5.4光合作用与能量转化第2课时课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

细胞的能量供应和利用 二、光合作用的原理和应用 1 知识回顾 1、捕获光能的色素和结构？ 2、叶绿素a 和 叶绿素b 主要吸收什么光？ 类胡萝卜素和叶黄素主要吸收什么光？ 3、叶绿体的哪些结构适于进行光合作用？ 3 叶绿体的结构适合进行光合作用 2、结构： ①双层膜 ②叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶 ③基粒：由两个以上类囊体组成 ,含色素和光反应有关的酶 基粒 类囊体 众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光的面积。 （一）光合作用的探究历程： 海尔蒙特实验 五年后 只浇雨水，几乎不含任何养料 柳树增加80多kg 土壤减少不到100g 忽略了空气的作用 普利斯特利实验 植物可以更新空气。 但是 并未发现光在植物更新空气中的作用！ 一半曝光，一半遮光 在暗处放置几小的叶片 绿色叶片在光下中产生了淀粉。 碘蒸气处理 结论: 1864年，萨克斯（德）的实验 绿色植物通过 ，利用 ，把 转化成储存着能量的 ，并且释放 的过程。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 光合作用的概念： 总反应式: CO2+H2O* (CH2O)+O2 * 叶绿体 光 7 19世纪末 甲醛→糖 1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) → 糖 8 （有H2O，无CO2） 1937年，希尔 铁盐 O2全部来自于H2O吗？ 水的光解产生氧气。 结论： 光照 离体叶绿体 2H2O 4H+ + O2 + 能量 光照 希尔反应 在分离的叶绿体悬浮液（有H2O，无CO2）中加入高铁盐，将其分别放在阳光下和黑暗条件下，阳光条件下有气泡产生，同时高铁盐被还原成低铁盐；黑暗条件下无气泡产生。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。 9 探究O2来源： 1940年，鲁宾和卡门 （同位素标记法） 光照射下的 小球藻悬液 CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 结论：光合作用释放的氧来自水 用16O的同位素18O标记 10 1946年 卡尔文实验（同位素标记法） 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 小球藻 14C3 几分之一秒时 小球藻 5秒时 14C5 14C3 （14CH2O） 同时出现 14CO2 14C3 14C5 (14CH2O) CO2＋ H2O （CH2O）＋O2 光能 叶绿体 鲁宾和卡门实验 卡尔文实验 氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。　 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体光照时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 2H2O O2 + 4H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP ATP的合成与希尔反应的关系 13 光合作用的探究历程 水的光解产生O2 光合作用释放的氧气都来自于水 水的光解与ATP的合成相伴随 同位素标记法 1.希尔反应 2.鲁宾和卡门 3.卡尔文14C标记 4.阿尔农 14CO2 14C3 14C5 (14CH2O) 上述实验表明: 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。　 有光才能反应 有光、无光都能反应 划分依据:反应过程是否需要光能 光反应 暗反应（碳反应） 15 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 光解 H+ NADPH 酶 酶 C5 2C3 多种酶 (CH2O) 糖类 CO2 固定 还原 酶 光反应 暗反应 H+ 16 色素分子 光能 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 多种酶 (CH2O) CO2 光解 固定 还原 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 联系： 光反应阶段为暗反应阶段提供 ，暗反应阶段产生的 为光反应阶段合成ATP提供原料。 NADPH ATP NADP+ ADP、Pi H+ 光反应阶段 暗反应阶段 进行部位 条件 物质 变化 能量变化 联系 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素、水和酶 ATP、NADPH、 CO2和多种酶 光能转变成活跃的化学能（ATP） 活跃的化