5.4.光合作用和能量转化 （第2课时）课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

类囊体 色素 酶 温故知新 在叶绿体内部类囊体的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子， 在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。 第4节 光合作用与能量转化 光合作用的原理和应用 第一课时 2 学习目标 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 课程标准 1.通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，构建光合作用的概念模型。 2.通过构建光合作用模型，从物质与能量观的角度，阐明光合作用过程中物质变化与 能量变化的过程，说明光合作用的原理。 3.通过对光反应与暗反应过程的比较归纳，理清光反应与暗反应的区别与联系，说明光合作用的意义。 光合作用： 绿色植物通过 ，利用 ，将 转 化成 ，并且释放出 的过程。 1.概念： 叶绿体 光能 二氧化碳和水 储存着能量的有机物 氧气 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. CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 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？ 一、探究光合作用原理的部分实验 19世纪末 甲醛→糖 1928年 甲醛对植物有毒 不能通过光合作用转化成糖 1937年 希尔反应 水的光解产生氧气 1941年 鲁宾和卡门 光合作用产生的 氧气全来自于水 1954年 阿尔农 叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随 5 资料一：19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。 资料二：1937年，英国科学家希尔发现，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氧气。 希尔反应：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。 O2 H+ 离体的叶绿体 悬浮液 思考： 1、希尔反应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？ 2、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？ 1、不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。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。 2、能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 ①实验方法： 同位素示踪 ②实验变量： 自变量是 ，因变量是 。 C18O2、H218O 释放出的O2是否含有18O ③实验结论： 光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水 释放出的O2的质量 因变量检测指标？ CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 光照射下的 小球藻悬液 资料三：1941年，鲁宾和卡门——同位素示踪法 对比实验 资料四：1946年卡尔文循环: 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：提供光照、14CO2 10 补充实验：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。 14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5 ③实验结论：光合产物中有机物的碳来自CO2. ①实验方法： 放射性同位素示踪法 ②实验变量： 自变量是 ，因变量是 。 时间 14C标记的化合物 ④实验结果： 14CO2 14C3 (14CH2O) C5 11 ①1954年，美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验，在有光照和无CO2的条件下，当向反应体系中供给ADP、Pi和NADP+时，会有ATP、NADPH和O2产生。 ②1954年，阿尔农