第五节 光合作用
中学学科网 一、教学目标：
1、辨别自养、异养两类生物。
2、说出光合作用的概念、反应式、阶段、场所、产物，认同同化作用与异化作用、光合作用与呼吸作用、能量代谢和物质代谢之间是辨证的对立统一关系。 3、说出色素的种类、颜色和吸收光谱。 4、概述光反应的过程及光系统的作用。 5、概述碳反应的过程。
6、区别叶绿素与类胡萝卜素的吸收光谱图。 7、分析外界因素对光合速率的影响。 8、 比较细胞呼吸和光合作用的异同。 二、重点难点
1．教学重点： 光反应的过程及光系统的作用；碳反应的过程 三、教学方法：讨论 探究实验 四、教学准备：多媒体课件 五、教学过程 教学教师活动 学生活动 教学意图 流程 引入【创设情景】俗话说：“万物生长靠太阳”，为什 提高学生查找新课 么这么说呢？我们来看一组数据： 资料的能力。 ①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨 课堂的引入是 有机物； 由学生自己完成第五②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为 的，教师仅起到节 7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门 组织者和引导者光合作峡水电站所发出的电力。 的作用，体现学用 学生思考、回生在学习中的主 【提问】太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内答： 体地位，激发学 的？ 光合作用 生的学习兴趣。 【提问】光合作用的含义？ 一、光 绿色植物通过 合作用 叶绿体，利用光 的含义 能，把CO2和 H2O合成储存能 量的有机物，并 【提问】绿色植物是样获得各种营养物质的？ 且释放出氧气的 过程。 【提问】人和动物是怎样获得各种营养物质的？ 自身合成的， 绿色植物是自 养生物 质膜 的取材 人和动物、营 培养学生动手 腐生或寄生生活能力和协作学习 的真菌、大多数的态度。 种类的细菌都是 【提问】光合作用是如何被发现的？ 依靠摄取外界环 1、17世纪比利时 海尔蒙特柳苗栽培实验 境中的有机物获 网Z#X#X#K]
质膜的成分和结构的探究 细胞壁的成分和作用 结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。 2、1771年，英，普里斯特利的实验 结论：植物可以更新空气。 3、1779年，荷，英根豪斯的实验 结论1：只有在光下植物才能更新空气。 结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。 4、1864年，德，萨克斯的实验 结论：绿色叶片在光合作用下产生了淀粉。 5、1880年，美，恩吉尔曼的实验 结论：氧是叶绿体所释放的,叶绿体是绿色植物光合作用的场所 6、20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验 结论:光合作用释放的氧全部来自水 【提问】光合作用发生的场所 【提问】色素的种类和主要吸收的可见光区域？ 【提问】光合作用的过程？ 【概述】光反应和碳反应相互联系。 【提问】光反应和碳反应的条件、产物和反应物分别是什么？ 【概述】光反应过程由光系统Ⅱ和光系统Ⅰ组成。 【概述】光系统Ⅱ：水的光解；ATP的合成； 光系统Ⅰ：NADPH的合成 场所：类囊体膜上 碳反应：NADPH的合成 得各种营养物质。 异养生物 学生回答： 通过观察实验过程，思考、讨论。 叶绿体 叶绿体内有色素，可吸收光能。 色素分叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素分叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素分胡萝卜素和叶黄素。 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 分光反应和碳反应。 光反应：需要水与光,产物是O2、ATP、NADPH 碳反应：需要CO2 、 ATP、NADPH ，产物是糖 及时纠正错误，加深印象。 步步设疑，层层深入，启发学生带着问题去思考、去观察。
光系统Ⅱ光能水分解供电子叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体叶绿素中低能电子激发并呈高能状态，色素缺失电子ADP+Pi获能ATP失能电子进入光系统Ⅰ 光系统Ⅰ光能叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体光系统Ⅱ提供电子叶绿素中低能电子被激发并呈高能状态，色素缺失电子NADP+与H+接受2个高能电子生成NADPH 【小结】 光反应发生的变化 （1）水在光下裂解为H＋、O2和电子 （2）光能被吸收并转化为ATP中的化学能 （3）水中的氢（ H＋＋e－ ）在光下将 NADP＋还原为NADPH 【提问】碳反应的过程？ 【提问】光反应和暗反应的比较？ 学生通过看书，讲述光系统Ⅱ和光系统Ⅰ发生的主要物质变化和能量变化。 CO2+核酮糖二磷酸
光反应碳反应 进行叶绿体基粒囊状结构叶绿体基质部位 CO2 、ATP 、NADPH和酶条件光、水、色素和酶 光酶2C3物质水的光解H2O 2[H]+1/2O2CO2的固定CO2+C5真正光合速率：是指植物在光下变化合成ATP ADP+Pi酶ATP三碳的还原2C3 酶三碳糖光能ATP NADPH实际把二氧化碳转化成有机物的 能量光能转换成ATP中活跃的ATP中活跃的化学能变成有变化化学能机物中稳定的化学能量，即在单位时间、叶面积从外光反应为暗反应提供NADPH和ATP界吸收和自身呼联系吸释放二氧化碳暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料的量。 表观光合速率：【提问】什么是光合速率？ 不算呼吸作用放或称光合强度，是指一定量的植物(如一定的叶面积)出的二氧化碳在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、量，只算从外界消耗多少二氧化碳）。 吸收的二氧化碳影响因素：光强度、温度、空气中的二氧化碳浓度 量，即是在光下 测定的二氧化碳1. 温度：主要是影响酶的活性 的吸收量。 2.CO2浓度 d c b e a 光反应和碳反应的比较 a—b: CO2太低，农作物消耗光合产物； b—c: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； c—d: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； d—e: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。 3.矿质营养 N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分 4.水 水作为反应物能影响光合作用，但作为原料的 水仅占到了植物吸收水的1%~5%。绝大部分 的水以蒸腾作用散失掉。当蒸腾作用过强而使 水分缺乏时，可以使叶片上的气孔关闭，从而 影响CO2的进入，降低光合作用 5.光照强度 [ 释放O2吸↑收CO20释c放CO2a光补偿点fd阳生植物阴生植物吸收O2b光饱和点光照强度→光补偿点、光饱和点：阳生植物>阴生植物二氧化碳浓度：二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，随着二氧化碳含量的提高，光合作用增强；当二氧化碳含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强。 温度：光合作用有一个最适温度，一般温带植物的最适温度常在25℃左右 真正光合速率= 表观光合速率+呼吸速率 光合作用实际产O2量＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量 光合作用C6H12O6净生产量＝光合作用实际C6H12O6生产量－ 呼吸作用C6H12O6消耗量 【练习】 七、板书：
第三章 细胞的代谢 第五节 光合作用 一、光合作用的发现 二、光合作用的过程
三、影响光合速率的因素：光强度、温度、二氧化碳浓度、矿质元素、水
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