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1、第4课时光合作用过程教学过程 导入新课师为什么说叶绿体的结构是与它进行光合作用这一功能相适应？生（1）双层膜，可以控制物质进出。（2）基质中分布有几个到几十个由囊状结构垛叠而成的基粒，增大了叶绿体内的膜面积，有利于化学反应的进行。（3）分布有进行光合作用必需的色素和酶，为光合作用的正常进行提供了物质上的保证。师光合作用的色素分布在叶绿体的什么部分？具有什么作用？生色素分布在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上，具有吸收、传递与转化光能的作用。师光合作用的酶分布在叶绿体的什么部分？具有什么作用？生光合作用的酶分布于叶绿体的类囊体（囊状结构）膜以及叶绿体的基质中。师那么，你认为光合作用具体进行的部位是什
2、么叶绿体的部位呢？生光合作用不仅在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上进行，还应在叶绿体的基质中进行，因为这些部位都存在着光合作用的酶。师根据前面所学知识，我们知道了光合作用的原料是CO2、H2O；产物是氧气和淀粉等有机物；动力是光能；场所是叶绿体。那么，在每一个微小的叶绿体内，CO2和H2O究竟是怎样转化为氧气和淀粉等有机物的呢？推进新课板书：三、光合作用的过程课件展示：（1）通过展示叶肉细胞显微结构、叶绿体亚显微立体结构、光反应和暗反应循环动画等情景，把学生带入真实场景，使学生学习兴趣高涨，并产生探究欲望。（2）在对光合作用中的物质转变、能量转化一步步推理、分析讨论后，再采用多媒体技术对光合作用
3、全过程进行剖析讲解，以光合作用中的物质转变与能量转化为两条主线，以同位素示踪技术为研究手段；以光反应、暗反应为时间先后顺序，叶绿体基粒片层薄膜及叶绿体基质为空间先后顺序，系统地分析光合磷酸化、水的光解、CO2的固定与还原等生理过程。从细胞是一个统一整体的概念出发，提出了控制光合作用过程的信息流的概念；从能量转化与守恒的角度出发，让学生定量研究太阳光子的能量转化为C6H12O6中的能量时的守恒现象。在总结讨论阶段，可利用多媒体技术中的箭头指向物体表面是闪烁的效果，帮助学生提高对ATP、酶、化学反应动态平衡等知识的理解与迁移运用能力。教师活动：在演示过程中，引导学生对关键部位进行观察、分析，并着重
4、对光合作用的场所、条件、原料、反应过程（物质转变与能量转换过程）、产物以及产物去向进行分析、比较。师（1）光合作用过程相当复杂，包括一系列的生物化学反应和物质转变过程。（2）科学研究发现，光合作用需要光，但并不是光合作用的任何过程都需要光，根据光合作用过程中是否必需光，光合作用过程可被笼统地分为两个过程，即光反应(light reaction)与暗反应(dark reaction)。（3）光反应是必须在光下才能进行，由光所引起的光化学反应；而暗反应可以在暗处进行（在光下也可进行），由若干酶所催化的化学反应。（4）必须说明的是，光合作用是一个动态的、各种物质循环并相互依赖的生命过程，我们仅仅是以
5、光合作用中某些过程不是必需光而简单地把光合作用过程分为光反应与暗反应，其实二者没有先后之分，并具有紧密联系。师那么，光反应究竟是如何进行的呢？试从光反应的场所、条件、原料、反应过程（物质转变与能量转换过程）、产物以及产物去向进行分析。板书：（一）光反应学生活动：学生阅读“光合作用图解”的图群，同时，注意观察多媒体信息。师光反应的场所在叶绿体的什么部位？为什么？生在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上进行。因为在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上有色素分子，还有与光反应有关的酶也分布在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上。师光反应需要怎样的条件？为什么？学生观察、小组讨论、代表回答：（1）光反应需要光照、适宜的
6、温度、光反应的酶、各种色素分子、ADP+Pi以及完整的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构。（2）光照可以为光合作用提供能量来源；适宜的温度可以为光合作用的酶提供适宜的温度（需要说明的是：光反应的酶受温度的影响较暗反应的小）；光反应的酶可以催化光反应的各种酶促反应；各种色素分子可以吸收、传递或利用光能；ADP+Pi可以为合成ATP提供原料，而ATP可为光合作用提供能量；完整的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构是植物正常进行光合作用光反应的前提条件。师光反应需要的原料有哪些？生H2O、ADP、Pi等。师从物质和能量角度分析光反应的过程是怎样进行的？生甲从能量角度来看，光反应是将光能转化为ATP中活跃的化学
7、能的过程。生乙（1）从物质角度来看，光反应可以分为光能的吸收与利用、ATP的合成与水的光解；（2）光能的吸收与利用是指色素分子在光下吸收并利用光能；（3）ATP的合成是指在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上，利用色素分子吸收的光能，在相关酶的作用下，将ADP、Pi合成为ATP的过程，这样，光能就暂时储存于ATP中，形成ATP中活跃的化学能，反应式为：ADP+Pi+能量ATP。（4）水的光解是指在叶绿体的类囊体（囊状结构）结构中，在光反应的酶作用下，将水分解形成还原态氢H并释放O2的过程。反应式为：H2O2H+分 12O2。师光反应的产物有哪些？产物的去向如何？生光反应的产物有ATP、H以及O2；A
8、TP、H将进入叶绿体基质参与暗反应；而O2则进入线粒体参与细胞呼吸，或以气体形式从植物表皮的气孔释放进入大气。师生共同总结：（1）光反应的光能的吸收与转换（光合磷酸化）过程，叶绿素分子和类胡萝卜素分子在光下吸收太阳光，捕获光能，然后将光能交给某些特殊状态的叶绿素a分子，并将光能转化成为电能，最终将光能暂时储存于ATP中，形成ATP中活跃的化学能。ATP将参与暗反应过程。（2）植物代谢产生或从植物的根系吸收来的水，在叶肉细胞的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构上被分解成为O2和还原态的H。（3）水的光解产生的氧以气体形式从植物表皮的气孔释放进入大气，或O2则进入线粒体参与细胞呼吸，具有还原能力的H则
9、继续参加下一步反应。（4）该过程的主要特点：该过程需要光提供能量；该过程发生于叶绿体的基粒片层结构的薄膜上；该过程需光反应阶段酶的参与，同时也离不开叶绿体中的各种色素；而叶绿体的特殊结构能帮助光反应的进行；其中将涉及一些光能转化为电能、电能再转化为化学能的问题。师你能否根据光合作用光反应的相关信息的提示，结合文本中“光合作用图解”的图群、光合作用过程的暗反应过程的多媒体信息，描述光合作用的暗反应特征？板书：（二）暗反应学生观察、小组讨论后回答：1.暗反应的场所是叶绿体基质；2.暗反应的条件是适宜的温度、多种暗反应的酶、叶绿体基质中的一种五碳化合物（C5）以及光反应产生的ATP、H；3.暗反应需
10、要的原料有CO2以及光反应产生的ATP、H；暗反应的过程：从能量转换角度来看，是将ATP中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能的过程；从物质转变角度来看，包括CO2的固定、C3的还原以及C5的再生过程，即卡尔文循环。师(1)关于CO2的固定：这是碳同化的第一步，从叶片的表皮气孔吸收的CO2被C5固定；C5为一种五碳糖，即核酮糖二磷酸，有人称之为RUBP；一分子CO2为一分子C5所固定，形成两分子三碳化合物；反应式可以简单表示为：CO2+ C52C3。(2)关于C3的还原：首先在暗反应的酶的作用下，三碳化合物被ATP磷酸化，被还原态H所还原，形成糖类等有机物；因为一种化学物质被还原的过程
11、，就意味着能量积聚于这种化学物质中的过程,因而,光反应阶段所形成的ATP中活跃的化学能，就储存到了糖类等有机物中，从而形成有机物中稳定的化学能。(3)关于C5的再生：一部分被还原的三碳化合物，并不参与形成糖类有机化合物，而是在酶的作用下，经过一系列复杂的生物化学反应，重新生成五碳化合物（RUBP）,从而再次参与卡尔文循环。（4）暗反应的C3的还原与C5的再生可以总体表示为：2C3+HCH2O+C5。4.暗反应的产物有糖类等有机物、ADP+Pi等；其中，淀粉等光合作用产物可以储存在叶绿体基质，也可以转化为蔗糖等形式进行运输；而ADP+Pi则重新回到叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上参与光反应。师从能
12、量转化角度来看，光合作用的暗反应是将ATP和还原态H中活跃的化学能，转换为储存于糖类等有机物中稳定的化学能的过程,从而起到在较长时间内供给生物活动需要的作用；从物质生产的角度来看，占植物体干重90%以上的有机物质，基本上都是通过光合作用暗反应形成的；暗反应（碳同化）是在叶绿体的间质中进行的，由许多酶催化的生物化学反应；高等植物碳同化的途径有三条：卡尔文循环、C4途径和景天科酸代谢途径，其中，最主要，也是我们主要学习的是卡尔文循环。卡尔文循环是美国生物学家卡尔文（M.Calvin）等利用放射性同位素和纸谱色层的方法，经过10年的研究，在20世纪50年代提出的二氧化碳同化循环途径；卡尔文循环实质上
13、是CO2的固定与还原的过程。师我们是否可以对光合作用的光反应与暗反应进行比较呢？二者之间具有怎样的区别？具有何种联系？比较项目光反应暗反应场所条件原料反应过程物质转变能量转换产物产物去向生光合作用的光反应可以为暗反应提供ATP和还原态H；而暗反应消耗ATP和还原态H，又可以促进光反应。光反应、暗反应是光合作用整体的两个方面，相互联系，缺一不可。师科学研究表明，光合作用的产物除了糖类（包括淀粉、葡萄糖等）和O2外，蛋白质和脂肪也是光合作用的直接产物。师我们将怎样用实验证明这种观点呢？生根据同位素示踪技术，以14C标记参加光合作用的CO2，测定其直接产物是否有蛋白质、脂肪即可。师能否说说你对光合作
14、用的印象呢？生光合作用是指包括绿色植物在内的一些生物体，利用光能，把CO2和H2O等无机物质，合成糖类等有机物质，同时储存能量的过程；能进行光合作用的生物除了高等绿色植物之外，还包括低等真核藻类植物（如衣藻、水绵），以及原核生物蓝藻。光合作用的产物除了葡萄糖（淀粉）之外，还包括其他一些通过中间过程形成的物质如脂类、蛋白质和其他有机物质；太阳能转化为有机物中的化学能，便以化学能的形式储存于这些有机物的化学键之中。师光合作用时，放出的O2与被消耗的CO2之比的精密测定，是由法国植物生理学家Boussingault所完成。1864年他发现，光合比（即放出的氧与利用的CO2之体积比）约为1。师你能根据以上信息，写出一个光合作用的反应式吗？生 板书设计 三、光合作用的过程（一）光反应1.光能的吸收、传递与转换2.水的光解与ATP的合成（二）暗反应1.二氧化碳的固定2.C3的还原3.C5的再生5用心 爱心 专心
