5.4.2光合作用原理和应用课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章 第4节 人教版 生物(高中必修一) 光合作用与能量转化 二 光合作用的原理和应用 1 温故知新 外膜 内膜 基质 基粒 2 温故知新 类囊体 色素 酶 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。 3 本节聚焦 光合作用是怎样进行的？ 光合作用过程中物质变化和能量转化有什么关系？ 光合作用的原理在生产中有哪些应用？ 一、光合作用原理 1.光合作用概念 叶绿体 光能 二氧化碳和水 储存着能量的有机物 氧气 绿色植物通过 ，利用 ，将 转 化成 ，并且释放出 的过程。 CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 (糖类) 光合作用释放的O2，是来自原料中的H2O还是CO2？ 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。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。 2.探索光合作用原理的部分实验 资料2：1937年，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），在光照下可以释放氧气。 结论：水的光解产生氧气。 希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 不能；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。 1.希尔实验能说明植物光合作用产生的氧气中氧元素全部都来自水？ 2.希尔的实验能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应吗？ 能；悬浮液有H2O，没有合成糖的原料—CO2 请同学完成资料1和2的阅读，并回答下列问题： 那怎样才能证明O2 全部来自水的光解呢？ 2.探索光合作用原理的部分实验 资料3：1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 光照射下的 小球藻悬液 CO2 H2O C18O2 H218O 18O2 O2 第一组 第二组 2.探索光合作用原理的部分实验 实验方法： 同位素示踪法 (不是放射性同位素示踪，15N、18O没有放射性) 实验变量： 自变量是 ，因变量是 。 其他变量 。 C18O2、H218O 释放出的O2是否含有18O 实验结论： 光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水 请同学完成资料3的阅读，并回答下列问题： 1.鲁宾和卡门用了什么科学方法？ 2.实验中的自变量和因变量都是什么？其他变量应该怎么处理？ 3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 相同且适宜 2.探索光合作用原理的部分实验 资料4： 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体光照时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 请同学们尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 2.探索光合作用原理的部分实验 以上表明， 1.水的光解过程中会产生氧气，同时有ATP生成 2.光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水 3.氧气的产生和糖类的合成不是同一个反应 因此根据是否需要光能，光合作用过程可以分为光反应和暗反应（也称碳反应）。（P103页） 2.探索光合作用原理的部分实验 请同学们阅读课本103页光反应阶段相关叙述，回答以下问题： 1.光反应的场所在哪里？ 2.光反应中有哪些物质变化？ 3.该过程能量发生了怎样的变化？ 3.光合作用的过程 叶绿体 类囊体薄膜 上的色素 (一) 光反应阶段 ADP+Pi ATP 2H2O O2 光能 吸收 酶 光解 H+ NADPH NADP+ 光反应 类囊体薄膜 水的光解： 2H2O O2 + 4H+ + 4e- 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 光能转变为活跃的化学能贮存在A