5.4光合作用與能量轉化學歷案高一上學期生物人教版必修1

第5章第4節(jié)光合作用與能量轉化【課標要求】說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。二、【學習目標】1、了解光合作用過程的發(fā)現(xiàn)3、簡述光合作用的過程和意義三、【評價任務】通過學生對資料15的自主學習及教師引導和補充講解，突破目標1通過學生活動構建光合作用模型，完突破目標2通過課堂小結及課后習題，評價學生掌握情況【教學過程】情境導入最近王老師對養(yǎng)花比較感興趣，想買一盆盆栽，又不知道選哪一個好，想請你們給點建議。一、光合作用原理：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成存儲著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。葉綠體葉綠體光光合作用的反應式：CO2+H2O→(CH2O)+O2光二：光反應階段探究一：氧氣中氧元素的來源氧氣中氧元素來源的假設：①②③學生活動：閱讀資料，思考并回答下面的問題，重走科學之路?！举Y料一】：1937年，英國植物學家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(如Fe3＋，懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2。根據實驗結果，完成以下模式圖：嘗試寫出該反應式并配平：討論1：希爾反應是否說明植物光合作用產生的O2中的O全部都來自H2O？為什么？討論2：希爾的實驗能否說明水的光解與糖類的合成不是同一個化學反應？Eg：NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4該反應式中，若去掉NaOH，單獨的CuSO4不能生成為Cu(OH)2或Na2SO4；若去掉CuSO4，單獨的NaOH也不能生成為Cu(OH)2或Na2SO4。像這樣的化學反應就是同一個化學反應?！举Y料二】：1941年，美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤法研究了光合作用中O2的來源，他們用18O分別標記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2，然后進行了兩組實驗：CO2HCO2H218O光照射下的小球藻懸液照射下的小球藻懸液C18O2H2O18O18O2O2討論3：分析魯賓和卡門做的實驗得出什么結論？延伸思考：該實驗的自變量和因變量分別是？【資料三】：20世紀50年代科學家發(fā)現(xiàn)了葉綠體中天然的氧化劑NADP+(氧化型輔酶Ⅱ）在參與水光解時得到了H+，生成NADPH（還原型輔酶Ⅱ）。參考書上P103。討論4：嘗試寫出并配平生成NADPH的反應式：【資料四】：光反應每吸收8mol光子可獲得590KJ能量，其中貯存在NADPH中能量約為220KJ。討論5：上述資料說明了什么？【資料五】：1954年，美國科學家阿爾農等用游離的葉綠體做實驗。在給葉綠體光照時發(fā)現(xiàn)，當向反應體系供給ADP、Pi時，體系中就會有ATP的產生。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。討論6：結合資料四、五，還有部分光能轉化到了哪里？討論7：嘗試寫出ATP合成的反應式：三、暗反應階段【資料六】：光合作用的產物除了O2，還有糖類等有機物。20世紀40年代，美國科學家卡爾文等用小球藻作實驗材料，利用同位素示蹤法追蹤了CO2中C的轉移路徑?，F(xiàn)象一：向反應體系中充入一定量的14CO2，光照30秒后檢測產物，檢測到了多種帶14C標記的化合物，有三碳化合物（C3）、五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)現(xiàn)象二：反應進行到5秒光照時，卡爾文等檢測到同時含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)現(xiàn)象三：縮短光照時間到幾分之一秒時，90%以上的放射性14C集中在一種三碳化合物（C3）思考：結合上述現(xiàn)象嘗試描繪出CO2轉化成有機物過程中，C的轉移途徑？（用含C化合物和箭頭表示。）CO2→【資料七】：阿爾農從葉綠體中完全去掉色素，提取出葉綠體基質中的酶，在黑暗條件下，將酶與ATP、NADPH、CO2混在一起，制造出了糖類物質。思考：糖類合成的場所是？糖類合成需要什么？學生活動：構建模型并描述光合作用過程?？蓞⒖冀滩腜103、P104【學以致用】學完了本節(jié)課的內容，你們能為王老師養(yǎng)殖這兩盆盆栽提出什么建議呢？光合作用與能量轉化小題單【課堂小結】色素的功能：葉綠素主要吸收___________________________光，類胡蘿卜素主要吸收__________________光，光合色素對_______________光的吸收最少，所以葉片呈綠色。色素分布在葉綠體的____________________結構上，與光合作用有關的酶分布在葉綠體的_______________________結構上。3、光合作用總反應式：____________________________________。其中氧氣中的“O”全部來自于_______。4、比較光反應和暗反應光反應暗反應場所條件物質變化水的光解：ATP合成：NADPH的合成：CO2固定:C3還原:能量變化聯(lián)系1、光反應為暗反應準備了和；2、暗反應為光反應補充消耗掉的和。【課堂訓練】1.如圖甲為葉綠體結構模式圖，乙是從圖甲中取出的部分結構放大圖。下列相關敘述，正確的是（）圖乙所示結構取自圖甲中的①或③B．與光合作用有關的酶全部分布在圖乙所示結構上C．ATP的合成場所是④，分解場所是③D．葉綠體以圖甲③的形式擴大膜的表面積2.人參為“東北三寶”之首，其莖單生，直立，葉為掌狀復葉。當葉片進行光合作用時，光反應階段為暗反應階段提供的物質是（）A．O2和C3化合物B．NADPH和ATPC．H2O和O2D．葉綠體色素3.如果做一個實驗測定藻類植物是否完成光反應,最好是檢測其()A.葡萄糖的形成B.淀粉的形成C.氧氣的釋放D.CO2的吸收量4.下圖是光合作用過程圖解，A—J表示物質，H、I表示生理過程請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是____，它被傳遞到葉綠體的_____，用于_________。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______。④圖中G__________,