5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化學(xué)歷案高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化【課標(biāo)要求】說明植物細(xì)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(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。二、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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(jià)任務(wù)】通過學(xué)生對資料15的自主學(xué)習(xí)及教師引導(dǎo)和補(bǔ)充講解，突破目標(biāo)1通過學(xué)生活動構(gòu)建光合作用模型，完突破目標(biāo)2通過課堂小結(jié)及課后習(xí)題，評價(jià)學(xué)生掌握情況【教學(xué)過程】情境導(dǎo)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(gè)好，想請你們給點(diǎn)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(zhuǎn)化成存儲著能量的有機(jī)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(yīng)式：CO2+H2O→(CH2O)+O2光二：光反應(yīng)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(shè)：①②③學(xué)生活動：閱讀資料，思考并回答下面的問題，重走科學(xué)之路。【資料一】：1937年，英國植物學(xué)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(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成以下模式圖：嘗試寫出該反應(yīng)式并配平：討論1：希爾反應(yīng)是否說明植物光合作用產(chǎn)生的O2中的O全部都來自H2O？為什么？討論2：希爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？Eg：NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4該反應(yīng)式中，若去掉NaOH，單獨(dú)的CuSO4不能生成為Cu(OH)2或Na2SO4；若去掉CuSO4，單獨(dú)的NaOH也不能生成為Cu(OH)2或Na2SO4。像這樣的化學(xué)反應(yīng)就是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)。【資料二】：1941年，美國科學(xué)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(biāo)記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2，然后進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論？延伸思考：該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是？【資料三】：20世紀(jì)50年代科學(xué)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(shí)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(yīng)式：【資料四】：光反應(yīng)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(xué)家阿爾農(nóng)等用游離的葉綠體做實(shí)驗(yàn)。在給葉綠體光照時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向反應(yīng)體系供給ADP、Pi時(shí)，體系中就會有ATP的產(chǎn)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(jié)合資料四、五，還有部分光能轉(zhuǎn)化到了哪里？討論7：嘗試寫出ATP合成的反應(yīng)式：三、暗反應(yīng)階段【資料六】：光合作用的產(chǎn)物除了O2，還有糖類等有機(jī)物。20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文等用小球藻作實(shí)驗(yàn)材料，利用同位素示蹤法追蹤了CO2中C的轉(zhuǎn)移路徑?，F(xiàn)象一：向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2，光照30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種帶14C標(biāo)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(yīng)進(jìn)行到5秒光照時(shí)，卡爾文等檢測到同時(shí)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(shí)間到幾分之一秒時(shí)，90%以上的放射性14C集中在一種三碳化合物（C3）思考：結(jié)合上述現(xiàn)象嘗試描繪出CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑？（用含C化合物和箭頭表示。）CO2→【資料七】：阿爾農(nóng)從葉綠體中完全去掉色素，提取出葉綠體基質(zhì)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(zhì)。思考：糖類合成的場所是？糖類合成需要什么？學(xué)生活動：構(gòu)建模型并描述光合作用過程?？蓞⒖冀滩腜103、P104【學(xué)以致用】學(xué)完了本節(jié)課的內(nèi)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(zhuǎn)化小題單【課堂小結(jié)】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(jié)構(gòu)上，與光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體的_______________________結(jié)構(gòu)上。3、光合作用總反應(yīng)式：____________________________________。其中氧氣中的“O”全部來自于_______。4、比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)場所條件物質(zhì)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(yīng)為暗反應(yīng)準(zhǔn)備了和；2、暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充消耗掉的和?！菊n堂訓(xùn)練】1.如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述，正確的是（）圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的①或③B．與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)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(kuò)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(fù)葉。當(dāng)葉片進(jìn)行光合作用時(shí)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供的物質(zhì)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(gè)實(shí)驗(yàn)測定藻類植物是否完成光反應(yīng),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(zhì)，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__________,