5.4.2光合作用与能量转化——光合作用的原理和应用 课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

光合作用与能量转化 二、光合作用的原理和应用 1 知识回顾 （橙黄色） （黄色） （蓝绿色） （黄绿色) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 （约占1/4， 主要吸收蓝紫光） 叶绿素 （约占3/4，主要 吸收蓝紫光和红光） 叶绿素ａ＞叶绿素ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素 绿叶中的色素 进行光合作用的场所是 。 叶绿体 2 一、光合作用的原理 P102 光合作用的概念 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 光合作用的化学反应式 CO2 + H2O 叶绿体 光能 （CH2O）+ O2 注：（CH2O）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。 P104 3 一、光合作用的原理——探索历程（部分实验） P102 1. 19世纪末： CO2 O2 + H2O （CH2O） 甲醛 缩合 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为糖。 2. 1937年，希尔： H2O 离体叶绿体 光能 O2 水光解产生氧气的化学反应称为希尔反应 ✘ 4 一、光合作用的原理——探索历程（部分实验） P102 3. 1941年，鲁宾和卡门： 同位素示踪法 结论：光合作用释放的氧气全部来自水。 光照射下的 小球藻悬液 CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 甲组 乙组 4. 1954-1957年，阿尔农： 在光照下，叶绿体可合成ATP，且此过程总是与水的光解相伴随。 5 一、光合作用的原理——探索历程（部分实验） P103-104 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，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。 5. 20世纪40年代, 卡尔文： P104 光照射下的 小球藻悬液 14CO2 H2O O2 （14CH2O） 同位素示踪法 (14CH2O) 14CO2 CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径称为卡尔文循环。 6 一、光合作用的原理 P103-104 光合作用：两个阶段（划分依据：是否需要光能） 光反应阶段 光合作用的第一阶段，必须有光才能进行。场所：叶绿体的类囊体薄膜 光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行。 场所：叶绿体基质中 暗反应阶段 （碳反应/卡尔文循环） CO2 + H2O 叶绿体 光能 （CH2O）+ O2 7 ADP+ Pi +光能 ATP 酶 一、光合作用的原理——光反应阶段 P103-104 ATP ADP+Pi 酶 H2O 叶绿体中的色素 NADPH O2 H+ 光反应阶段： 光能 + NADP+ 条件 ： 光、 色素、 酶 场所： 物质变化 水的光解： ATP的合成： 叶绿体类囊体薄膜上 光能 能量转变： ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能 产物： O2、NADPH、ATP H2O O2 + H+ 光 H++NADP+ NADPH 参与暗反应 8 一、光合作用的原理——暗反应阶段 P103-104 暗反应阶段： 2C3 C5 NADPH ADP + Pi （CH2O） ATP 多种酶 参加催化 酶 CO2 还原 固定 酶 供能 卡尔文循环 条件： 有光无光都可，需多种酶 场所： 叶绿体基质 物质变化 CO2的固定： CO2 + C5 2C3 酶 C3的还原： ATP中活跃的化学能 2C3 + NADPH （CH2O）+ C5 + NADP+ 酶 能量转变： 有机物中稳定的化学能 产物： （CH2O）、NADP+、ADP、Pi ATP ADP + Pi +能量 酶 NADP+ 参与光反应 9 一、光合作用的原理 10 一、光合作用的原理——光反应和暗反应比较 光反应 碳反应 条件 场所 物质变化 能量变化 联系 光、色素、酶 不需要光、多种酶 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质 光能→ATP、NADPH 中活跃的化学能 ATP、NADPH中的化学能 → 糖类中稳定的化学能 水的光解 ATP及NADPH的形成 CO2的固定、C3的还原、 ATP及NADPH