5.4光合作用与能量转化第3课时课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

回顾旧知:一、 捕获光能的色素和结构 (一).捕获光能的色素 1.探究.实践:绿叶中色素的提取和分离 2.绿叶中色素的种类: 3.色素对光的吸收 (二).叶绿体的结构适于进行光合作用 1.叶绿体的结构 2.叶绿体的功能 (体现:叶绿体的结构与功能是相适应) 第5章 第4节 光合作用与能量转化(第三课时) 二、光合作用的原理和应用 1.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成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 2.化学反应式: CO2+H2O 光能 叶绿体 (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) 二、光合作用的原理和应用 (一)光合作用的原理 1.思考.讨论:探索光合作用原理的部分实验:P102-103 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 1937年希尔 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O2。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。 讨论1.希尔实验是否说明植物光合作用产生的氧气中氧元素全部都来自水? 讨论2.希尔的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。希尔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。 能够说明。希尔实验悬浮液中没有合成糖的另一种必需原料CO2,暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 (一)光合作用的原理 1.思考.讨论:探索光合作用原理的部分实验:P102-103 1941年,鲁宾和卡门实验 (对比实验:相互对照) 讨论3.分析鲁宾和卡门做的实验,你能得出什么结论? 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O,而并不来源于CO2。 (1)实验方法:——————————。 (2)实验变量:自变量是———————;因变量是————-————。 同位素示踪法 (联系P51注意:不是放射性, 15N、18O没有放射性。) C18O2、H218O 释放的O2是否含有18O (一)光合作用的原理 1.思考.讨论:探索光合作用原理的部分实验:P102-103 1954年,美国科学家阿尔农发现,在光照下,叶绿体可合成ATP。 1957年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 讨论4.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 实验表明: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。 卡尔文实验:书本P104页第二段 用经过14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,追踪放射性14C的去向,最终探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的。该过程称为卡尔文循环,也称为光合反应的暗反应。 (1)实验方法:————————————————。 (2)实验变量:自变量是—————;因变量是———————-————。 (3)CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径为: 放射性同位素示踪法 14CO2 14C标记的化合物 14CO2 14C3 (14CH2O)和14C5 (联系P51注意:14C、32P、 3H、35S具有放射性。) (一)光合作用的原理 2.过程:P103-104 (1)光反应阶段:必须有光 ①场所: ②物质变化: ③能量变化: 类囊体的薄膜上 类囊体薄膜 的色素分子 可见光 吸收 水的光解: ATP的合成: NADPH的合成: H2O O2 光解 H+ H2O O2 + H+ + 2e- 光 NADPH (还原型辅酶 ) 酶 NADP+ (氧化型辅酶 ) NADP+ + H+ + 2e- NADPH 酶 ADP+Pi ATP 酶 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 注意: NADPH的作用 还原剂 供能 (一)光合作用的原理 2.过程:P103-104 (2)暗反应阶段:有光没有光都能进行 ①场所: ②物质变化: ③能量变化: 叶绿体的基质中 CO2的固定: C3的还原: CO2+C5 2C3 酶 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH 有机物中稳定的化学能 ATP、NADPH中活跃的化学能 (一)光合作用的原理 3.思考.讨论:P104 光反应和暗反应的区别与联系 光反应 暗反应 场 所 条 件 物质变化 能量变化 联 系 光合作用实质 类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 光、色素、酶 酶、ATP、NADPH 光能 ATP和NADPH中活跃的化学