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

第5章第4节 第2课时 光合作用的原理和应用 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 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。 任务一、光合作用的概念 1.概念: 2.反应式: 实质: 合成有机物,储存能量 2 产物中的O2来自哪里? (CH2O )是如何形成的? 该反应中物质和能量的变化是怎样的? 3.探究光合作用原理的部分实验 任务一、光合作用的概念 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。 ②1937年:希尔 希尔反应: O2全部来自于H2O吗? 离体叶绿体在适当条件下发生 的光解,产生 。 结论: 加铁盐或其他氧化剂 (有H2O,无CO2) 叶绿体悬浮液 叶绿体悬浮液 水 氧气 (有H2O,无CO2) 在分离的叶绿体悬浮液(有H2O,无CO2)中加入高铁盐,将其分别放在阳光下和黑暗条件下,阳光条件下有气泡产生,同时高铁盐被还原成低铁盐;黑暗条件下无气泡产生。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。 5 ④ 1941年,鲁宾和卡门——同位素示踪法 CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 光照射下的小球藻悬液 结论:光合作用产生的O2全部来自于H2O。 光合作用释放的O2来自于H2O。 ③1941年 鲁宾和卡门(同位素示踪法) 结论: H2O H218O CO2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 C18O2 7 ⑤ 1954年,阿尔农 在光照下,叶绿体可合成ATP 这一过程总是与水的光解相伴随 1957年,阿尔农 结论:在光照时,叶绿体中生成了ATP。 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系: H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 任务二、光合作用过程 划分依据:反应过程是否需要光能 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 光反应 暗反应 9 H2O 类囊体膜 Pi +ADP ATP 1.光反应阶段 光、色素、酶 叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解: H2O O2 +H+ 光能 ATP的合成: ADP+Pi+能量(光能) ATP 酶 光能 NADPH和ATP中活跃的化学能 场所: 条件: 物质变化 能量变化 H+ H++NADP+ NADPH NADP+ + NADPH 氧化型辅酶 还原型辅酶 色素、酶 O2 10 ATP ADP+Pi 酶 O2 NADP++H+ H2O 光解 光反应阶段 类囊体薄膜 NADPH 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。 2.暗反应阶段 CO2的固定: CO2+C5 2C3 酶 C3的还原: ATP 叶绿体基质 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 2C3 (CH2O)+C5 酶 糖类 NADPH、ATP、酶 场所: 条件: 物质变化 能量 变化 CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定 三碳化合物 2C3 叶绿体基质 多种酶 糖类 ATP NADPH NADPH (CH2O) C3的还原 12 光反应和暗反应区别和联系 光反应阶段 暗反应阶段(碳反应) 场所 条件 物质变化 能量变化 联系 项目 叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质 光、色素、酶 多种酶 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 ATP、NADPH中活跃的化学能 糖类中稳定的化学能 光反应为暗反应提供ATP和NADPH 暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料 2C3 CO2+C5 2C3 NADPH、ATP (CH2O) +C5 酶 过程 2H2O O2+4NADPH ADP+Pi+能量 ATP 酶 酶 光能 H2O CO2 还 原 (CH2O) 叶绿体 色素 供氢 酶 供能 多种酶参加催化 暗反应(叶绿体基质) 2C3 C5 固定 ADP+Pi ATP 酶 水在光下分解 O2 NADPH NADP+ 光反应(叶绿体类囊体薄膜) 完成《学案》P54光合作用流程图填写 任务二、光合作用过程 O2 H+ NADPH NADP+ ADP+Pi ATP 2C3 C5 (1)光合