2019-2020年高中生物光合作用教案旧人教选修

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1、2019-2020年高中生物光合作用教案旧人教选修光能在叶绿体中的转换C3植物和C4植物的概念C3植物和C4植物叶片结构上的特点C3途径和C4途径（选学）C3植物和C4植物光能转变成电能电能转变成活跃的化学能活跃的化学能转变成稳定化学能【知识结构】提高农作物的光能利用率光合作用光照强弱的控制二氧化碳的供应必需矿质元素的供应【教学目的】1．理解叶绿体内光能转换成电能的过程2．理解叶绿体内电能转换成活跃化学能的过程3．识记C3、C4植物在叶片结构上的区别4．知道C4植物光合作用的特点和C4植物固定CO2能力明显高的原因5．了解C3、C4途径6．掌握光合作用效率概念7．理解提高光合作用效率

2、的主要措施及原理【授课建议】1.光能在叶绿体中的转换通过复习高二所学的光合作用有关知识引入高三学习的重点——对光能在叶绿体中的转换进行深入研究。围绕光能转换成电能，复习回忆叶绿体的结构，与光能的吸收、传递和转换有关的色素，引导学生对课本P27页图2-1和P28页图2-2进行认真分析，思考讨论：（1）图中A、B各代表什么色素以及各自作用？（2）特殊状态叶绿素a在光的照射下发生的作用？（3）特殊状态叶绿素a失去的电子是怎样传递的？（4）脱离叶绿素a电子，经过一系列的电子传递，最后传递给什么物质？（5）失去电子的叶绿素a最终从什么物质获得电子，从而恢复稳定状态？该物质发生怎样变化？并写出该

3、物质变化的方程式。（6）能量转换的场所？围绕电能转变成活跃化学能,思考讨论：（1）水解产生的电子和氢离子最终传递给什么物质，并生成什么物质？（2）电能转变成活跃化学能储存在什么物质中？（3）能量转换的场所？围绕活跃化学能转换成有机物中稳定化学能，思考讨论：（1）ATP和NADPH属于光合作用过程中什么产物？（2）能量形式发生变化及其场所？能量转变光能　—→电能—→活跃的化学能—→稳定的化学能贮存能量物质量子　电子　　ATP、NADPH　糖类等进行转变部分基粒类囊体　基粒类囊体　　基质光、暗反应光反应　光反应　　　暗反应光整个过程的反应式为：2NADP++2ADP+2Pi+2H2O2N

4、ADPH＋2H++2ATP＋O2（1）关于ATP和NADP是光合作用中最重要中间产物，一方面，两者都能将能量贮藏，将来向下传递；另一方面因为NADPH的H又能进一步还原CO2固定形成的中间产物，是强还原剂。这样就能把光反应和暗反应联系起来，叶绿体中有了ATP和NADP，便可在暗反应中同化二氧化碳。（2）特殊状态的叶绿素a特殊状态的叶绿素a接受光能被激发而失去电子，失去电子的叶绿素成为强氧化剂，可以最终从水中夺得电子而恢复原结构。（3）辅酶II的特性辅酶Ⅱ是一种带正电荷的有机物，它的全名叫做烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，简称NADP+，这种辅酶Ⅱ具有一个十分重要的特性，就是它的烟酰胺部分很

5、容易与氢(两个电子和一个氢离子)结合而被还原，成为还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，这种还原型辅酶Ⅱ具有很强的还原能力。在需要氢的反应中，烟酰胺部分又很容易与氢分离，用它分离出来的氢去还原别的物质。一个被还原的物质再氧化时会放出能量，因此，当辅酶Ⅱ接受氢(2个电子，1个氢离子)而变成还原型辅酶Ⅱ时。就意味着电能在这里是以化学能的形式积蓄起来的。所以还原型辅酶Ⅱ可以看成是携带一定能量的还原剂。2．C3和C4植物右图：C4植物固定CO2的过程对小麦等大多数绿色植物，在暗反应阶段,一个CO2被一个五碳化合物结合，形成的是两个三碳化合物，在研究玉米、甘蔗等原产于热带地区植物的光合作用时发现，向植物

6、提供14CO2时，发现光合作用开始时14C首先出现在四个碳原子的有机酸中，随着光合作用的进行，C4中的14C逐渐减少，而C3的14C逐渐增多，说明CO2中的C首先转移到C4中，再转移到C3，把这种碳转移途径的植物叫C4植物。将仅有C3的植物叫C3植物。C3植物和C4植物不仅固定CO2的途径不同,而且叶片结构也具有各自特点。C3和C4植物的结构特征比较项目植物种类维管束鞘细胞叶肉细胞细胞大小是否含叶绿体排列是否含叶绿C3植物小不含叶绿体栅栏组织和海绵组织含叶绿体C4植物大含有没有基粒的叶绿体花环状地排列含叶绿体C3和C4植物的光合特征特征C3植物C4植物主要CO2固定酶RuBp羧化酶P

7、EP羧化酶、RuBp羧化酶PEP羧化酶活性μmol/(mg.ml.min)小（0.30～0.35）大（16～18）CO2固定途径C3途径C3途径和C4途径最初CO2接受体RuBpPEPCO2固定的最初产物C3C4（草酸乙酸）CO2补偿点（mg/L）30~700~10光饱和点全日照1/5无光合最适温度15~25°C30~47°C气孔张开白天白天CO2固定场所叶肉细胞叶绿体C4途径：叶肉细胞叶绿体C3途径：维管束鞘细胞叶绿体光合产物形成场所叶肉细胞维管束鞘细胞