⑵ ATP是主动运输的直接能源：如细胞膜上的钠、钾离子泵（即Na+-K+
-ATP酶），运输钾、钠离子的过程：在膜的内侧，Na+与Na+-K+- ATP酶
结合，激活了其活性，使ATP水解释放出高能磷酸基团与酶结合，导致
酶构象变化引起与Na+结合部位转向膜外侧，这时，由于磷酸化的酶对
Na+亲和力低，对K+亲和力高，膜外的K+便取代了膜上的Na+，K+与磷酸
化的酶结合后可促使酶上磷酸基团的解离，又史酶的构像变会初始状态，
并使得与K+结合的部位转向膜内。由于去磷酸化的酶与K+亲和力低，而
对Na+亲和力高，导致K+在膜内被释放，而再次与Na+结合重复上述主动
运输过程。总之ATP使钠、钾离子泵磷酸化，构型改变，推动了对钠、
钾离子的运输过程。
⑶ ATP是兴奋传导的直接能源：上述ATP作用下的膜对K+-、 Na+的运输，
也是兴奋后的神经细胞从兴奋状态恢复到未兴奋状态重键静息电位的原
因，所以ATP以这种方式参与神经兴奋的产生过程。
⑷ ATP是生物发光的直接能源。研究发现，在萤火虫尾部发光细胞中存
在荧光素酶（E-LH），酶促反应结果使ATP与E-LH先偶联，偶联的中间
产物E~LH2-AMP在氧气存在下可释放能量，并以荧光的形式发射出来。
ATP + E-LH → E~LH2-AMP + Pi
E~LH2-AMP + O2 → E-P + 荧光
⑸ ATP是生物体内物质合成的直接能源。例如谷氨酸与氨合成氨基酰胺
的反应是一种吸能反应，不能自发地进行。在ATP提供能量的情况下，
首先ATP的一个高能磷酸键断开，磷酸基团被转移到谷氨酸分子上，具
有更高能量的磷酸化了的分子，自发地与氨分子结合形成谷氨酰胺。
ATP + E-LH → E~LH2-AMP + Pi
E~LH2-AMP + O2 → E-P + 荧光
３.理论联系实际, 变抽象的名词为具体的
能源物质
五、光合作用
植物只要生长，就能完成自然界中两个最
伟大的转变：光能变成化学能，无机物变成
有机物。植物的光合作用一直是生物学研究
的热点问题和另人着迷的领域，合理地进行
教学设计和实施教学过程，无论在培养学生
的科学兴趣、提高学生的科学学习和研究能
力、还是体会生物学的价值、不同学科之间
的内在联系都是良好的教学素材。
（一）教学设计思路建议
1. 从光合作用的原料、产物、条件和场所方面，让学生回忆
什么是光合作用，并用反应式表达。
2. 根据反应式质疑和分析：⑴科学家如何从微观水平证实叶
绿体是光合作用中的场所——分析恩吉尔曼光下好氧细菌
在水绵上的分布实验；⑵ 如何证明氧气中的氧来自于水
还是来自二氧化碳——分析鲁宾和卡门同位素示踪实验或
希尔反应。
3．质疑：为什么绿色植物能使水在光下分解？和光能吸收利
用有关的物质是什么？——叶绿体色素的提取和分离。
4．质疑：叶绿体色素吸收光能后，发生了怎样的变化，推动
了一系列的物质和能量转换过程？——讲解光合作用的过
程。
5．分析影响光合作用的环境因素，探讨生产上促进提高光能
利用率的措施。光合作用为什么在叶绿体中进行？引入叶
绿体色素的实验
（二）具体问题探讨
1. 叶绿体色素的提取和分离实验
⑴研磨提取时加CaCO3原因
⑵ 检测色素的吸收光谱的实验设计
⑶ 叶色变化与色素种类和含量的关 系
⑷补充资料 叶绿素的荧光和磷光现象
2. 光合作用难易程度的把握
4.光合作用的过程
C6H12O6
光
H2O
O2
氨基酸等←← C3糖 C3酸
光能吸收传递和转换
ADP+Pi ATP NADP+ NADPH
叶绿素a e
e
H+
CO2
C5糖
水的光解放氧
光合磷酸化
CO2固定
三碳化合物还原
光合产物的合成
五碳糖的再生
供能 供氢
光
阶段 光反应 暗反应
与光关系 需光 不直接需要光
步骤
①光能的吸收传递和转换
②水的光解放氧
③电子传递和光合磷酸化
①二氧化碳的固定
②三碳酸的还原
③六碳糖等有机物
的的合成和五碳糖
的再生
产物 O2 ATP NADPH 葡萄糖等有机物
实质 光能 电能 活跃化学能 无机物转化为储能
的有机物
参看师大板<分子与细胞>模块教参
C4植物光合作用特点
C3植物、C4植物比较
特征 C3植物 C4植物
叶结构
维管束鞘细胞不含
叶绿体，其周围叶
肉细胞排列疏松
维管束鞘含有叶绿体，其
周围叶肉细胞排列紧密
CO2固定
受体
酶
产物
效率
叶肉细胞
五碳化合物
活性低
三碳化合物
低
叶肉细胞、维管束鞘细胞
三碳化合物
活性高
四碳化合物
高
CO2同化 叶肉细胞内通过C3
途径实现
维管束鞘细胞内通过C3途
径实现
植物类型 典型温带植物 典型热带或亚热带植物
5．光合作用的意义：光合作用和生物进化的关
系；光合作用和当今世界面临的全球性问题的
关系。
6、定量表示环境因素对光合作用的影响
光能
叶绿体
光能
叶绿体
CO2 + H2O CH2O+O2
CO2+2H2O* CH2O + O2* + H2O
光能
叶绿体
6CO2 + 12H2O* C6H12O6 + 6O2 * + 6H2O
1、光照
⑴ 光在光合作用中的作用
⑵ 光饱和现象
⑶ 光补偿点
⑷ 光质对光合作用的影响
⑸ 光合作用的日变化
光照强度
光合作用强度
O B
A
C
呼吸速率
光补偿点
光饱和点
A'
B'
C'
