5.4 光合作用与能量转化第2课时课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.4 光合作用与能量转化 叶子概念车 光合作用的概念及反应式 概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水 转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气 的过程。   反应式： 。 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 场所 条件 原料 产物 叶绿体如何将光能转化为化学能？ 又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 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。 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 【资料2 】1937年，英国植物学家希尔发现，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O2。 1、什么是希尔反应？ 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称作希尔反应。 2、根据资料2，尝试补充完整希尔的实验表达式。 3.希尔实验说明水的光解产生氧气，能否确定氧气中的氧元素全部来自水？ 4.希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？ 5、希尔实验中的氧化剂起到什么作用？叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？ 6、若要证明氧气全部来自水或二氧化碳，可采用什么方法？ 2H2O 光照、离体叶绿体、铁盐（或其他氧化剂） O2+4H++4e- 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。 能够说明，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2的碳元素。 氧化剂结合水分解产生的H+和e-,叶绿体内参与光合作用的氧化剂是NADP+ 可以采用同位素示踪法，用18O分别标记H2O和CO2进行实验。 【资料3】 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： 对比实验 实验结论：光合作用释放的氧气来自于水。 5 【资料4 】1954年，美国科学家阿尔农等用游离的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现，当向反应体系供给ADP、Pi时，体系中就会有ATP的产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 （1）根据资料4中实验，你可以得出什么结论？ 光照条件下，水光解的同时，ADP和Pi合成ATP。 （2）尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 2H2O O2+4NADPH+能量 ADP+Pi ATP 光能 叶绿体 【资料5 】离体叶绿体实验过程及结果 组别 条件 过程 现象 1 黑暗 提供CO2，NADPH、ATP 产生(CH2O) 2 黑暗 提供CO2，不提供NADPH、ATP 不产生(CH2O) 3 光照 提供CO2，不提供NADPH、ATP 产生(CH2O) 结论：CO2转化成(CH2O)需要_____反应提供_________和______ 。 光 NADPH ATP 实验思路：同位素标记14CO2，研究物质转化过程 材料：小球藻 处理：光照、提供14CO2；不同时间杀死小球藻，再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。 CO2→C3 → C6 C5 结果：先出现14C3，最后出现14C5、14C6 结论： 0.5 秒后 5秒后 【资料6 】卡尔文实验（一） 三碳 化合物 多种产物： C3、C5、C6等 CO2是如何转变成糖类的呢? 实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5量增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。 结论： C3与C5之间是相互循环的。 【资料7 】卡尔文实验（二） C5 C3 C5 2C3 还原的C3 CO2 （CH2O） 多种酶 叶绿体类囊体薄膜结构与功能的统一 光能 叶绿体中的色素 水 高能电子 ATP NADPH 光能 e e 电子传递 10 阅读P103-104，思考光合作用分为几个阶段，场所分别在哪，各阶段物质变化是什么，能量变化是什么？ 光、色素、酶 叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解： H2O 1/2O2 +2e-+2H+ 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 场所： 条件： 物质变化 能量变化