5.4 光合作用与能量转化（第2课时）-【轻松学生物】2022-2023学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修1）

光合作用 与 能量转化 （第二课时） 1、光合作用的概念 2、光合作用的实质 把无机物转化为有机物，把光能转化为化学能储存在有机物中 二、光合作用的原理和应用 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并产生H2O和释放出O2的过程。 6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2 光能 叶绿体 ３、光合作用探索历程 19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 1928年，科学家发现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糖。 1937年，希尔反应： 离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1941年美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法验证了光合作用产生的O2来自于H2O 1954年，美国科学家阿尔农发现，光照下，叶绿体可以合成ATP。 1957年，他发现这一过程总与水的光解相伴随。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 讨论1.希尔实验说明水的光解产生O2，是否说明植物光合作用产生的O2中氧元素全来自水？ 不能说明，希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 讨论2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 能。该实验是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，故该实验说明水的光解并非必与糖的合成相关联。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4、光合作用过程 阅读课本P103第一段内容及图5-14，思考以下问题？ 光合作用分哪两大过程？两者划分依据是什么？ 水的光解具体在叶绿体哪个部位进行？ O2在哪阶段生成？而CO2参与哪阶段反应？ 光反应阶段 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O 4H+ + O2 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋ 光能 ATP 酶 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中 场所 条件 物质变化 能量变化 NADP+＋H+＋2e- NATPH 酶 还原剂的形成： 旧版教材把此过程简化为[H] 1946年开始，美国的卡尔文等用小球藻做实验：用经过14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性的14C去向，最终证明： CO2→ C3 → C5、 （C3H6O3） 卡尔文揭示了CO2转化成有机物过程，即“卡尔文循环”的光合碳循环,荣获1961年诺贝尔化学奖。 哪卡尔文循环的具体过程又是如何进行呢？ 暗反应阶段 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： 叶绿体的基质中 ATP、 NANPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能 2C3 （C3H6O3）+C5 NANPH 酶、ATP NADP+ 、ATP、酶 场所 条件 物质变化 能量变化 类囊体薄膜上 的色素分子 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 光解 能量 C5 2C3 多种酶 固定 还 原 酶 光反应 暗反应 H+ NADPH 酶 CO2 光 (CH2O) 酶 光合作用过程 光合作用简图 两个阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 反应物 物质 变化 1 2 能量变化 产物 联系 光反应为暗反应提供了 和 ；暗反应为光反应补充了 和 。 CO2、C5、 ATP、NADP CO2+C5 2C3 酶 2C3+NADPH C5+CH2O） ATP 酶 ATP的化学能转变为稳定的化学能贮存在有机物中 （CH2O）、ADP、Pi、C5 叶绿体基质中 不需光、酶、NADPH、ATP H2O、ADP、Pi 2H2O NADPH+O2 酶 ADP+Pi +能量 ATP 酶 光能转变为活跃的化学能存于ATP中 叶绿体类囊体膜 光、色素、酶 O2、ATP、NADPH ATP ADP、Pi NADPH NADP 光合作用两过程的比较 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ※ H2O光解时所产生H+ 的，一部分与NADP+转化 成NADPH供C３还原成_______，另一部分与CO２固