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(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)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(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)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(guò)程的發(fā)現(xiàn)3、簡(jiǎn)述光合作用的過(guò)程和意義三、【評(píng)價(jià)任務(wù)】通過(guò)學(xué)生對(duì)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(guò)學(xué)生活動(dòng)構(gòu)建光合作用模型，完突破目標(biāo)2通過(guò)課堂小結(jié)及課后習(xí)題，評(píng)價(jià)學(xué)生掌握情況【教學(xué)過(guò)程】情境導(dǎo)入最近王老師對(duì)養(yǎng)花比較感興趣，想買(mǎi)一盆盆栽，又不知道選哪一個(gè)好，想請(qǐng)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(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成存儲(chǔ)著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)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(lái)源氧氣中氧元素來(lái)源的假設(shè)：①②③學(xué)生活動(dòng)：閱讀資料，思考并回答下面的問(wèn)題，重走科學(xué)之路?！举Y料一】：1937年，英國(guó)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(méi)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(xiě)出該反應(yīng)式并配平：討論1：希爾反應(yīng)是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的O2中的O全部都來(lái)自H2O？為什么？討論2：希爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明水的光解與糖類(lèi)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)?！举Y料二】：1941年，美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)用同位素示蹤法研究了光合作用中O2的來(lái)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(mén)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(shū)上P103。討論4：嘗試寫(xiě)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(shuō)明了什么？【資料五】：1954年，美國(guó)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(huì)有ATP的產(chǎn)生。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)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(xiě)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(lèi)等有機(jī)物。20世紀(jì)40年代，美國(guó)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(cè)產(chǎn)物，檢測(cè)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(cè)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(guò)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(lèi)物質(zhì)。思考：糖類(lèi)合成的場(chǎng)所是？糖類(lèi)合成需要什么？學(xué)生活動(dòng)：構(gòu)建模型并描述光合作用過(guò)程。可參考教材P103、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(lèi)胡蘿卜素主要吸收__________________光，光合色素對(duì)_______________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(lái)自于_______。4、比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)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(chǎng)所是④，分解場(chǎng)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(cè)定藻類(lèi)植物是否完成光反應(yīng),最好是檢測(cè)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(guò)程圖解，A—J表示物質(zhì)，H、I表示生理過(guò)程請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：①圖中A是______,B是_______,它來(lái)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(lái)自______。④圖中G__________,