5.4 光合作用与能量转化（第二课时）-2023-2024学年高一生物同步优质课件（2019人教版必修1）

第4节 光合作用与能量转化 必修一 分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用 第二课时 1.19世纪60年代，科学家总结出光合作用的反应式。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 一、光合作用的原理 （一）光合作用过程的部分实验探究 2.19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。 2 3.希尔反应 希尔的实验是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 不能，反应体系中还可能存在其他氧元素供体。 希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2。 4.鲁宾和卡门实验 实验方法： 同位素示踪 实验结论： 光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水 检测指标：释放出的O2的质量 小球藻悬浊液 CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 5.阿尔农实验 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。 1954年，美国科学家阿尔农发现，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。 5 6.卡尔文实验 用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。 探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径 放射性同位素示踪法 14CO2 14C3 (14CH2O) C5 （二）光合作用的过程 1.光反应 类囊体薄膜上 的色素分子 光能 ADP + Pi 酶 ATP O2 水在光下分解 H2O H+ NADPH NADP+ 光合作用第一阶段必须有光才能进行，这个阶段是光反应阶段。 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 水的光解： 2H2O O2+ 4H+ 光 ATP的合成： ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADPH的合成： NADP+ + H++ 能量 NADPH 酶 ②条件： 光、色素、多种酶等 ①场所： 叶绿体类囊体薄膜 ③物质转化： 光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能 ④能量转化: 教材相关信息：水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？ 活泼的还原剂； 储存部分能量供暗反应阶段利用。 2.暗反应 NADP+ 酶 NADPH ADP+Pi 酶 ATP 能量 能量 还原 多种酶 参与催化 (CH2O) 糖类 CO2 固 定 2C3 C5 光合作用第二阶段有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应。 ②条件：ATP,NADPH，需要多种酶 ①场所：叶绿体基质 C3的还原： 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 ③物质转化 ④能量转化: ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 类囊体薄膜上 的色素分子 光能 NADP+ NADPH ADP + Pi 酶 ATP O2 水在光下分解 H+ H2O CO2 固 定 2C3 酶 酶 还原 (CH2O) 糖类 多种酶 参与催化 C5 3.光反应与暗反应的联系 光反应 暗反应 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 →有机物中稳定的化学能 暗反应有光无光都能进行,若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长。 光反应为暗反应提供NADPH和ATP， 暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。 （三）光合作用 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 2.过程 1.概念 3.实质 合成有机物，储存能量。 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。 11 二、光合作用的原理的应用 （一）探究环境因素对光合作用强度的影响 1.光合作用强度 CO2固定量 有机物(糖类)生成量 O2产生量