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

延时符 （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 1 温故知新 1 5.4 光合作用与能量转化 二光合作用的原理和应用 1 学习目标 1、光合作用的过程，从物质和能量角度阐明 光合作用的原理。 2、环境因素对光合作用的影响。 3 俗话说：万物生长靠太阳。为什么这样说呢？ 4 1 光合作用 定义： 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。 实质：合成有机物，储存能量。 反应式： CO2 + H2 O （CH2O) + O2 叶绿体 光能 5 下列转变需经哪些生理过程才能实现？ 光能 糖类等有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能 直接用于各种生命活动 ① 光合作用 ② 呼吸作用 ③ ATP水解 思考 6 一、光合作用的原理 7 一、光合作用的原理 1 探究实践：探究光合作用原理的部分实验 资料1：19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 8 1 探究实践：探究光合作用原理的部分实验 资料2：1937 年，英国植物学家希尔： 化学反应式： 像这样，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称作希尔反应。 9 1 探究实践：探究光合作用原理的部分实验 结论：光合作用释放的氧全部来自水。 同种植物 CO2 H2O 资料3：1941年，鲁宾、卡门实验 同位素标记法 C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 同位素标记（示踪）法； 相互对照（即对比实验）； 光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。 10 1 探究实践：探究光合作用原理的部分实验 资料4：1946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。 结论：光合产物中有机物的碳来自CO2。 2C3 C5 （CH2O）+H2O 多种酶 参加催化 CO2 还原 固定 11 1 探究实践：探究光合作用原理的部分实验 资料5：1954年，美国科学家阿尔农(D. Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 光照 ATP 水 光解 尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 12 二、光合作用的过程 13 二、光合作用的过程 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。 C3是指三碳化合物 ---3-磷酸甘油酸 C5是指五碳化合物 ---1，5-二磷酸核酮糖（RuBP） 14 1 光反应 15 1 光反应 条件：光、色素、多种酶 场所：类囊体薄膜 物质转化： 水的光解： ATP的合成： H2O O2 + H+ + e- 光 色素 光能 能量转化: ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP + Pi + 能量 ATP + H2O 酶 NADPH的合成： NADP+ + H+ + e- NADPH 酶 产物：O2、NADPH、ATP 光合作用产生的ATP只用于暗反应C3 的还原 16 1 暗反应（碳反应） 2C3 C5 NADPH ADP + Pi （CH2O）+H2O ATP 多种酶 参加催化 酶 CO2 还原 固定 酶 供能 卡尔文循环 C3是指三碳化合物---3-磷酸甘油酸 C5是指五碳化合物---1，5-二磷酸核酮糖（RuBP） 17 条件： 有光、无光都可，需要多种酶 场所： 叶绿体基质 物质变化 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP中活跃的化学能 2C3+NADPH （CH2O）+C5 酶 ATP ADP+Pi 能量变化： 有机物中稳定的化学能 产物： （CH2O） 、 ADP 、 Pi 1 暗反应（碳反应） NADPH→NADP+ 18 19 1.NADPH和ATP的移动途径是什么？ 2.NADP+和ADP的移动途径呢？ 3.NADPH的作用？ 从类囊体薄膜到叶绿体基质。 从叶绿体基质到类囊体薄膜。 ①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量 20 1 光合作用