第1節(jié) 光合作用
二、新課
【教師活動】提供材料：《卡爾文與地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)》。
卡爾文（me1vin ca1vin 1911～1997）生于美國明尼蘇達(dá)州， 1931年獲得密歐根采礦技術(shù)學(xué)院的化學(xué)學(xué)士學(xué)位， 1935年獲明尼蘇達(dá)州大學(xué)的博士學(xué)位， 1944年到1945年在曼哈頓計(jì)劃中從事鈾的研究。
1940年，魯賓（s.ruben）和卡門（m.kanmen）發(fā)現(xiàn)了碳的長壽命同位素14c，使卡爾文有了一種理想的工具來追蹤二氧化碳是如何在暗反應(yīng)中一步步變成碳水化合物的。在卡爾文的研究過程中，14c成了主要工具，發(fā)揮了特別重要的作用。
卡爾文在一個裝置中放入進(jìn)行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預(yù)先設(shè)定的時間長度向裝置中注入14c標(biāo)記的二氧化碳，在每個時間長度結(jié)束時，殺死小球藻，使酶反應(yīng)終止，提取產(chǎn)物進(jìn)行分析。他通過色譜分析法發(fā)現(xiàn)當(dāng)把光照時間縮短為幾分之一秒時，磷酸甘油酸（c3）占全部放射性的90％，這就證明了磷酸甘油酸（c3）是光合作用中由二氧化碳轉(zhuǎn)化的第一個產(chǎn)物。在5秒鐘的光合作用后，卡爾文找到了含有放射性的c3、c5和c6。
在實(shí)驗(yàn)中，卡爾文發(fā)現(xiàn)在光照下c3和c5很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。但當(dāng)把燈關(guān)掉后，c3的濃度急速升高，同時c5的濃度急速降低。如果在光照下突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則c5就積累起來，c3就消失。
【學(xué)生活動】分析材料，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容回答問題：1.在文中，卡爾文運(yùn)用了哪些研究方法？（放射性同位素標(biāo)記法、色譜分析法）2.被標(biāo)記的碳元素首先出現(xiàn)在哪一種化合物中？（磷酸甘油酸c3）3.文中的最后一段說明了什么問題？（c5是二氧化碳的受體，c3是二氧化碳固定后的產(chǎn)物）
【教師活動】復(fù)習(xí)總結(jié)c3植物暗反應(yīng)特點(diǎn)。介紹c4植物的發(fā)現(xiàn)過程。
澳大利亞科學(xué)家m.d.hatch和c.r.slack在研究玉米、甘蔗等原產(chǎn)熱帶地區(qū)的綠色植物發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向這些綠色植物提供14c時，光合作用開始后的1秒內(nèi)， 90％以上的14c出現(xiàn)在含有四個碳原子的有機(jī)酸（c4）中。隨著光合作用的進(jìn)行，c4中的14c逐漸減少，而c3中的14c逐漸增多。
【學(xué)生活動】分析上述材料。 結(jié)論：說明在這類綠色植物的光合作用中，co2中的c原子首先轉(zhuǎn)移到c4中，然后才轉(zhuǎn)移到c3中。
【教師活動】介紹c3和c4的概念和常見的種類。【學(xué)生活動】用顯微鏡觀察菠菜葉和玉米葉的永久橫切片。
課堂討論：c3植物和c4植物的葉片結(jié)構(gòu)有哪些不同？
【師生互動】結(jié)合教材圖2-3和圖2-4及多媒體課件分析c3和c4植物葉片結(jié)構(gòu)的區(qū)別并將觀察結(jié)果記錄于下表。
【教師補(bǔ)充說明】通過研究發(fā)現(xiàn)，c3植物的維管束鞘細(xì)胞含有沒有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數(shù)量多，而且體積大。c3植物和c4植物之所以具有不同的固定co2的途徑與二者的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
【學(xué)生活動】以學(xué)習(xí)研究小組為單位分析選修教材圖2-5c4植物光合作用特點(diǎn)示意圖和必修教材圖3-8并填寫下表：