5.4.2光合作用与能量转化课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

第五章：细胞的能量供应和利用 第四节光合作用与能量转化 第2课时:光合作用的原理 lenovo () - 学习目标 1.说出叶绿体中色素的种类和作用 2.说出叶绿体色素的提取和分离的原理及方法 3.说明叶绿体的结构与功能相适应 4.说出光合作用的光反应和暗反应的过程 2 （蓝绿色） 叶绿素a （黄绿色） 叶绿素b （橙黄色） 胡萝卜素 叶 黄 素 （黄 色） 叶绿素 （约占3/4，主要吸收红光和蓝紫光） 类胡萝卜素 （约占1/4，主 要吸收蓝紫光） 绿叶中的色素 叶绿体 双层膜 基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒 光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和基质 叶绿体是捕获光能、进行光合作用的场所。 结构 功能 温故知新：绿叶中的色素 思考：叶绿体中的光合色素捕获光能将通过什么方式转化为什么物质呢？ 显微镜下的叶绿体 自主学习1：阅读课本P102，总结光合作用的概念及方程式？ 光合作用概念： 指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。 CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 过程（总方程）： 表示糖类 总结：光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？ 原料：二氧化碳 水 产物：有机物(糖类) 氧气 场所：叶绿体 条件：光能 多种酶 人们是如何发现光合作用过程的呢？ 一. 光合作用的原理 6 1.19世纪末 甲醛→糖 “甲醛说” 2.1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖,甲醛对植物有毒。 探究光合作用原理的部分实验 思考.讨论 一. 光合作用的原理 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与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。 不能通过光合作用实现 7 3.1937年，英国植物学家希尔 希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应 O2 结论：水的光解产生氧气；水的光解与糖的合成不是同一个化学反应； 暗示着光合作用应该是分阶段进行的 1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中氧元素全部都来自水？ 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。 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H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，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。 【问题探讨】 实验思路：用放射性同位素标记来研究物质的去路 材料：小球藻。处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。 光合作用释放O2的O到底是来自H2O，还是CO2，还是二者都有？ 4.1941年 美国 鲁宾和卡门（同位素示踪法） 光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。 结果：A为O2，B为18O2； 结论： 提醒：鲁宾和卡门：相互对照，自变量是标记物质，因变量是O2的同位素情况 10 5.1954年，阿尔农 在光照下，叶绿体可合成ATP 这一过程总是与水的光解相伴随 1957年，阿尔农 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系： ADP+Pi ATP 1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。 资料：卡尔文实验 光合产物中有机物的碳来自CO2。 结论： 12 小球藻 1946年卡尔文实验 小球藻 小球藻 注入14CO2，一段时间后杀死小球藻终止反应,分析产物. 14CO2 几分之一秒时 5秒时 14C3 14C5 14C3 （14CH2O） 14CO2 14C3 14C5 (14CH2O) 同时 出现 技术：同位素标记法 暗反应阶段 1.光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？ 2.每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？ 自主学习：请自主阅读课本P103-104页，完成以下问题。 光反应阶段 暗反应阶段 区别 反应条件 反应场所 物质变化 能量变化 联系 一. 光合作用的原理 根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。 光合作用过程的示意图 暗反应 NADPH A