第三节 光合作用（B）

教学目的　　 
    1．光合作用的过程和重要意义（D：应用）。 
　　2．植物栽培与合理利用光能的关系（A：知道）。 
教学重点 
　　光合作用的过程和重要意义。 
教学难点 
　　光合作用中的物质变化和能量变化。 
教学用具 
　　计算机、光合作用教学软件、光合作用意义照片投影片。 
教学方法 
　　讲述与计算机演示相结合。 
课时安排 
　　１课时
复习：上节课我们了解了光合作用的发现过程，并着重认识了光合作用的细胞器——叶绿体。请同学们回答：
　　1.催化光合作用反应的酶存在于叶绿体哪些部位？
　　（回答：基粒的囊状结构的薄膜上和叶绿体的基质中。）
　　2．叶绿体中色素存在于什么部位？它的功能是什么？
　　（回答：色素存在于基粒的囊状结构上。可以吸收、传递和转化光能。）
　　引言：很好，通过上节课我们也深刻体会到了这一生理过程的复杂——将很简单的无机物——CO2、H2O合成了生物必需的有机物，释放出了氧，并且储存了能量。同学们思考这样一个问题：假如地球上没有了光合作用，将会怎样呢？
　　（回答：空气中CO２会越来越多，最终会使进行有氧呼吸的生物，包括人类，窒息而死；人们将得不到各种食物；能源将更加缺乏等等。）
　　由此可见，没有了光合作用，整个生物界将无法生存。光合作用对生物界，乃至整个自然界都是非常重要的。那么，光合作用究竟有哪些重要意义呢？同学们请看大屏幕：（投影演示：光合作用的重要意义，边演示边讲述。）
　　首先是制造了有机物。地球上的绿色植物好像是一座“绿色工厂”，可以源源不断地为包括人类的几乎所有的生物提供物质来源。
　　第二、转化并储存太阳能。我们都知道能量是守恒的，进入生物界的能量最初都来自于太阳能，是谁完成了这一能量转化呢？
　　（答：绿色植物的光合作用。）
　　第三、使大气中的O２和CO２的含量相对稳定。绿色植物又好比是一台天然的“空气净化器”，不断地通过光合作用吸收CO２和释放O２。
　　第四、对生物的进化有重要作用。为什么这样说呢，因为没有光合作用，地球上有氧呼吸的生物能不能发生和发展。事实上，在原始大气中并没有单质氧存在，直到距20～30亿年以前，绿色植物在地球出现以后，地球的大气中才逐渐含有了氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物才得以发生和发展。同时，大气中的一部分氧可以转化为臭氧（O３），于是，在大气上层就形成了臭氧层。臭氧层有什么好处呢？
　　（答：能够有效滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线。）
　　臭氧层好像是一把保护伞，正是由于具有了这样一把巨大的保护伞，在进化过程中，水生生物才开始逐渐在陆地上生活。
　　可见，光合作用对于人类和整个生物界都有非常重要的意义。在人口爆炸、粮食危机、能源匮乏、环境污染等问题日趋严重的今天，我们多么希望有更多的绿色植物通过光合作用，为我们生产更多的有机物，吸收更多的CO２。释放出更多的O２。而我国目前的状况又怎样呢？
　　（实物投影演示，主要内容包括：
　　1957～1987年， 30年间耕地面积累计净减少了16．7Ⅹ105hm2。　　
　　我国有三个城市被联合国列入空气污染最严重的十大城市之中。）
　　关于光合作用的过程，我们曾经学习了一个反应式，哪一位同学能记得这个反应式？
　　这个反应式只是概括了光合作用的原料：CO2、H2O；产物：氧气和碳水化合物；动力：光能；厂房：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碳水化合物的呢？同学们请看大屏幕。（演示光合作用教学软件：光合作用过程。教师边演示边讲述。）
　　首先我们看到的是光合作用的宏观过程：植物吸收水和二氧化碳，利用光能，在每一叶片的叶绿体内转化为糖类和氧。下面演示的是进行光合作用的细胞器——叶绿体。让我们继续走进叶绿体（看叶绿体放大画面，画面显示光合作用的具体过程。），我们看到基粒上的囊状结构和基质正在进行着紧张工作，看了画面我们感觉“眼花镣乱”，这说明光合作用的过程不是一个简单的过程。
　　同学们在观察光合作用的具体过程时要抓住关键——光能这一因素，看一看光能是被基粒的囊状结构吸收利用了，还是被基质吸收利用了呢？为什么？
　　（观察后回答：被基粒上的囊状结构吸收利用了。因为在囊状结构上有吸收、传递和转化光能的色素。）
　　据此，我们可以把这一复杂过程分为两部分：（教师分步演示）首先同学们注意囊状结构的部分，它利用了什么物质？（观察后回答：H２O、ATP、Pi。）
　　产生了什么物质？
　　（观察后回答：［H〕、O２、ATP。）
　　讲述：氢和氧一定来自水， ATP来自ADP与pi。因此，在色素吸收的光能作用下，水分解成了［H］和O２， ADP与pi合成了ATP。
　　小结：由此可见，在叶绿体囊状结构上进行的反应是需要光和色素的反应。这个反应是叶绿体中的色素吸收了光能，并在相关酶的作用下完成的。
　　具体的反应过程可以归纳为两个方面：
　　从物质变化看：首先是二氧化碳的固定，即二氧化碳与五碳化合物结合，形成三碳化合物；其中一些三碳化合物接受ATP释放的能量，被氢还原，再经过一系列复杂的变化，形成糖类，另一些三碳化合物经过复杂的变化，又形成五碳化合物，五碳化合物又进入化学反应的循环圈而重新被利用。
　　从能量变化看： ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。（板书）
　　讲述：这就是光合作用的全过程。从光合作用的全过程来看，可以分成两个阶段。一个是有光能才能进行的化学化应，叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内基粒的囊状结构上进行的。另一个是没有光能也可以进行的化学化应，叫做暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。（板书：注明光反应阶段与暗反应阶段。）
　　光反应与暗反应

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有条不紊地进行，就像在叶绿体这个大厂房1中运行着一条生产流水线，这条流水线生产的产品主要是糖类和氧。 
　　应当指出的是，图解中的产物虽然只标出了糖类和氧，但事实上，一部分氨基酸和脂肪也是光合作用的直接产物。所以，确切地说光合作用的产物应该是有机物和氧。
　　现在我们对光合作用的过程已有了全面的理解和认识。下面我们用表格对光反应和暗反应两个阶段进行比较。

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