第4節(jié)光合作用的原理第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2課時(shí)科學(xué)家對(duì)光合作用的探索過程。1光合作用的過程：光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段。（重難點(diǎn)）21光合作用的概念及反應(yīng)式概念：指綠色植物通過________，利用光能，把______________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出_______的過程。

反應(yīng)式：

葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

場(chǎng)所條件產(chǎn)物原料CO2+H2O(CH2O)+O2葉綠體光能光合作用釋放的氧氣是來(lái)自原料中的水還是二氧化碳呢？

產(chǎn)物資料1：1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，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H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2。2光合作用原理的探索實(shí)驗(yàn)探討一光合作用中O2產(chǎn)生的探索資料1：1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，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H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2。根據(jù)資料1，嘗試補(bǔ)充完整希爾的實(shí)驗(yàn)表達(dá)式。O24H+2H2O光照葉綠體Fe3+得電子Fe2+資料1：1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，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H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2。(1)希爾實(shí)驗(yàn)可以證明O2來(lái)自H2O，能否確定O2全部來(lái)自H2O？不能，該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。資料1：1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，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H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2。(2)希爾實(shí)驗(yàn)是否能說(shuō)明水的光解與糖類合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？能，懸浮液中無(wú)CO2，而糖類的合成需要CO2中的C元素。資料2

1941年，美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤法研究了光合作用中O2的來(lái)源，他們用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2，然后進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：對(duì)比實(shí)驗(yàn)3.結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O，不來(lái)自CO2。資料3：1954年，美國(guó)科學(xué)家阿爾農(nóng)等用游離的葉綠體做實(shí)驗(yàn)。在給葉綠體光照時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向反應(yīng)體系供給ADP、Pi時(shí)，體系中就會(huì)有ATP的產(chǎn)生。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。光照條件下，水光解的同時(shí)，ADP和Pi合成ATP。(1)根據(jù)資料3中實(shí)驗(yàn)，你可以得出什么結(jié)論？探討二光合作用中能量的轉(zhuǎn)化阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)：資料4

20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文等用小球藻作實(shí)驗(yàn)材料，利用同位素示蹤法追蹤了CO2中C的轉(zhuǎn)移路徑。①充入一定量的14CO2,光照30秒后檢測(cè)產(chǎn)物，14C分布于多種化合物中，有C3、C5、C6等化合物。

②在5秒鐘光照后，檢測(cè)到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。③在幾分之一秒光照時(shí)發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。探討三光合作用中有機(jī)物產(chǎn)生（1）請(qǐng)據(jù)此大致描述CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑。1.研究碳的轉(zhuǎn)移途徑書本P104第二段1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾(R.Hill)發(fā)現(xiàn)，將離體的葉綠體加入具有氫受體(如NADP＋)的水溶液中，在無(wú)CO2的條件下給予光照，發(fā)現(xiàn)葉綠體有氧氣放出，生成NADPH(還原型輔酶Ⅱ)。像這樣，離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是A.希爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)B.在此過程中，H2O分解產(chǎn)生O2的同時(shí)，還生成了NADPHC.光合作用中O2的釋放和CO2的利用，是可以暫時(shí)分離的D.光合作用整個(gè)過程都直接需要光照√光合作用過程的示意圖根據(jù)是否需要光能，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng))兩個(gè)階段。1光反應(yīng)H2O類囊體膜酶Pi＋ADPATP場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化：H+NADP+NADPH氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ色素+1光反應(yīng)光（外部）、色素和酶（內(nèi)部）葉綠體的類囊體薄膜上水的光解：2H2OO2+4H++4e-光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化:NADPH的合成：H++NADP++2e-

NADPHH2O類囊體膜酶Pi+ADPATPH+NADP++NADPH氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ色素酶酶2暗反應(yīng)CO2

C5

五碳化合物

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATPNADPH(CH2O)C3的還原場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化：2暗反應(yīng)CO2

C5

五碳化合物

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATPNADPH(CH2O)C3的還原葉綠體的基質(zhì)中場(chǎng)所：NADPH、ATP、酶條件：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：

活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)+C5酶糖類物質(zhì)變化能量變化：NADPH、ATP

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系

光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP、NADPH的生成CO2的固定；C3的還原活躍化學(xué)能光能活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi、NADP+

。3光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較（導(dǎo)學(xué)案P114）嘗試構(gòu)建光合作用過程模型（書本P106練習(xí)與檢測(cè)）ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2化能合成作用（書本P106）概念：利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的方式。代表生物：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌。能量轉(zhuǎn)化：某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。物質(zhì)變化：將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物。ATP合成酶拓展：葉綠體類囊體薄膜上能量轉(zhuǎn)化示意圖1.光合作用過程的正確順序是①二氧化碳的固定②氧氣的釋放③葉綠素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤①