光能在葉綠體中的轉換
(7)能量轉換的場所?(與高二知識內容銜接,提示:葉綠體的囊狀結構即類囊體。)
思維發散與開拓 學生自我探索解決光能轉換成電能的過程后,教師要求學生分析回答氧氣的來源和產生的原因,回憶氧氣來自于水的光解的發現過程和方法。并啟發思考綠色植物這種獨有的現象在不同領域特別是宇宙空間、國防現代化和能源發展等方面的廣闊應用和研究前景。鼓勵學生各抒己見,用新的視角去看待和思考光合作用,把學生思維的積極性充分調動起來,這是拓寬學生思維,激發學生的創造思維和學習興趣的有效環節。
同時提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問題,以此進入第二個研究主題,即電能轉換成活躍的化學能。
2.電能轉換成活躍的化學能
在葉綠體的囊狀結構的薄膜上發生的能量轉換的兩個步驟,由光能轉換成電能,由電能進一步轉換成活躍的化學能是連續不可分割的過程,光合作用中光合磷酸化與電子傳遞是偶聯的。這一轉換步驟可借助光合作用中形成nadph和atp的動畫示意圖和對教材中資料的閱讀,引導學生分析。
(1)少數特殊狀態的葉綠素a分子電荷分離的根本原因。
(2)形成電子流的化學原理。
(3)水的光解產生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質,并生成了什么物質?反應需何條件?嘗試寫出物質變化的反應式。
(4)在電子傳遞過程中還形成了什么物質?寫出其反應式。
(5)在物質形成過程中,能量形式發生的變化情況。
(6)電能轉換成的活躍的化學能,貯存在什么物質中?
(7)能量轉換的場所?
要求學生在觀察的基礎上,判斷、推理、討論后得出結論。
3.活躍的化學能轉換成穩定的化學能
在暗反應階段活躍的化學能轉換成穩定的化學能這部分內容是學生在高二階段已經學到的知識,教師需要在學生原有的知識基礎上,通過教學過程,使學生達到溫故知新的目的。思考回憶以下問題:
(1) atp和nadph在細胞中的含量?屬于光合作用的什么產物?
(2) atp和nadph參與暗反應階段的什么過程的反應?
(3)在此過程中能量形式發生的變化以及場所?
使學生回憶atp在細胞內數目不多并容易水解釋放高能磷酸鍵所儲存的能量的特點,同時介紹nadp+很容易與氫結合而被還原,在需要氫的反應中,有很容易與氫分離的特性。教師通過提問的方式強調與高二學習中的有區別的知識內容:
(1)一個被還原的物質再氧化時是吸收能量還是釋放能量?
(2) atp和nadph在暗反應階段co2的還原中各自的作用。
(3) atp和nadph在不同階段自身不斷氧化還原的變化情況以及在光反應和暗反應階段的聯系中所起的作用。
歸納總結 在分別學習探索光能在葉綠體中的轉換的三個步驟后,依據教材中圖2-2,要求學生完整敘述在光合作用中能量轉換的全過程,教師引導學生進行前后知識比較,發現光合作用中能量轉換和物質變化的相互聯系、不可分割、同時進行的關系,以運動變化和聯系的觀點深入理解光合作用的實質即能量轉換和物質變化過程,從而全面深刻地掌握知識,并形成能力。