新课讲授
师:初中的时候,我们已经初步学习过关于光合作用的内容,大家根据多媒体上的填空问题,哪位同学可以概括出光合作用的概念?好,靠窗的这位同学。
生:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
师:请坐,概括得很准确。哪位同学可以用化学反应式来概括?好,你来黑板板书。其他同学在练习本上完成。
生: 。
师:我们一块来看一下这位同学写得对不对?是的,非常正确。
师:叶绿体如何将光能转化为化学能?又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的?光合作用释放的氧气,是来自原料中的水还是二氧化碳呢?我们先来分析科学家做过的一些实验。大家阅读教材上给出的探索光合作用原理的部分实验资料,并结合多媒体上呈现的相关实验,然后分小组讨论交流,这些实验说明了什么?
师:时间到。我看大家也都讨论完了。哪个小组说一说希尔的实验结论?好,一组。生:希尔的实验说明水的光解产生氧气。
师: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?
生:不能。叶绿体内还有其他含有氧元素的物质,不能确定氧元素全部来自水。
师:很好,请坐。美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2中的氧进行光合作用实验。分析鲁宾和卡门的实验,观察到了什么实验现象?
生:实验过程中,发现如果用18O标记H2O,光合作用释放的氧气中含有18O;用18O标记CO2,光合作用释放的氧气中没有18O。
师:能得出什么实验结论?
生:通过相互对照实验,证明了光合作用生成的O2中的氧来自H2O。
师:是的,上述实验表明,光合作用释放的氧气中的氧元素来自水,氧气的产生和糖类的合成不是同
一个化学反应,而是分阶段进行的。实际上,光合作用的过程十分复杂,它包括一系列化学反应。根据是
否需要光能,这些化学反应可以概括得分为光反应和暗反应两个阶段。
师:同学们,观看光合作用过程的视频资料,结合教材中光合作用过程的示意图,小组讨论,光反应阶段和暗反应阶段的过程及特点,主要包括场所、条件、物质变化和能量变化。
师:时间到,哪个小组想说一说光反应阶段的过程?好,二组。
生:光反应阶段的场所在类囊体薄膜上,色素吸收光能将水分解为H+和氧,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶II(NADP+)结合,形成还原型辅酶II(NADPH)。
师:二组说得很好,有没有其他小组想补充?三组。
生:在有关酶的催化作用下,光能促使ADP与Pi反应形成ATP。这样,光能就转化为储存在ATP中的化学能。
师:我们把这两个小组所说的综合起来,就可以概括光反应阶段了。暗反应阶段有什么特点,哪个小组想回答?好,四组。
生:暗反应阶段主要包括CO2的固定和C3化合物的还原。CO2固定后形成C3化合物,C3化合物接受ATP释放的能量,被NADPH还原,最终一部分转化为糖类,一部分转化为C5继续参与CO2的固定。这样,储存在ATP中的化学能转化成了有机物中稳定的化学能。
师:表述得很清晰。暗反应的场所是哪里?生:叶绿体基质。
师:很好。因为暗反应是科学家卡尔文通过实验证实的,因此,暗反应过程也称作卡尔文循环。下面大家尝试绘制表格,完成光反应和暗反应的对比。
师:光合作用的原理有哪些应用呢?要想了解光合作用原理的应用首先要先认识光合作用强度这一概念。什么是光合作用强度?
生:指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
师:大家观看多媒体,结合教材,思考影响光合作用强度的环境因素有哪些?师:时间到。后面把手举得高高的那位同学你来说。
生:光合作用的原料——水、CO2、光能,都是影响光合作用强度的因素。
师:是的,请坐。因此,只要影响到原料、能量的供应,都可能是影响光合作用强度的因素。
师:光合作用需要众多的酶参与,因此影响酶活性的因素(如温度),也是影响因子。大家能不能举出一些生活和生产中利用光合作用原理的实例?
生:给大田、温室里的农作物施用二氧化碳,以增加农作物的产量。生:温室栽培植物时增大室内昼夜温差。
生:农田作物合理密植并施用农家肥。
师:同学们知道得真多,给自己鼓鼓掌吧。