光合作用的原理

1、1 光合作用的原理光合作用的原理 （第（第1課時）課時）23由此可見：對絕大多數生物來說，活細由此可見：對絕大多數生物來說，活細胞所需能量的最終源頭來自太陽的光能。胞所需能量的最終源頭來自太陽的光能。 太陽的光能通過什么太陽的光能通過什么途徑進入植物體內呢？途徑進入植物體內呢？41光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程 2光合作用的過程光合作用的過程學習目標：學習目標：5元貝駕考 http:/ 元貝駕考2016科目一 科目四金手指考試 http:/ 金手指駕駛員考試61、人類是怎樣認識到光合作用原理的？、人類是怎樣認識到光合作用原理的？2、什么是光反應階段？什么是暗反應階、什么是光反應階段？什么

2、是暗反應階段？段？3、光反應階段與暗反應階段區(qū)別和聯(lián)系、光反應階段與暗反應階段區(qū)別和聯(lián)系?本節(jié)聚焦本節(jié)聚焦7葉片中的葉肉細胞葉片中的葉肉細胞綠葉綠葉 葉肉細胞葉肉細胞亞顯微結構模式圖亞顯微結構模式圖 葉綠體亞顯微葉綠體亞顯微 結構模式圖結構模式圖81.下列標號各代表：下列標號各代表： 2.在在上分布有光合作用所需的上分布有光合作用所需的 和和 ，在，在中也分布有光中也分布有光合作用所需的合作用所需的 。 基質基質酶酶 外膜外膜內膜內膜類囊體膜類囊體膜基?；Ｉ厣孛该?葉綠體亞顯微葉綠體亞顯微 結構模式圖結構模式圖.9色素色素葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素葉綠素葉綠素主要吸收主要吸收紅光紅

3、光和和藍紫光藍紫光吸收太陽光吸收太陽光中的可見光中的可見光類胡蘿卜素類胡蘿卜素主要主要吸收吸收藍紫光藍紫光葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素（藍綠色）（藍綠色）（黃綠色）（黃綠色）（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）3、葉綠體中色素的種類和作用、葉綠體中色素的種類和作用10光合光合作用作用H20C0202糖類糖類(CH20)等有機物等有機物是能源是能源物質物質光光葉葉綠綠體體11水水二氧化碳二氧化碳有機物有機物氧氣氧氣能量能量葉綠體葉綠體光合作用的概念：光合作用的概念：觀察下圖，給出光合作用的概念觀察下圖，給出光合作用的概念12什么是光合作用？什么是光合作用？光合

4、作用是指綠色植物通過光合作用是指綠色植物通過葉葉綠體綠體，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和水和水轉化成儲存著能量的轉化成儲存著能量的有機有機物物，并且釋放出，并且釋放出氧氣氧氣的過程。的過程。 場所場所條件條件產物產物原料原料13人們得出這一認識經歷了漫長的探索歷程，人們得出這一認識經歷了漫長的探索歷程，科學家們用了科學家們用了200多年的時間，經過無數多年的時間，經過無數次的實驗才對光合作用有了一個比較清楚次的實驗才對光合作用有了一個比較清楚的認識。現在我們就沿著科學家們探尋的的認識?，F在我們就沿著科學家們探尋的足跡，去體驗他們認識問題的思維過程和足跡，去體驗他們認識問題的思維過

5、程和科學探索的樂趣?？茖W探索的樂趣。14（一）光合作用的探究歷程：（一）光合作用的探究歷程：1、普利斯特利實驗、普利斯特利實驗2、英格豪斯實驗、英格豪斯實驗3、梅耶觀點、梅耶觀點4、薩克斯實驗、薩克斯實驗5、恩格爾曼實驗、恩格爾曼實驗6、魯賓和卡門實驗、魯賓和卡門實驗7、卡爾文實驗、卡爾文實驗自主探究自主探究15植物為什么會生長？植物為什么會生長？18世紀中期前人們世紀中期前人們一直一直認為是由于根認為是由于根吸收土壤中的養(yǎng)分。吸收土壤中的養(yǎng)分。1617711771年普利斯特利的實驗年普利斯特利的實驗17一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片在暗處放置幾小的葉片1864186

6、4年薩克斯的實驗年薩克斯的實驗暗處理暗處理光照光照酒精酒精脫色脫色碘蒸汽處理碘蒸汽處理181880年年 恩格爾曼的實驗恩格爾曼的實驗隔絕空氣隔絕空氣黑暗，用極細光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水綿和好氧水綿和好氧細菌的裝片細菌的裝片結果：結果：19 返回返回1939年魯賓和卡門的實驗20光合作用產生的有機光合作用產生的有機物又是怎樣合成的呢？物又是怎樣合成的呢？2020世紀世紀4040年代，美國科年代，美國科學家卡爾文利用放射性學家卡爾文利用放射性同位素同位素1414C C標記的標記的1414COCO2 2做做實驗研究這一問題。最實驗研究這一問題。最終探明終探明COCO2 2中的碳在光合中

7、的碳在光合作用中轉化成有機物中作用中轉化成有機物中的碳的途徑，這一途徑的碳的途徑，這一途徑稱為稱為卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)。19611961年諾貝年諾貝爾化學獎得主爾化學獎得主211、普利斯特利實驗結論是什么普利斯特利實驗結論是什么?為什么他的實驗有時成為什么他的實驗有時成功，有時失敗，試想一下可能的原因是什么？功，有時失敗，試想一下可能的原因是什么？2、英格豪斯實驗結論是什么英格豪斯實驗結論是什么?英格豪斯的實驗設計與前英格豪斯的實驗設計與前人相比人相比,改進在什么地方改進在什么地方?3、梅耶結論是什么梅耶結論是什么?依據是什么依據是什么? 4、薩克斯的實驗結論是什么？為什么對天竺葵先進行一薩克

8、斯的實驗結論是什么？為什么對天竺葵先進行一晝夜的暗處理？此實驗是否采取了對照實驗？如果是其晝夜的暗處理？此實驗是否采取了對照實驗？如果是其 對照組和實驗組分別是什么對照組和實驗組分別是什么?在用碘蒸氣鑒定之前在用碘蒸氣鑒定之前,提醒提醒同學們別忘了對葉片進行脫色同學們別忘了對葉片進行脫色? 5、恩格爾曼實驗結論是什么恩格爾曼實驗結論是什么? 6、魯賓和卡門實驗結論是什么魯賓和卡門實驗結論是什么?采用了什么方法實驗采用了什么方法實驗?共同探究共同探究228、自主探究：請設計實驗探究光合作用、自主探究：請設計實驗探究光合作用的過程中需要二氧化碳。的過程中需要二氧化碳。7、人類對光合作用的探究歷程來

9、看，生物、人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理學和化學有什么聯(lián)系？與技學的發(fā)展與物理學和化學有什么聯(lián)系？與技術手段的進步有什么關系？試舉例說明。術手段的進步有什么關系？試舉例說明。23科學探究的一般過程科學探究的一般過程提出問題提出問題作出假設作出假設設計實驗設計實驗進行實驗進行實驗分析結果分析結果表達與交流表達與交流（光合作用需要二氧化碳嗎？）（光合作用需要二氧化碳嗎？）（光合作用需要二氧化碳）（光合作用需要二氧化碳）（設計方案、預期結果（設計方案、預期結果）（按預定方案進行實驗）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論（分析實驗結果，得出結論）（總結，寫實驗報告并適當交流

10、）（總結，寫實驗報告并適當交流）24分析：分析：A A 裝置內存在裝置內存在COCO2 2B B 裝置中不存在裝置中不存在COCO2 2探究光合作用需要探究光合作用需要COCO2 2實驗裝置實驗裝置251、光合作用的反應式、光合作用的反應式CO2 + H2O* （CH2O）+O2*光能光能葉綠體葉綠體二、光合作用的基本過程二、光合作用的基本過程262、光合作用過程2728H2O類囊體膜類囊體膜酶酶Pi ADPATP光、色素、酶光、色素、酶葉綠體內的類囊體膜上葉綠體內的類囊體膜上水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：1.光反應階段光反應階段條件條件 ：場所：場所：物質變化：物質變化：能量變化

11、：能量變化：光能光能轉變?yōu)榛钴S的轉變?yōu)榛钴S的化學能化學能貯存在貯存在ATP中中HADPPi 能量能量 酶酶ATPH2O H + O2光能光能（還原劑）（還原劑）色素、酶色素、酶29CO2糖類糖類 五碳化合物五碳化合物 C5 蛋白質蛋白質脂質脂質三碳化合物三碳化合物 2C3 基質基質多種酶多種酶H2O類囊體膜類囊體膜酶酶Pi ADPATPH302.暗反應階段暗反應階段CO2C5 2C3酶酶C3的還原：的還原：條件：條件：場所：場所：物質變化：物質變化：能量變化：能量變化：葉綠體的基質中葉綠體的基質中CO2的固定：的固定：脂質脂質ATP ATP中活躍的化學能轉變?yōu)樘穷惖扔袡C物中中活躍的化學能轉變?yōu)?/p>

12、糖類等有機物中穩(wěn)定的化學能穩(wěn)定的化學能多種酶多種酶ATPH 、ADP+Pi2C3 (CH2O)+H2O酶酶CO2 五碳化合物五碳化合物 C5 蛋白質蛋白質三碳化合物三碳化合物 2C3 基質基質多種酶多種酶H糖糖31比較項目比較項目光反應光反應暗反應暗反應區(qū)區(qū)別別場所條件反應時間短促、以毫微秒計較緩慢（有機物的合成量取決于暗反應時間長短）反應產物與光的關系與溫度的關系物質變化能量變化聯(lián)系聯(lián)系光合作用的實光合作用的實質質葉綠體類囊體結構薄膜上葉綠體類囊體結構薄膜上葉綠體液態(tài)基質中葉綠體液態(tài)基質中光、葉綠體色素、酶光、葉綠體色素、酶許多酶，不受光限制許多酶，不受光限制O O2 2、NADPHNADP

13、H、ATPATP(CH2O)、H H2 2O O、ADPADP、PiPi、C C5 5需光需光不需光，但有光照樣能進行不需光，但有光照樣能進行與溫度無直接關系與溫度無直接關系與溫度關系密切與溫度關系密切1 1、水的光解、水的光解2 2、ATPATP的合成的合成1 1、C OC O2 2的固定的固定2 2、 C C3 3的還原的還原ATPATP中活躍的化學能轉化為有機物中穩(wěn)定化學中活躍的化學能轉化為有機物中穩(wěn)定化學能能光反應為暗反應提供光反應為暗反應提供HH和和ATPATP，暗反應為光反應提供，暗反應為光反應提供ADPADP和和PiPi，二者相互影響，二者相互影響把把CO2和和H2O轉變成有機物

14、并放出氧氣光能轉變?yōu)榛瘜W能轉變成有機物并放出氧氣光能轉變?yōu)榛瘜W能光能光能 活躍化學能活躍化學能32 請分析光下的植物突然停止光照后，其體請分析光下的植物突然停止光照后，其體內的內的C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何變化？化合物的含量如何變化？停止停止光照光照光反應光反應停止停止請分析光下的植物突然停止請分析光下的植物突然停止CO2的供的供應后，其體內的應后，其體內的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何變化？的含量如何變化？H ATP還原還原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 能力提升能力提升 （CH2O）CO2C52C3H酶酶固定固定還還原原供氫供氫供能供能

15、ATP33下下 圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：圖中圖中B是是， 它來自于它來自于的分解。的分解。圖中圖中C是是，它被傳遞到葉綠體的，它被傳遞到葉綠體的 部位，用于部位，用于 。圖中圖中D是是，在葉綠體中合成，在葉綠體中合成D所需的能量來自所需的能量來自 圖中的圖中的H表示表示， H為為I提供提供光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基質基質C3的還原的還原ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反應光反應H和和ATP一展身手一展身手34CO2 + H2O* （CH2O）+ O2*光能光能葉綠體葉綠體產物中氧原子、碳原子和氫原子的

16、來源？產物中氧原子、碳原子和氫原子的來源？6CO2 + 12H2O* C6H12O6 +6 H2O + 6O2*光能光能葉綠體葉綠體（1）（2）光合作用完整反應式光合作用完整反應式(計算式計算式)及元素來龍去脈及元素來龍去脈積極思維積極思維35下圖是小球藻進行光合作用示意圖，圖下圖是小球藻進行光合作用示意圖，圖中物質中物質A A與物質與物質B B的分子量之比是（的分子量之比是（ ）BC18O2AH2OCO2H218O光照射光照射下的小下的小球藻球藻 A. A. ： B. B. ： C. C. ： D. D. ：36課堂小結課堂小結光合作用光合作用光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程光合作用的概

17、念光合作用的概念過程過程光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段區(qū)別與聯(lián)系371圖示德國科學家薩克斯的實驗圖示德國科學家薩克斯的實驗,在葉片照光在葉片照光24小時后小時后,經脫色、漂洗并用碘液處理，結果有經脫色、漂洗并用碘液處理，結果有錫箔覆蓋的部分呈藍色。本實驗說明錫箔覆蓋的部分呈藍色。本實驗說明（ ） 光合作用需要光合作用需要CO2 光合作用需要光光合作用需要光 光合作用需要葉綠素光合作用需要葉綠素 光合作用放出氧光合作用放出氧光合作用制造淀粉光合作用制造淀粉 A B C D C課堂反饋課堂反饋383、光合作用實質是、光合作用實質是 ( ) A把二氧化碳轉變成把二氧化碳轉變成ATP B產生

18、化學能，貯藏在產生化學能，貯藏在ATP中中 C把光能轉變成化學能，貯藏在把光能轉變成化學能，貯藏在ATP中中 D無機物轉變成有機物，光能轉變成化學能無機物轉變成有機物，光能轉變成化學能D2、光合作用過程中，產生、光合作用過程中，產生ADP和消耗和消耗ADP 的部位在葉綠體中依次為的部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜外膜 內膜內膜 基質基質 類囊體膜類囊體膜 A B C DB思考思考:葉綠體中葉綠體中ATP向哪運輸向哪運輸?ADP向哪運輸向哪運輸?39 4.4.光合作用的過程可分為光反應和暗反應光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段，下列說法正確的是（兩個階段，下列說法正確的是（ ）A.A.葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應B.B.葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行 光反應光反應C.C.葉綠體基質中可進行光反應和暗反應葉綠體基質中可進行光反應和暗反應D.D.葉綠體基質中進行暗反應葉綠體基質中進行暗反應, ,不進行光反應不進行光反應D405某科學家用含碳的同位素某科學家用含碳的同位素14C的二氧化碳的二氧化碳來追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉移，來追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉移，最可能的途徑是（最可能