光合作用的原理和應(yīng)用第1課時(shí)導(dǎo)學(xué)案 高一上學(xué)期生物人教版必修1

.4.2光合作用的原理和應(yīng)用（課時(shí)1）閱讀教材完成以下內(nèi)容（一）光合作用概念及反應(yīng)式（教材P102）1.光合作用的概念光合作用是指綠色植物通過(guò)__________，利用光能，把二氧化碳和轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的______________，并且釋放出氧氣的過(guò)程。2.光合作用的化學(xué)反應(yīng)式：____________________________________________________________________（二）光合作用的探究歷程（教材P102、104）（1）19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，_______分子中的C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子轉(zhuǎn)化成糖。（2）1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)__________轉(zhuǎn)化成糖。（3）1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)離體在含有鐵鹽（Fe3+）或其他氧化劑（可以接受電子）的體系中發(fā)生、產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)。（4）1941年，美國(guó)魯賓和卡門(mén)用____________________法證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。（5）1954年，美國(guó)阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下，在水的光解過(guò)程中，葉綠體可合成_______，這一過(guò)程伴隨著。（6）20世紀(jì)40年代，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)最終探明了______中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成______的。（三）光合作用的過(guò)程（教材P103-104）右圖為綠色植物光合作用過(guò)程圖解，據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題：1．光反應(yīng)階段：（1）A過(guò)程是____________階段，在葉綠體的___________上進(jìn)行。途中的①是，②是，③是，④是，⑤是。（2）葉綠體中光合色素吸收的光能有兩方面用途：①參考教材P103右側(cè)相關(guān)信息，完成生成H+與NADP+結(jié)合形成NADPH的反應(yīng)式：。②促使ADP與Pi反應(yīng)形成____________。以上兩個(gè)途徑將轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在活躍的。2．暗反應(yīng)階段：（1）B過(guò)程是______階段（卡爾文循環(huán)），在葉綠體的_________上進(jìn)行。（2）CO2轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)的途徑：一分子CO2在特定酶的作用下與__________結(jié)合，形成兩分子________分子，這一過(guò)程稱(chēng)作的CO2________；C3接收_________和___________釋放的能量，并且被NADPH還原轉(zhuǎn)化成為_(kāi)_____。3．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系：A過(guò)程為B過(guò)程提供的物質(zhì)是________和_________。（四）光合作用原理的應(yīng)用（教材P105）（1）光合作用強(qiáng)度的概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造_________的數(shù)量。（2）影響光合作用強(qiáng)度的因素：從光合作用反應(yīng)式分析，水、二氧化碳和_________都是影響光合作用強(qiáng)度的因素；影響葉綠體形態(tài)與結(jié)構(gòu)的因素有_________、病蟲(chóng)害等；影響酶活性的因素有_________等。按照要求完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)活動(dòng)一：根據(jù)下圖光合作用的總反應(yīng)式及以上探究光合作用的實(shí)驗(yàn)，推測(cè)葉綠體中光合作用元素的轉(zhuǎn)移?；顒?dòng)二：分析每個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟和結(jié)果，得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而全面掌握光合作用具體的物質(zhì)變化和能量變化?？茖W(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論1937年英植物學(xué)家希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有水，沒(méi)有二氧化碳)，在光照下可以釋放出________離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生________的光解、產(chǎn)生________的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)作希爾反應(yīng)。說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)1941年美科學(xué)家魯賓和卡門(mén)光合作用釋放的O2全部來(lái)自________1954年美科學(xué)家阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)一：在光照下，葉綠體可合成實(shí)驗(yàn)二：并發(fā)現(xiàn)葉綠體合成ATP的過(guò)程總是與相伴隨光照下葉綠體中發(fā)生的水的光解過(guò)程伴隨________的產(chǎn)生20世紀(jì)40年代卡爾文同位素標(biāo)記14CO2，小球藻在提供光照及14CO2的條件下進(jìn)行光合，不同時(shí)間殺死小球藻，提取小球藻內(nèi)的有機(jī)物進(jìn)行鑒定。結(jié)果先出現(xiàn)14C3，最后出現(xiàn)(14CH2O)。探明了________中的碳在________中轉(zhuǎn)化成________的途徑，即________活動(dòng)三：總結(jié)光合作用原理，比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的物質(zhì)、能量、場(chǎng)所以及它們之間的聯(lián)系，深入掌握光合作用原理。閱讀教材完成學(xué)案。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的固定：C3的還原：能量變化光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→____________中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供_________和___________；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供_________________等原料。思考：①暗反應(yīng)能否在較長(zhǎng)時(shí)間地在黑暗條件下進(jìn)行？②光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP能用于細(xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)嗎？③光合作用和呼吸作用產(chǎn)生的[H]是同一種物質(zhì)嗎？④環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方向綜合分析。示例：Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原當(dāng)外界條件突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：條件CO2供應(yīng)不變，光照由強(qiáng)到弱CO2供應(yīng)不變，光照由弱到強(qiáng)光照不變，CO2供應(yīng)由充足到不足光照不變，CO2供應(yīng)由不足到充足C3含量C5含量NADPH、ATP含量三、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響四、光合作用和化能合成作用的比較1．概念：利用體外環(huán)境中的某些____________時(shí)所釋放的能量來(lái)制造________的合成作用。能進(jìn)行化能合成作用的生物有__________、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類(lèi)的細(xì)菌。項(xiàng)目光合作用化能合成作用不同點(diǎn)生物類(lèi)型綠色植物和光合細(xì)菌硝化細(xì)菌等能量來(lái)源光能體外物質(zhì)氧化時(shí)釋放的化學(xué)能相同點(diǎn)代謝類(lèi)型自養(yǎng)需氧型物質(zhì)變化將無(wú)機(jī)物(CO2和H2O等)轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存能量的有機(jī)物5.4.2光合作用的原理和應(yīng)用（課時(shí)1）參考答案一、（一）1.葉綠體水有機(jī)物2.（二）（1）CO2（2）光合作用（3）葉綠體水的光解（4）同位素示蹤（5）ATP水的光解（6）CO2含碳有機(jī)物中的碳（三）1.（1）光反應(yīng)類(lèi)囊體薄膜①氧氣②[H]③ATP④CO2⑤（CH2O）（2）H++NADP++2e-→NADPHATP光能ATP和NADPH中化學(xué)能2.（1）暗反應(yīng)基質(zhì)（2）C5C3固定ATPNADPHNADP+3.ATPNADPH（四）（1）糖類(lèi)（2）動(dòng)力─光能無(wú)極營(yíng)養(yǎng)溫度二、活動(dòng)一活動(dòng)二O2水氧氣水ATP水的光解ATPCO2暗反應(yīng)有機(jī)物中的碳卡爾文循環(huán)活動(dòng)三場(chǎng)所：葉綠體類(lèi)囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中光能、酶條件：光照、色素、酶不需要光照；需要暗反應(yīng)相關(guān)的酶光能、酶酶水的光解：2H2O4H＋＋O2+2e-酶酶ATP合成：ADP+Pi+能量ATP酶酶NADP++H++2e-NADPH酶酶CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：2C3(CH2O)+C5有機(jī)物ATPNADPHCO2思考①不能②只能用于暗反應(yīng)合成有機(jī)物③呼吸作用中的[H]是NADH,而光合作用中的[H]是NADPH。④變多變少變少變多變少變多變多變少變少變多變多變少三、eq\o\ac(□,15)生長(zhǎng)旺