5.4.2光合作用的原理和应用-2课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.4.2 光合作用与能量转化 二、光合作用的原理和应用 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 1 复习叶绿体结构 外膜 内膜 基粒 类囊体 色素分布： 酶分布： 基质 类囊体薄膜上 类囊体薄膜和叶绿体基质 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 (2)光合作用的实质： 合成有机物，储存能量 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 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 光合色素 (1)光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？ 光合作用 1.概念： 2.反应式： 注：（CH2O）表示糖类， 光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。 一、光合作用的原理 问题 （1）叶绿体如何将光能转化为有机物中的化学能？ （2）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？ CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 分析科学家做过的实验：探索光合作用原理的部分实验 探索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。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 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。 初步判断： 氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 一、光合作用的原理 资料2：1937年，英国科学家希尔。 希尔发现，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氧气。 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。 不能。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 生的氧气中的氧元素全部都来自水？ O2 H+ 离体的叶绿体 悬浮液 思考：光合作用生成的O2中的氧元素到底来自H2O还是CO2？如何设计实 验进行探究？ 同位素示踪法 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。 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？ 资料3：1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同 位素18O分别标记成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给同种植物提供H218O和CO2，第二组给植物提供H2O和C18O2。在其他条件都相 同的情况下，第一组释放的氧气都是18O2,第二组释放的都是O2。 CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2 讨论3. 分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？ 对比实验 相互对照 资料4：美国科学家阿尔农（D.Arnon) 1954年 1957年 以上几个实验说明： 在光照时，叶绿体中生成了ATP。 这一过程总是与水的光解相联系。 1.光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水； 2.水的光解还伴随ATP的产生； 3.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。 9 划分依据:反应过程是否需要光能 光反应（光合作用第一阶段） 暗反应（光合作用第二阶段）又称碳反应 思考： 光反应在白天可以进行吗？夜间呢？ 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？ 有光才能反应 有光、无光都能反应 一.光合作用的原理 1.光合作用过程 ①条件： 光、 光合色素、 酶 ②场所： ③物质变化： 水的光解： ATP的合成： 叶绿体类囊体薄膜上 光能 ⑤能量转变： NADPH、ATP中活跃的化学能 ④产物： O2、NADPH、ATP H2O H++O2+电子（e-） 光 ADP＋Pi +光能 ATP 酶 （1）光反应阶段 一.光合作用的原理 1.光合作用过程 NADPH的合成： NADP+