，因?yàn)閼腋∫褐袥]有CO2，糖類合成時(shí)需要CO2的碳元素任務(wù)一：建構(gòu)概念————光反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2:魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2閱讀教材“思考?討論”第3段，回答下列問題：任務(wù)一：建構(gòu)概念————光反應(yīng)光合作用釋放的氧氣來自于水。分析魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)3:阿爾農(nóng)的發(fā)現(xiàn)活動(dòng)3閱讀教材“思考?討論”第4段，回答下列問題：任務(wù)一：建構(gòu)概念————光反應(yīng)光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：H2O1/2O2+2e+2H+光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化光能轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADPH。ATP活躍的化學(xué)能NADP++H++2e

NADPH光反應(yīng)階段1NADPH的合成:酶光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)4:卡爾文實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)過程:2.連續(xù)60s取樣，將藻類細(xì)胞置于熱酒精中3.分離溶解物中的分子三碳化合物多種產(chǎn)物：C3、C5、C6等5秒內(nèi)60秒后請(qǐng)據(jù)此大致描述CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑。CO2→C3

→C6C51.向藻類細(xì)胞光合作用的原料中加入14CO24.進(jìn)行放射性顯影，以確定放射性的部位時(shí)間順序依次出現(xiàn)的放射性物質(zhì)代表了暗反應(yīng)過程中各種產(chǎn)物依次出現(xiàn)的順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果：任務(wù)二：建構(gòu)概念————暗反應(yīng)CO2葉綠體基質(zhì)多種酶葉綠體的基質(zhì)中(提供酶、原料等)場(chǎng)所：NADPH、ATP、酶條件：①CO2的固定：CO2＋C52C3酶②C3的還原：ATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)酶＋C5物質(zhì)變化能量變化：NADPH2C3C5(CH2O)NADPHATP暗反應(yīng)階段2核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）三磷酸甘油酸光反應(yīng)還原任務(wù)三：構(gòu)建光合作用過程的模型O2H2ONADPHATPADP+PiNADP+C3C5暗反應(yīng)固定多種酶參加催化水在光下的分解類囊體的薄膜上光能①H的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2CO2（CH2O）概念光合作用的原理的探索光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)式希爾魯賓和卡門阿爾農(nóng)卡爾文水的光解NADPH合成

ATP合成CO2的固定C3的還原CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體光合作用的過程光合作用葉綠體基質(zhì)中有許多由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的基粒光合色素分布在類囊體薄膜上，光合作用的酶分布在類囊體薄膜和基質(zhì)葉綠體是捕獲光能、進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。結(jié)構(gòu)功能課堂小結(jié)概念檢測(cè)1.基于對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用（）(2)葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能（）(3)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光（）×√×概念檢測(cè)2.下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.所有植物細(xì)胞中都含有4種色素B.有些植物細(xì)胞的液泡中也含有色素C.葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收光能D.植物細(xì)胞內(nèi)的光合色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類A拓展應(yīng)用1.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎?有關(guān)。不同