光合作用概念模型.

第四章光合作用按照热力学第二定律，一个系统中的自发过程总是朝着熵值不断增大的方向进行，如果将生物体当作一个系统，生物体的生长发育过程却是一个从无序到有序或者说是一个有序性增加的过程，这似乎与热力学第二定律相悖，这一问题曾长期困惑着生物学家和物理学家。

但在这里，他们忽略了一个基本问题，即生命体不是一个孤立系统，它是在不断地同外界进行物质和能量交换，生物体维持其有序性或生长发育是以不断消耗能量为代价的，就象制冰机要将液态水变成更为有序的固态冰，需不断消耗电能一样。

一、生物体的获能方式按热力学第一定律，生物体不能自己创造能量，只能从外界获取能量。

交总体说来，生物体获取能量，有两种方式：1、自养型生物（如植物和行光合作用的藻类）：利用光合作用将和转化成有机化合物，（如糖、脂肪、蛋白质等），将光能转化为化学能供机体选用。

这类生物在生态系统中是生产者。

+ + —→有机物（糖、脂肪、蛋白质等）（化学能）2、异养生物（动物和绝大多数微生物）：从自养生物那里获取有机物，依靠有机物的分解获取能量，这类生物在生态系统中是消费者。

因此，从整个物质世界的角度来看，生物体及生命过程只不过是一种物质和能量的转换机构和转换过程而已。

对活的生物体而言，其所需的能量归根结底来自太阳能，光合作用是将太阳能转换成生物能的一种途径。

二、生命体的能量通货——ATP生物体并不能直接利用有物中的化学能，而是首先需要将有机化合物分解，将其中的化学能转移到ATP分子中，再由ATP分解释放能量提供给需能过程。

（如神经冲动的传导与神经纤维膜内外的NA.K+分布不均形成的电位有关.这一电位差由分解ATP的NA.K+泵来完成.）所以，ATP是细胞（生物体）的能量通货。

1、ATP的分子结构：ATP：腺苷酸呤核苷三磷酸（O2腺苷三磷酸，O2三磷酸腺苷）特点：ATP不稳定，含有两个高能磷酚键（），水解时断裂放出能量：ATP + H2O →ATP + H2O →2、生物体内化学能的利用生物体摄取的有机物，在酶的催化作用下，氧化分解，将贮存其中的化学能的自由能的形式释放，释放出的自由能一部分使熵值增加，一部分以热能形式散发或维持体温；一部分用于促进ADP与P结合生成ADP以高能磷酸酯键的形式贮存在ATP中。

生物的模型种类摘要：本文介绍了生物模型的种类，包括物理模型、数学模型和计算机模型等。

这些模型在生物学研究中有着广泛的应用，有助于我们深入了解生物系统的结构和功能。

引言：生物学是一门研究生命现象和生命本质的学科，其研究范围非常广泛。

为了更好地理解和研究生命现象，生物学家们采用了各种不同的模型，其中包括物理模型、数学模型和计算机模型等。

这些模型在生物学研究中有着广泛的应用，下面我们将分别介绍这些模型的种类和应用。

物理模型：物理模型是指根据生物系统的实际情况，制作出相应的实物模型。

这些模型可以模拟生物系统的实际运行情况，例如心脏泵血、神经传递等。

物理模型可以让我们更加直观地了解生物系统的结构和功能，有助于加深对生命本质的理解。

数学模型：数学模型是指用数学语言描述生物系统的方法。

通过对生物系统的数学建模，我们可以对生物系统的运行规律和动态变化进行精确的描述。

数学模型在生物学研究中有着广泛的应用，例如种群动态、基因表达等。

计算机模型：计算机模型是指利用计算机模拟生物系统的方法。

通过对生物系统的计算机建模，我们可以模拟生物系统的运行情况，并进行各种不同的实验和预测。

计算机模型在生物学研究中也有着广泛的应用，例如蛋白质折叠、细胞分裂等。

结论：生物模型的种类多种多样，包括物理模型、数学模型和计算机模型等。

这些模型在生物学研究中有着广泛的应用，有助于我们深入了解生物系统的结构和功能。

随着科学技术的发展，未来还将有更多的生物模型被开发和应用。

高中生物概念模型高中生物概念模型一、引言高中生物是一门涵盖广泛的学科，涉及到生物体的基本结构、生命过程、遗传与变异等方面。

在学习过程中，学生不仅需要掌握大量的基本概念，还需要理解这些概念之间的联系和作用机制。

为了更好地帮助学生理解和记忆这些概念，概念模型成为了高中生物学习的重要工具。

二、概念模型定义与作用概念模型是指通过图示、文字、符号等手段，将一系列相关概念有机地结合在一起，以形象化的方式表达出它们的内在联系和作用机制。

第二课时光合作用的原理和应用【学习目标】1.通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，构建光合作用的概念模型2.通过构建光合作用模型，能从物质与能量观的视角，阐明光合作用过程中物质变化与能量变化的过程，说明光合作用的原理3.通过对光反应与暗反应过程的比较归纳，厘清光反应与暗反应的区别与联系，说明光合作用的意义自主学习一、光合作用的原理1.光合作用的概念（1）光合作用是指绿色植物通过，利用光能，把和转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。

（2）化学反应式：。

二、探索光合作用原理的部分实验科学家实验过程或依据实验结论19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的________和________被分开，________被释放，______与________结合成甲醛，然后甲醛缩合成糖甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成________1937年英植物学家希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出________离体叶绿体在适当条件下发生______的光解、产生______的化学反应称作希尔反应。

说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应1941年美科学家鲁宾和卡门光合作用释放的O2全部来自________1954年美科学家阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现这一过程总是与水的光解相伴随光照下叶绿体中发生的水的光解过程伴随________的产生20世纪40年代卡尔文用14C标记CO2探明了________中的碳在________中转化成________的途径，即________2．光合作用的过程(1)过程及分析[据图填空]三、光合作用原理的应用1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造________。

(2)影响因素和衡量指标：2．探究环境因素对光合作用强度的影响实验流程：四：化能合成作用1. 概念：利用体外环境的某些 氧化时所释放的能量来制造 。

2021届高考生物一轮复习知识点专题14 光合作用一、基础知识必备1、叶绿体的结构及其中的色素（1）.叶绿体的结构和功能分析表名称叶绿体分布主要存在于绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中形态扁平的椭球形或球形结构双层膜内含有几个到几十个基粒(由许多片层结构的薄膜堆叠而成),基粒之间充满了基质主要成分类囊体的薄膜上分布有进行光合作用所需的色素和酶,基质中有进行光合作用所需的酶,及少量的DNA和RNA功能叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能,叶绿体是真核生物进行光合作用的场所图示①外膜,②内膜,③基粒,④基质叶绿体中的色素及色素的吸收光谱2、实验:叶绿体色素的提取和分离（1）实验原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂(无水乙醇或丙酮)中,因此,可以用无水乙醇等有机溶剂来提取叶绿体中的色素。

根据绿叶中色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,从而在扩散过程中将色素分离开来。

（2）实验流程3、光合作用（1）光合作用的概念绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。

比较项目光反应暗反应过程模型实质光能转换为化学能,并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)关系 (1)光反应为暗反应提供[H]和A TP ;暗反应为光反应提供ADP 和Pi;(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成;(3)光反应是暗反应的物质和能量准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段二、通关秘籍1、不同颜色温室大棚的光合效率（1）无色透明大棚能透过日光中各种色光,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。

（2）叶绿素对绿光吸收最少,因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低。

（3）不同颜色的温室大棚光合效率不同,单色光中,红光下光合速率最快,蓝紫光次之,绿光最差。

2、叶绿体的结构与其功能相适应(1)叶绿体内有许多基粒和类囊体,扩大了受光面积,类囊体的薄膜上还分布着许多吸收光能的色素分子,便于光能的吸收。

第2课时光合作用的原理和应用分点突破(一)光合作用的原理基础·落实1．光合作用的概念和反应式(1)概念：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。

(2)反应式：。

2．光合作用的探究历程(1)19世纪末，科学界普遍认为：C与H2O结合成甲醛。

(2)1928年：甲醛不能通过光合作用转化成糖。

(3)1937年，英国希尔：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气。

(4)1941年，鲁宾和卡门：研究了光合作用中氧气的来源(氧气来源于H2O)。

(5)1954年，美国阿尔农：光照下，叶绿体可合成A TP；1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。

3．光合作用的过程(1)光反应阶段①场所：叶绿体的类囊体薄膜。

②条件：光、色素和有关的酶。

③物质变化Ⅰ.水的光解：。

Ⅱ.ATP 的合成：ADP ＋Pi ＋能量――→酶 A TP 。

④能量变化：将光能转变为活跃的化学能。

(2)暗反应阶段①场所：叶绿体基质中。

②条件：酶 的催化。

③物质变化Ⅰ.CO 2的固定：CO 2＋C 5――→酶2C 3 Ⅱ.C 3的还原：④能量变化：A TP 中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。

深化·认知一、在“思考探究”中解惑1．希尔的实验说明水的光解产生氧气(1)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？提示：希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，但没有说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，具有实验的局限性。

(2)是否能够说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应为什么？提示：能够说明。

希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H 2O ，没有合成糖的另一种必需原料——CO 2, 因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。

2．景天、落地生根等叶子具有特殊的CO 2固定方式。

夜晚气孔开放，吸进CO 2，与PEP 结合形成OAA ，进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。

光合作用的过程•光合作用过程：••1、光合作用的概念：•绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。

•2、光合作用图解：•••3、光合作用的总反应式及各元素去向••光反应与暗反应的比较：•易错点拨：••1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去，因为反应物中的水在光反应阶段消耗，而产物中的水则在暗反应阶段产生。

•2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同，前者分布在类囊体薄膜上，后者分布在叶绿体基质中。

•知识拓展：••1、氮能够提高光合作用的效率的原因是：氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行。

在类囊体的薄膜上进行；光合作用的第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行。

在叶绿体基质中进行。

•2、玉米是C4植物，其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应。

C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。

•①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合，提高强光、高温下的光合速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的利用率。

•②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。

C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中；而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，维管束鞘细胞不含叶绿体。

••3、光合细菌：利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。

光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。

光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。

CATALOGUE 目录•引言•光合作用科学模型的发展历史•光合作用模型的教学解析•对光合作用模型的反思与展望•结论定义与重要性光合作用是指绿色植物和某些藻类利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程，同时释放出氧气。

它是地球生态系统中食物链的起点，为所有生物提供氧气和能量。

过程描述光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段。

在光反应阶段，植物利用光能分解水分子，产生氧气和ATP（腺苷三磷酸）与NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）。

在暗反应阶段，植物利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为有机物质。

光合作用概述理解生态基础深入了解光合作用的机理，有助于指导农业生产，提高作物的光合作用效率，进而提高农作物产量。

应用于农业生产应对气候变化为什么研究光合作用的模型重要目标内容概述本讲义的目标和内容概述随着研究的深入，科学家们猜想植物通过光照将二氧化碳转化为有机物，并释放氧气。

这一猜想为后来的光合作用模型奠定了基础。

早期对光合作用的观察和描述描述和猜想早期观察光合作用模型的提出与实验依据黑暗中的实验01光合作用模型的提出02进一步实验验证03从科学模型到教育模型的转化1 2 3理解光合作用的基本概念和过程培养科学探究能力强化跨学科联系模型的教学目标和意义如何用模型解释光合作用的原理和过程利用模型展示光合色素的吸收过程强调光合作用中的能量转化和物质循环学生动手实践开展课堂讨论与合作学习制作模型辅助讲解模型在教学中的实际应用与案例启发科学思维通过模型的学习和探究，可以培养学生的观察、分析和解决问题的能力，进一步启发学生的科学思维。

理论与实践结合光合作用模型将科学理论与实践相结合，为学生提供了直观的学习体验，有助于加深对光合作用原理的理解。

推动科学研究光合作用模型作为生物学领域的基础模型，为后续的科学研究提供了基础支撑和启示。

模型在科学研究与教育中的价值03更新教材内容01模型简化与真实性的平衡02教学方法的改进模型在生物学教育中的挑战与改进方向模型精细化研究跨学科应用前景教育普及与推广未来光合作用模型的研究与应用前景光合作用模型在教育中的重要性提高学生理解能力培养学生科学思维激发学生兴趣如何更好地将科学模型应用到教育中合理选择模型融入课堂教学引导学生探究鼓励学生对科学模型的探索与研究。