光合作用与能量转化（第二课时）（解析版）.docx

第二课时光合作用的原理和应用

【学习目标】

1.通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，构建光合作用的概念模型

2.通过构建光合作用模型，能从物质与能量观的视角，阐明光合作用过程中物质变化与能量变化的过程，说明光合作用的原理

3.通过对光反应与暗反应过程的比较归纳，厘清光反应与暗反应的区别与联系，说明光合作用的意义

自主学习

一、光合作用的原理

1.光合作用的概念

（1）光合作用是指绿色植物通过，利用光能，把和转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。

（2）化学反应式：。

二、探索光合作用原理的部分实验

科学家

实验过程或依据

实验结论

19世纪末

科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的________和________被分开，________被释放，______与________结合成甲醛，然后甲醛缩合成糖

甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成________

1937年英

植物学

家希尔

在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出________

离体叶绿体在适当条件下发生______的光解、产生______的化学反应称作希尔反应。说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应

1941年美

科学家鲁

宾和卡门

光合作用释放的O2全部来自________

1954年美

科学家

阿尔农

在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现这一过程总是与水的光解相伴随

光照下叶绿体中发生的水的光解过程伴随________的产生

20世纪

40年代

卡尔文

用14C标记CO2

探明了________中的碳在________中转化成________的途径，即________

2．光合作用的过程

(1)过程及分析[据图填空]

三、光合作用原理的应用

1．光合作用强度

(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造________。

(2)影响因素和衡量指标：

2．探究环境因素对光合作用强度的影响

实验流程：

四：化能合成作用

概念：利用体外环境的某些氧化时所释放的能量来制造。

实例：硝化细菌能利用氧化释放的化学能将合成糖类，供自身利用。

答案：一.叶绿体二氧化碳水CO2＋H2Oeq\o(――→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)＋O2

二、1．COO2CH2O糖氧气水氧气H2OATPCO2光合作用有机物中碳卡尔文循环2．(1)类囊体薄膜叶绿体基质不需要H＋＋O2NADPH2C3光能稳定化学能三、1．(1)糖类的数量(2)水分CO2温度长短与强弱质原料产物生长旺盛的绿叶小圆形叶片30片小圆形叶片内的气体逸出充满水CO2强、中、弱小圆形叶片浮起的数量

四、无机物有机物氨CO2和H2O

课堂探究

探究点一光合作用的光反应

[资料分析]材料一1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入氢受体如NADP+（悬浮液中有水，没有二氧化碳），在光照条件下可以释放出O2，生成NADPH（还原性辅酶Ⅱ）。

材料二1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的都是18O2。

材料三1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可在无CO2条件下合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。

根据材料一判断光合作用中O2的释放和CO2的利用，是可以暂时分离的吗？

希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？

材料二中鲁宾和卡门的实验能得出什么结论？

综合上述材料分析，光反应除了产生氧气，还产生了哪些物质？

【解析】（1）希尔反应中离体叶绿体在有H2O无CO2的条件下释放出O2，说明两个过程可以暂时分离。（2）希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生O2，该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。（3）鲁宾和卡门通过放射性标记实验，直接证明了光合作用释放的氧气中氧元素全部来自于H2O，并不来源于CO2。（4）分析材料发现，水的光解在产生O2的同时也提供了H+，在叶肉细胞的叶绿体