《光合作用的原理和應(yīng)用》學(xué)案

1、(4)物質(zhì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物:NAD PH ATP Q。水在光下裂解為、02和電子。物質(zhì)轉(zhuǎn)變水中的氫在光下將 NADP還原為NAD PH第4節(jié)能量之源一一光與光合作用>>>光合作用的原理和應(yīng)用根據(jù)課本內(nèi)容填空：一、光合作用的探究歷程：根據(jù)課本給出資料，完成下列空白時(shí)間人物結(jié)論1771 年普利斯特利1779 年普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣1785 年梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)了。1864 年薩克斯1880 年恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來(lái)，葉綠體是光合作用場(chǎng)所。1939 年光合作用中釋放出來(lái)的氧全部來(lái)自于參加反應(yīng)得水。20世紀(jì)

2、40年代注意：驗(yàn)證陸生植物是否進(jìn)行光合作用的方法：一般是驗(yàn)證淀粉的存在 驗(yàn)證水生植物是否進(jìn)行光合作用的方法：一般是驗(yàn)證氧氣的產(chǎn)生寫出光合作用的概念:二、光合作用的過(guò)程:光能 C02+H 20*( CH2O) +0*2葉綠體廠水的光解：H20 72 H + 1/20 2光反應(yīng)酶L 光合磷酸化： ADP+Pi+光能 ATP條件：葉綠體色素、酶、光和水。場(chǎng)所：葉綠體類囊體膜。-7 -(5)能量轉(zhuǎn)變：光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NAD PH中的化學(xué)能。(5)能量轉(zhuǎn)變：。暗反應(yīng)碳反應(yīng)CO2的固定:CO 2 + C 5 T 2C 3J C3的還原:2C3 + _酶 (CH 2O) + C5ATP(暗反應(yīng))條

3、件：多種酶、ATP NADPH場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)。產(chǎn)物：三碳糖。主要變化CO+ RuBP">2三碳分子。三碳分子+ NAD PI+ ATi三碳糖。RuB P的再生。注：>>>糖類(CH 20)中各元素和原料的對(duì)應(yīng)關(guān)系：C CO 2H H 2O>>>能量的轉(zhuǎn)移途徑：光能> ATP中活躍的化學(xué)能 >>>碳的轉(zhuǎn)移途徑：*C3 (CH 2O)CO 2O2* H 2O(CH 20)中穩(wěn)定的化學(xué)能思考：光合作用過(guò)程中進(jìn)入葉綠體的是,在葉綠體中形成的物質(zhì)有, (CH2O)中的“ O”來(lái)自從外界吸收的二氧化碳。解惑(1)色素分子吸收光能

4、不需要酶的參與，但其他光反應(yīng)和碳反應(yīng)過(guò)程都需要酶的催化。進(jìn)行光合作用的生物不一定都有葉綠體，但必須都有相關(guān)的色素和酶，如藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌。3 .填表比較光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別比較項(xiàng)目光反應(yīng)碳反應(yīng)場(chǎng)所在葉綠體類囊體膜上葉綠體基質(zhì)條件必須在光下有光、無(wú)光都可以CQ的固定：CO + RuB 2三碳分子_光水的裂解：2H2O-4+ 4e+ Q(CA物質(zhì)ATP的形成：AD卉Pi +能量一-T ATPC的還原：轉(zhuǎn)化 NAD P啲形成：NADP + 2e+1 -一C3+ ATP+ NAD P-一三碳糖磷酸NAD PHRuB P的再生：三碳糖分子一-RuBP能量轉(zhuǎn)換光能7活躍化學(xué)能，并儲(chǔ)存在ATP和NADPH中

5、ATP中活躍的化學(xué)能7有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并放出Q冋化CO形成有機(jī)物易錯(cuò)警示與光合作用過(guò)程有關(guān)的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1) 若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用甲：一直光照10分鐘；乙：光照 5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲乙(碳反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng))。(2)CO2中C進(jìn)入C3但不進(jìn)入RuBP最后進(jìn)入(CHO), RuBP中C不進(jìn)入(CfO),可用放射性同位素標(biāo)記法證明。(3) 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的 ATP只用于碳反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動(dòng)，其他生命活動(dòng)所需 ATP只能來(lái)自細(xì)胞呼吸。三、光合作用原理的應(yīng)用:1. 光合速率：又稱光合強(qiáng)度 含義：一定量的植物(如一

6、定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用。(2) 表示方法：產(chǎn)生氧氣量/單位時(shí)間或消耗二氧化碳量/單位時(shí)間。2 .影響光合速率的外界因素(1) 光強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光強(qiáng)度增加而增加;雖強(qiáng)度增加到一定數(shù)值后，光強(qiáng)度再增加光合速率也不會(huì)增加，此時(shí)的光強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)(2) 溫度：低于最適溫度，隨著溫度升高，光合速率加快；超過(guò)最適溫度，隨著溫度升高，酶的活性減弱或喪失，光合速率減慢或停止。(3) 二氧化碳濃度：一定范圍內(nèi)，空氣中二氧化碳濃度的增加會(huì)使光合速率加快?！局R(shí)拓展】1、影響光合作用的內(nèi)在因素：植物種類不同：色素、酶同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段：開花前后，新陳代謝旺盛 同一植物不

7、同部位的葉片：老葉、嫩葉同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期：開始階段，隨著葉齡增加，葉面積增加，光合作用增加；當(dāng)葉齡達(dá)到一定階段(葉成 熟時(shí))，葉面積達(dá)到最大，光合速率達(dá)到最大；隨后光合速率開始下降。因素對(duì)光合作用的影響在生產(chǎn)上的應(yīng)用1 .光照強(qiáng)度：光合作用隨光照強(qiáng)度的變化而變化， 光照弱時(shí)減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨之加快，但光照增強(qiáng)到一定程度， 光合作用速度不再增 加 (光飽和現(xiàn)象)2 .光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)，單色光中紅光作用 最快，藍(lán)紫光次 之，綠光最差3 .日變化，光合速率在一天中有變化，一般與太陽(yáng)輻射進(jìn)程相符合(炎熱夏天的中午例外，原因 是)1 .適當(dāng)提高光

8、照強(qiáng)度2 .延長(zhǎng)光合作用時(shí)間3 .增加光合作用面積一一合理密植 4 .對(duì)溫 室大棚用無(wú)色透明玻璃5.若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光吸收其它波長(zhǎng)的光，光合 能力較白光弱，但較其它單色光強(qiáng)溫度光合作用的暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過(guò)高，影響葉片氣 孔開放，影響C02供應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影 響光合速率1 .適時(shí)播種2.溫至栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提咼溫度，晚 上適當(dāng)降底溫度3 植物“午休”現(xiàn)象的原因之一二氧化碳濃度二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳 濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨C02濃度增加，但到達(dá)一

9、定程度 時(shí)再增加C02濃度，光合速率不再增加溫室栽培植物時(shí)，適當(dāng)提高室內(nèi) C02的濃度， 如釋放一定量的干冰或多施有機(jī)肥，使植物 吸收C02增多大田中，要注意通風(fēng)透氣水水分是光合作用原料之一，又是各種化學(xué)反應(yīng)的介 質(zhì)，缺少時(shí)光合速率下降合理灌溉但是能夠利用體外環(huán)境中的某些 這些細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。如：HN02氧化成HNOs。硝化細(xì)菌能利用這四、化能合成作用C02和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。概念：自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用, 無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物，這種合成作用，叫做化能合成作用, 硝化細(xì)菌，不能利用光能，但能將土壤中

10、的 NH3氧化成HN02，進(jìn)而將 兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出來(lái)的化學(xué)能，將2、類囊體的薄膜上、葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中、吸收光能把C02和H20轉(zhuǎn)變成有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成化能合成作用與光合作用有和不同?過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所基粒(類囊結(jié)構(gòu)薄膜)基質(zhì)條件光、色素、酶ATP、H 、多種酶等物質(zhì)變化 水光解成H 和02 ADP+Pi+ 光能7 ATP(1) C02的固定：(2) C3的還原：能量變化光能光能7活躍化學(xué)能 ATP活躍化學(xué)能7穩(wěn)定化學(xué)能C6H1206聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H L在暗反應(yīng)階段用于還原 C3:能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP,在暗反應(yīng)階段中將其儲(chǔ)存的化學(xué)能釋放岀來(lái)，幫助C3形成糖類

11、，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中的化學(xué)能。 或者(光反應(yīng)為暗反映提供 ATP和NADH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充 ADP和NADP+)1、光反應(yīng)、暗反應(yīng)、是否需要光能3、暗反應(yīng)、光反應(yīng)、光反應(yīng)4、最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝有機(jī)物中的化學(xué)能5、習(xí)題鞏固第一課時(shí)1、光合作用可分為光<2、光反應(yīng)的場(chǎng)所是 囊狀結(jié)構(gòu)薄膜，葉綠體中色素功能是光反應(yīng)和 暗反應(yīng)兩個(gè)階段，其依據(jù)是是否需，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是_葉綠體基質(zhì)吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能3、光合作用中，糖類是在 _暗反應(yīng) _反應(yīng) 階段形成的。4、 光合作用的實(shí)質(zhì)：是最基本的 物質(zhì)代謝和能量代謝 ；把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物 ；能量上 _把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 。14C

12、的CO來(lái)追蹤光合作用中的 C原子，這種C原子的轉(zhuǎn)移途徑是( 葉綠體 葉綠素 乙醇 三碳化合物需消耗 ATP的是(階段形成的， O2 是在光反應(yīng)階段形成的，ATP是在 _光物質(zhì)上5、某科學(xué)家用含有CO2A、ATPCO2CO2CO2B 、C 、D、6、在光合作用中，ATP糖類糖類)A、三碳化合物的還原C、水在光下分解7、光合作用過(guò)程中，A、 H 和 ATPC、C2 和 ATPB 、 CO2 的固定D 、葉綠素吸收光能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是(BD、 H 和 O2 、 H 和 H2O8、綠色植物在暗處不能放出氧氣是因?yàn)?A.B.CO的固定受阻 三碳化合物的還原需要光 水的分解不能進(jìn)行 五碳化合物的

13、再生困難CD9、光合作用過(guò)程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分別來(lái)自(AB呼吸作用產(chǎn)生的 ATP和光能 都是呼吸作用產(chǎn)生的 光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的 都是光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPATPATP將黑藻放入含有18o的水中，過(guò)一段時(shí)間后，分析B 、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)CD10、在光照充足的環(huán)境里，A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn)D在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn)第二課時(shí)1、水稻在適宜的情況下生長(zhǎng)，如改變下列哪一項(xiàng)會(huì)使產(chǎn)量增加A. 氧的含量B. CO的含量C. 氮的含量D. 水蒸氣的含量2、有些植物在春天開花時(shí)，葉子尚沒(méi)有上長(zhǎng)出來(lái)，開花時(shí)期植物需要能量主要來(lái)自A. 春天

14、植物從土壤中吸收的礦質(zhì)元素B. 春天植物從土壤中吸收的有機(jī)肥料C. 花瓣的光合作用D. 上一年貯存在植物體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)3、齊民要術(shù)中，要求栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”A 確保通風(fēng)透光，從而有利于提高光合作用的效率B .通風(fēng)透光，可以增強(qiáng)農(nóng)作物的呼吸作用C .可以增強(qiáng)農(nóng)作物的抗性D. 增強(qiáng)農(nóng)作物的蒸騰作用4、光合作用過(guò)程中，能量流動(dòng)的大致途徑是(A. 光色素(CH2O)B. 光色素 ADP (CH，原理是(18O放射性標(biāo)記,最先(2O)- 9 -C. 光 ATPD. 光 ADP(CHATP2O) (CH2O)-15 -第 4 節(jié) 能量之源光與光合作用>>>光合作用的原理和應(yīng)用

15、根據(jù)課本內(nèi)容填空： 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)1. 了解光合作用的探究歷程2. 理解光合作用的過(guò)程和原理3了解光合作用原理的應(yīng)用能力目標(biāo)：通過(guò)回顧光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)的能力。 情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：通過(guò)對(duì)光合作用實(shí)驗(yàn)的分析、討論，使學(xué)生感受到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難，體驗(yàn)科學(xué)工作的方法和過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn) 的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣和信心。教學(xué)重點(diǎn)1. 光合作用的過(guò)程和原理2. 影響光合作用的外界因素教學(xué)難點(diǎn)光合作用的過(guò)程和原理課時(shí)：2教學(xué)過(guò)程：【導(dǎo)入】今天天氣很好，陽(yáng)光明媚，同學(xué)們想一想這樣的天氣對(duì)植物有什么益處？（利于

16、植物進(jìn)行光合作用）問(wèn)：根據(jù)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們回顧一下進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是哪里？吸收光能的物質(zhì)是什么？（場(chǎng)所是葉綠體，吸收光能的物質(zhì)是色素。）問(wèn)：光合作用的反應(yīng)式怎樣寫？其實(shí)人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探索歷程，許多科學(xué)家進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)才逐步認(rèn)識(shí)了光合作用的原 理，這節(jié)課我們繼續(xù)學(xué)習(xí)光合作用的第二部分：光合作用的原理和應(yīng)用。首先我們先來(lái)重溫科學(xué)家對(duì)光合作用的探究歷程。（3） 光合作用的探究歷程：根據(jù)課本給出資料，完成下列空白時(shí)間人物結(jié)論1771 年普利斯特利1779 年普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣1785 年梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)化為化

17、學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)了。1864 年薩克斯1880 年恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來(lái)，葉綠體是光合作用場(chǎng)所。1939 年光合作用中釋放出來(lái)的氧全部來(lái)自于參加反應(yīng)得水。20世紀(jì)40年代（4）光合作用的過(guò)程:光能 C02+H 20*（ CH2O）+0*2葉綠體光反應(yīng)暗反應(yīng)嚴(yán)水的光解：HQ 72 H + 1/20 2J光合磷酸化：ADP+Pi+光能 酶 .ATPCO2的固定:CO 2 + C 5 T 2C 3C02 的還原：2C3 + H 酶 /ch 2O) + C5ATP注：1、糖類(CH 2O)中各元素和原料的對(duì)應(yīng)關(guān)系:C C0 2H一2、能量的轉(zhuǎn)移途徑：光能 ATP中活躍的化學(xué)能3、碳的轉(zhuǎn)移途徑：C0 2

18、 C302 H 2O(CH 20)中穩(wěn)定的化學(xué)能過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系> (CH 20)三、光合作用原理的應(yīng)用： 影響光合作用的外界因素：空氣中的二氧化碳濃度土壤中水分光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱、光的成分溫度的高低1)2)3)4)四、化能合成作用：能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用。小結(jié):一、光合作用二、化能合成4原理的應(yīng)用1、光反應(yīng)、暗反應(yīng)、是否需要光能3、暗反應(yīng)、光反應(yīng)、光反應(yīng)4、有機(jī)物中的化學(xué)能2、類囊體的薄膜上、葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中、吸收光能最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝把CO2和H2O轉(zhuǎn)變成有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所基

19、粒（類囊結(jié)構(gòu)薄膜）基質(zhì)條件光、色素、酶ATP、 H 、多種酶等物質(zhì)變化 水光解成H 和O2 ADP+Pi+ 光能7 ATP（5）CO2的固定：（6）C3的還原：能量變化光能光能7活躍化學(xué)能 ATP活躍化學(xué)能7穩(wěn)定化學(xué)能C6H12O6聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H :,在暗反應(yīng)階段用于還原 C3;能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP,在暗反應(yīng)階段中將其儲(chǔ)存的化學(xué)能釋放出來(lái)，幫助C3形成糖類，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中的化學(xué)能。 或者（光反應(yīng)為暗反映提供 ATP和NADH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充 ADP和NADP+）5、習(xí)題鞏固第一課時(shí)1、光合作用可分為光<2、光反應(yīng)的場(chǎng)所是 囊狀結(jié)構(gòu)薄

20、膜 ，葉綠體中色素功能是3、 光合作用中，糖類是在 暗反應(yīng) 階段形成的，O2是在反應(yīng)階段形成的。4、 光合作用的實(shí)質(zhì)：是最基本的 物質(zhì)代謝和能量代謝 .把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物；能量上_把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能O14C的CO來(lái)追蹤光合作用中的 C原子，這種C原子的轉(zhuǎn)移途徑是（ 葉綠體 葉綠素 乙醇 三碳化合物 需消耗 ATP的是（B、CQ的固定D、葉綠素吸收光能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（BD8、綠色植物在暗處不能放出氧氣是因?yàn)椋ˋ.B.C.D.9、光合作用過(guò)程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分別來(lái)自（光反應(yīng)和 暗反應(yīng)兩個(gè)階段，其依據(jù)是是否需物質(zhì)上5、某科學(xué)家用含有CQCQCOCQATP_, 暗反應(yīng)的場(chǎng)所是_