5.4 光合作用与能量转换（第2课时）-【备课小能手】2023-2024学年高一生物教学课件（人教版2019必修1）

必修一 第五章 第4节 教师： 第4节 光合作用与能量转换（2） CO2 + H2 O 光能 （CH2O)+ O2 思考：产物中的O2来自CO2 还是 H2 O？ 一、光合作用的原理 叶绿体 资料1 （一）探究光合作用原理的部分实验 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。 资料2：希尔反应 水的光解产生氧气。 1.希尔的实验可以得出什么结论？ 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：鲁宾和卡门实验 同位素标记（示踪）法； 该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？ 光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。 相互对照（即对比实验）； 光照下，水光解同时ADP和Pi合成ATP。 结论： 资料4：阿尔农实验 材料：离体叶绿体 处理：加入ADP、Pi，给予光照 结果：叶绿体生成ATP，且同时水光解产生氧气； 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 H2O 光能 叶绿体 O2+NADPH +能量 ADP + Pi ATP 根据是否需要______，这些化学反应可以概括地分为________和________（现在也称为碳反应）两个阶段。 光能 光反应 暗反应 （二）光合作用原理 光合色素 光能 光反应阶段 ATP ADP + Pi 酶 H++2e- O2 水在光下分解 H2O NADPH NADP+ 酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 场所： 光、色素、酶等 条件： 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP、NADPH中。 能量转换： 物质变化 ADP＋Pi ＋能量 ATP 酶 NADP++H++e- NADPH 酶 H2O O2+H++2e- 光能 向小球藻提供持续的光照加入放射性同位素标记的14CO2； 在不同的时段（3s、5s、10s）内将细胞悬液迅速倾入煮沸的乙醇杀死细胞； 分离溶解物中的分子； 经双向纸电泳和放射性自显影分离等方法分析产物，阐明了暗反应阶段的反应过程； 14CO2 → 14C3 → (14CH2O)和14C5 卡尔文实验 酶 2C3 CO2 C5 （CH2O） NADPH 光反应阶段 ATP ADP + Pi 暗反应阶段 叶绿体基质中 有光无光都可以，多种酶等 ATP、NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。 场所： 条件： 能量转换： 物质变化 C3的还原： CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH 叶绿体 中的色素 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H++2e- 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 酶 可见光 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 类囊体薄膜 叶绿体基质 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 光反应与暗反应的比较 反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 物质变化 能量变化 联 系 光合作用实质 类囊体薄膜上 叶绿体基质 必须有光、光合色素、酶 有光或无光均可，多种酶 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物稳定的化学能 把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来 光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+ 光合作用中元素的转移 ①H的转移： H2O → NADPH→ (CH2O ) ②C的转移： CO2 → C3 →（CH2O） ③O的转移： CO2 → C3 →（CH2O） H2O → O2 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 “正其行，通其风” 二、光合作用的原理的应用 “宽窄行种植” （一）光合作用强度的表示方法 CO2＋H2O （CH2O）＋O 2 光能 叶绿体 固定CO2的量 制造或产生有机物（糖类）量 产生O2的量 单位时间内光合作用 产物的生成量或底物的消耗量！ 线粒体 叶绿体 产生O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2 （可以测得） 植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。 较强光照时 真正(总)光合速率= 净(表观)光合速率 + 呼吸作用速率