人教版高中生物选修光合作用 光能在叶绿体中的转换

光合作用--光能在叶绿体中的转换

【教学目标】

1、知识方面：知道光能在叶绿体中如何转换成电能，电能如何转换成活跃的化学能，以及活跃的化学能如何转化成储存在糖类等有机物中稳定的化学能的过程。

2、能力方面：

⑴通过光合作用过程中能量转换的示意图，使学生学会利用图文资料，进一步理解和获取生物科学基础知识的能力。

⑵通过“看图说话”，培养学生的语言表达能力。（对照图讲述光能在叶绿体中转换的三个步骤）。

⑶提高学生运用新知识分析和解决实际问题的能力。

【重点难点】

重点

光能在叶绿体中如何转换成储存在糖类等有机物中的稳定化学能

难点

光能在叶绿体中的转换

【课时安排】

1课时

【教学过程】

引入新课：

通过绪论课的学习，我们知道当今世界面临的粮食危机已严重影响人类的生存和发展，比如咱们中国要以占世界7%的耕地去养活占世界22%的人口，粮食问题日益突出。粮食危机迫切要求我们想办法提高粮食的产量，而粮食的产量来源于光合作用的积累，我们有必要在高二生物的基础上进一步弄清其机理，以便更好地去指导实践，提高光合作用的效率，从而提高粮食产量。

请同学们回忆所学过的内容，想一想光合作用的场所在哪里？反应式怎么写？（要求学生上黑板画出叶绿体的结构简图并写出光合作用反应式）

光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段的能量变化是光能转变为活跃的化学能，暗反应阶段的能量变化是活跃的化学能转变为稳定的化学能。前者又包括光能转换成电能和电能转换成活跃的化学能二个步骤，即光合作用过程中能量的转换共有三个步骤。（一）光能转换成电能

光能转换成电能和叶绿体中色素密切相关

1、光合色素的作用

吸收和传递光能：大多数叶绿素a、所有胡萝卜素、叶黄素和叶绿素b，它们又称天线

色素

吸收和转换光能：少数特定状态下的叶绿素a，又称作用中心色素

2、过程

（要求学生对照P29图2－1自学相关段落，思考、讨论并回答下列问题）

A、B分别代表什么色素，各自有什么作用？

（略）

②特殊状态下的叶绿素a在光的照射下发生了什么变化激发态）

（稳态－−→

−e

③特殊状态下叶绿素a失去的电子怎样传递？自身的氧化还原性质的前后变化怎样？

（失去的电子将通过传递电子的物质传递给NADP＋，即辅酶II。自身变成一种强氧化剂）

④脱离叶绿素a的电子经过一系列传递最后传递给什么物质？即最终电子受体是什么？（NADP＋）

⑤失去电子的叶绿素a从什么物质获得电子而恢复稳定？即最初电子供体是什么？

（H

2

O）

⑥特殊状态下的叶绿素a在光照下连续不断地丢电子、得电子形成电子流，从物理学角度表示能量形式发生了什么变化？

（电子流的形成标志着光能转换成电能）

⑦水光解产生的电子和H＋最终传递给什么物质？水光解的反应式是什么？

（NADP＋，2H

2

O→4H＋＋O

2

＋4e－）

上述能量转换的过程发生在哪儿呢？

光能转换成电能属于光反应阶段，学生很容易想到是在叶绿体的囊状结构（即类囊体）上进行的。

3、场所：叶绿体的类囊体上

水光解产生的e和H＋最终传递给NADP＋形成NADPH（还原型辅酶II），同时ADP转变成ATP，能量实现第二步骤的转换。

（二）电能转换成活跃的化学能

1、过程

NADP＋＋2e＋H＋−→

−酶 NADPH

ADP＋Pi＋电能−→

−酶ATP

⑴随着这两个过程的进行，电能进一步转换成什么形式的能？

答：转换成活跃的化学能

⑵转换后的能量储存在哪些物质中？

答：储存在NADPH和ATP中

⑶此过程发生的场所在哪里？

答：见下

2、场所

叶绿体的囊状结构即类囊体上

过程（二）产生的NADPH和ATP便是联系光反应和暗反应的纽带，光反应产生的NADPH 和ADP为暗反应提供能量，同时NADPH还可作为暗反应的还原剂，通过暗反应活跃的化学能将发生进一步的转换。

（三）活跃的化学能转换成稳定的化学能

1、过程

CO

2的固定：CO

2

＋C

5

−→

−酶2C

3

C 3的还原：2C

3

（CH

2

O）＋C

5

＋H

2

O

通过该过程活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在糖类等有机物中，

2、场所

叶绿体基质

小结：实物投影P30图2－2，让学生对照图讲述叶绿体中能量转换的三个步骤。

光能→电能→活跃的化学能（贮存在ATP、NADpH中）→稳定的化学能（贮存在糖类等有机物中）

板书设计

第二章第一节光能在叶绿体中的转换

（一）光能转换成电能

1、光合色素的作用

吸收和传递光能：即无线色素，包括________。

吸收和转换光能：即作用中心色素包括________。

2、过程

最初电子供体：水（2H

2O→4H＋＋O

2

＋4e－）

最终电子供体：NADP+

3、场所

叶绿体的类囊体

（二）电能转换成活跃的化学能1、过程

NADPH的形成：NADP＋＋2e＋H＋−→

−酶 NADPH ATP的形成：ADP＋Pi＋电能−→

−酶ATP

2、场所

叶绿体的类囊体

（三）活跃的化学能转换成稳定的化学能

1、过程

CO

2的固定：CO

2

＋C

5

−→

−酶2C

3

C 3的还原：2C

3

（CH

2

O）＋C

5

＋H

2

O

2、场所

叶绿体的基质中

小结：光能→电能→活跃的化学能（贮存在ATP、NADpH中）→稳定的化学能（贮存在糖类等有机物中）

小资料：

1、特殊状态的叶绿素a。

特殊状态的叶绿素a能接收光能被激发而失去电子，失去电子的特殊状态的叶绿素a在结构上发生了变化，失去了一个电子；在功能上也发生了变化，成为强氧化剂，可以最终从水中夺得电子而恢复原结构。

2、辅酶II的特性。

辅酶II是一种带正电荷的有机物，它的全名叫烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸，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具有很强的还原力。在需要氢的反应中烟栈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。一个被子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个氢记子）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。

3、光能是如何在色素分子之间传递的？

物质处于激发态时，内部的能量高于基态时的能量，它很不稳定，将通过放出扫吸收的能量回复致电稳定状态。叶绿素分子吸收光能使其分子中的电子跃迁而变为激发态后，也将通过放出所吸收的光能（释放出高能电子）迅速回复其原来的能量水平，所释放出的能量绝大部分是向着能量较低的方向进行，最后汇集到作用中心色素分子。

【教后感】