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(共24张PPT)
叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一部的光电转化器，能把太阳能转化为电能。此外，叶子概念车的四个车轮带有风车扇叶，能实现风电转换，车身是一款特殊材料，能够进行二氧化碳吸附和转换。
第五单元 细胞的能量供应
和利用
5.4光合作用与能量转化（第二 课时）
学习目标
阐明光反应和暗反应阶段的物质和能量变化；认同细胞生命活动过程始终贯穿着物质和能量的变化，形成物质和能量观（生命观念）
能认识到光合作用的重要性，树立爱护植物的环保意识。（社会责任）
分析科学史资料，在问题串的驱动下不断进行小组合作探究，进行光合作用概念的模型建构，深化对概念的理解，培养搜集处理信息以及表达交流能力。（科学思维）
3
2
1
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。
资料1：1913年，德国的威尔斯泰特对叶绿素分子进行了研究。在阐明了它的化学性质之后，研究了叶绿素与光合作用的关系。他发现：在光下，叶绿素的含量较高时，CO2转化为糖类的反应速率较快。
该资料说明了什么？
光合作用的原理
叶绿素在光合作用中有重要作用。
资料2：1937年，英国剑桥大学的希尔用离体的叶绿体做实验。他将离体的叶绿体加到具有H受体的水溶液中，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体中有O2放出。
1、分析材料中的希尔反应，发生了什么化学反应，写出反应式？
2、根据希尔反应，推测水的光解发生的场所？
3、希尔反应能否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
H2O +NADP+ → O2+NADPH
酶
类囊体薄膜
能说明，因为缺乏碳元素
光合作用的原理
资料3：1941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。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2。然后进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供H218O和CO2。其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的都是18O2。
请分析鲁宾和卡门的实验可以得出的实验结论？
氧气中的O来源于水
O2
18O2
光合作用的原理
1、分析阿尔农的实验，发生了什么化学反应，写出反应式？
2、根据阿尔农的实验，推测ATP合成的反应发生的场所？
3、根据上述三则材料分析，经过以上反应的发生，光能的去向？
类囊体薄膜
ATP和NADPH
资料4：1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验。在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi和H受体时，体系中就会有ATP和[H]产生。
光合作用的原理
ADP+Pi+能量 → ATP
酶
光合作用的原理
叶绿体光反应阶段能发生哪些反应？能量如何转变？
模型构建
构建光反应阶段的物质变化与能量转换模型
叶绿体中
的光合色素
光能
H2O
水在光下分解
O2
NADPH
ADP+Pi
酶
ATP
光、酶、色素
类囊体的薄膜上
条件：
场所：
H2O+NADP+
光
酶
NADPH
+
O2
物质
ADP+Pi
+
光能
酶
ATP
能量
光能
ATP、NADPH中活跃化学能
过程：
光反应阶段
光合作用的原理
ATP和NADPH参与CO2生成糖类物质的反应
资料4：1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体继续做实验。在黑暗条件下，只要供给了ATP和[H]，叶绿体就能将CO2转变为糖。
根据实验现象分析，光反应阶段产生的ATP和NADPH的作用？
光合作用的原理
资料5：1946年，美国的马尔文·卡尔文等科学家将小球藻放置在含有14C标记的CO2密封容器，培养相当短的时间之后，将小球藻浸入热的乙醇中杀死细胞，然后将提取分离各种化合物，追踪放射性14C的去路。把光照时间缩短为几分之一秒时，三磷酸甘油酸(C3)占全部放射性的90％。5秒钟光照后卡尔文等同时检测到了含有放射性的C5（核酮糖二磷酸，RuBP）和葡萄糖。
请根据实验现象，用箭头和化合物依次表示出CO2中的C在叶绿体中的转移过程。
CO2 C3 C5
（CH2O)
光合作用的原理
资料7：卡尔文及其同事们在实验过程中发现，在有光照和CO2供应的条件下，C3和C5的浓度很快达到饱和并保持稳定。但是，当改变其中一个实验条件后，二者的浓度迅速出现了规律性的变化：停止CO2供应时，C3的浓度急速降低，C5的浓度急速升高；停止光照时，C3的浓度急速升高，C5的浓度急速降低。
影响C3 转化成C5和（CH2O）
光合作用的原理
1、推测二氧化碳进入叶绿体后的第一个受体是什么物质？
2、光反应的ATP和NADPH可能作用于糖的合成哪一步反应？
C5
资料8：用温和方法分离得到的叶绿体结构完整，这样的叶绿体能够完成整个光合作用，包括CO2的固定和糖类的生成。用剧烈方法分离得到的叶绿体含有很少或者根本没有叶绿体基质。这样的叶绿体能在光下产生O2、ATP、[H]、但是不能固定CO2。
根据实验现象分析CO2转化成糖类的反应的发生场所？
叶绿体基质
光合作用的原理
光合作用的原理
叶绿体暗反应阶段能发生哪些反应？能量如何转变？
模型构建
构建暗反应阶段的物质变化与能量转换模型
CO2
C5
固
定
2C3
NADPH
供氢、供能
酶
(CH2O)
糖类
场所：
条件：
叶绿体基质
多种酶
多种酶
参加催化
还 原
过程：
CO2+ C5
酶
2C3
酶
(CH2O)+C5
NADPH ATP
ATP
酶
ADP+Pi +能量
物质
能量
NADPH、ATP中活跃的化学能 糖类中稳定的化学能
酶
ATP
供能
ADP+Pi
卡尔文循环
光合作用的原理
光反应阶段 暗反应阶段
进行部位
条件
物质 变化
能量变化
联系
列表归纳和比较光反应和暗反应，找找两者的区别和联系：
光反应阶段 暗反应阶段
进行部位
条件
物质 变化
能量变化
联系
类囊体的薄膜
叶绿体基质中
光、色素和酶
不需要光，需要多种酶
光能转换成ATP中的化学能
ATP中的化学能变成糖类中的化学能
光反应为暗反应提供
H2O+NADP+→NADPH+O2
ADP+Pi → ATP
光
酶
光能
CO2的固定CO2+C5 →2C3
C5
C3的还原2C3 （CH2O）
酶
酶
ATP NADPH
NADPH和ATP
ADP、Pi和NADP+
暗反应为光反应提供
思考·讨论
1.光下的植物突然停止光照后，NADPH、ATP、C5化合物和C3化合物的含量如何变化？
2、光下的植物突然停止CO2的供应后，NADPH、ATP、C5化合物和C3化合物的含量如何变化？
NADPH、ATP降低 C5降低 C3升高
C5升高 C3降低 NADPH、ATP升高
思考·讨论
3.分析ATP、NADPH、ADP、NADP+等物质在叶绿体中移动的方向？
4、叶肉细胞产生ATP的场所有哪些？光合作用和细胞呼吸产生的ATP在用途上有什么不同？
ATP和NADPH：从叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质；
ADP和NADP+：从叶绿体基质 类囊体薄膜。
细胞质基质、线粒体、叶绿体
光合作用产生的ATP只用于暗反应C3 的还原，细胞呼吸产生的ATP用于其他各项生命活动；
1、如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是（ ）
A.CO2→叶绿素→ADP B.CO2→叶绿体→ATP
C.CO2→乙醇→糖类 D.CO2→三碳化合物→糖类
D
考点剖析
2、如图为光合作用示意图。下列说法错误的是（ ）
a．①表示o2，③表示还原型辅酶ⅱ，④表示co2
b．暗反应中，co2首先与c5结合生成c3，然后被还原（ch2o）
c．黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去
d．增加光照强度或降低co2浓度，c3的含量都将减少
C
考点剖析
3．下图表示氢元素的转移途径，其中①②表示植物叶肉细胞光合作用的有关途径，③④表示细胞呼吸过程中的有关途径。下列相关叙述正确的是（ ）
NADPH→
（CH2O）→
[H] →H 2O
A．途径①产生的NADPH和途径③产生的[H]是同种物质
B．途径①③在生物膜上进行，途径②④在基质中进行
C．途径①②③④都发生了能量的转化
D．光合作用的原料H2O中的氧原子可以依次经过途径①②③④转移到细胞呼吸的产物H2O中
①
②
③
④
H2O→
C
考点剖析
4．如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。下列说法错误的是（　）
A．提供给绿色植物各项生命活动所需能量最多的过程是5
B．具有细胞结构的生物都能进行细胞呼吸，且都能进行的过程是3
C．过程1、3和4产生的NADPH和[H]都能与氧结合生成水
D．过程2需要多种酶的参与，且需ATP供能
C
考点剖析

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