5.4.2 光合作用的原理和应用-【创新课堂】2023-2024学年高一生物实用高效课件（人教版2019必修1）

5.4光合作用与能量转化 二：光合作用的原理和应用 第5章 细胞的能量供应和利用 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。 定义： 光合作用总反应式： CO2+H2O 叶绿体 光能 （CH2O ）+ O2 一、光合作用的原理 离体叶绿体悬浮液中加入铁盐，光照下可释放O2 CO2中C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，甲醛缩合成糖 1.探究光合作用原理的部分实验 甲醛对植物有毒害；甲醛不能转化成糖 19世纪末 1937年 希尔 1941年 鲁宾、卡门 1954年 阿尔农 1928年 1957年 阿尔农 20世纪40年代 卡尔文 一、光合作用的原理 标签 0 112 192 3 希尔实验是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？ 希尔实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 不能说明。实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。 能够说明。希尔实验中没有合成糖类的原料CO2，因此，可以说明水的光解并非必须与糖的合成相联系，意味着希尔反应是相对独立的反应阶段。 一、光合作用的原理 补充：鲁宾和卡门实验 实验思路：用同位素示踪法来研究物质的去路 光合作用产生的O2中的O来源于H2O，而不来源于CO2 实验过程及现象： CO2 H218O 光照射下的 小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 实验结论 一、光合作用的原理 离体叶绿体悬浮液中加入铁盐，光照下可释放O2 同位素示踪法，证明O2来自水 CO2中C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，甲醛缩合成糖 1.探究光合作用原理的部分实验 甲醛对植物有毒害；甲醛不能转化成糖 光照下，叶绿体可合成ATP ATP合成与水的光解相伴随 19世纪末 1937年 希尔 1941年 鲁宾、卡门 1954年 阿尔农 1928年 1957年 阿尔农 20世纪40年代 卡尔文 CO2中的C进入有机物中 一、光合作用的原理 标签 0 112 192 6 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) 反应 时间 30秒 5秒 ＜1秒 带14C标记的 化合物 很多种 14C3、14C6 90% 14C3 实验结论： 实验方法： 放射性同位素示踪法 实验变量： 自变量是 ，因变量是 。 时间 14C标记的化合物的种类 CO2中的C进入有机物中。 7 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（又称碳反应）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 2.光合作用的过程 一、光合作用的原理 叶绿体 中的色素 光能 H2O H+ O2 直接释放到空气中 在暗反应中做还原剂、供能 为暗反应阶段提供能量 光反应阶段: 水在光下分解 ADP+Pi ATP 酶 2.NADPH的合成 1.水的光解 3.ATP的合成 NADP+ NADPH 类囊体薄膜 水的光解： ATP的合成： 条件： 场所： 物质变化： 能量变化： 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP+Pi+光能 ATP 酶 酶 光、 色素、 、水 光反应阶段: 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 光、色素 酶 H2O 1/2O2 +2H++2e- NADP＋＋H+＋2e-→NADPH NADPH的合成： 2C3 CO2 C5 还 原 （CH2O） 暗反应阶段： 还原剂、供能 NADPH 固 定 1.CO2的固定 2.C3的还原 酶 ADP+Pi 多种酶参加催化 NADP+ ATP 供能 卡尔文循环 叶绿体基质 CO2的固定： CO2 + C5 2C3 酶 C3的还原： 条件： 场所： 物质变化： 能量变化： ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 NADPH、 多种酶、 ATP、CO2、 2C3 （CH2O）+ C5+H2O 酶、ATP NADPH 暗反应阶段： C5 2C3 ADP+Pi ATP 多种酶 (CH2O) CO2 2H2O O2 光解 固定 还原 光反应阶段 （叶绿体类囊体薄膜） 暗反应阶段 （叶绿体基质） 光合作用总过程： NADPH NADP+ 叶绿体 中的色素 可见光 13 光反应与暗反应的比较 反应阶段 反应部位 反应条件 物质变化 能量变化 产 物 联 系