5.4.2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（2019）必修1

5.4.2 光合作用与能量转化 二、光合作用的原理和应用 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 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场所。 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.(P104) CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 叶绿体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？ O2 氧气 ATP 水的光解 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，_____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______ 1941年鲁宾、卡门 1954年阿尔农 在光照下，叶绿体可合成______，这一过程总是与_________相伴随 探索光合作用原理的部分实验 一、光合作用的原理 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，也没有直接观察到氧元素的转移。 1、希尔的实验说明水的光解产生氧气，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？ 103页--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？ 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 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。 同学们先来猜一猜，光合作用产生的氧气是来自水还是来自二氧化碳？ 5 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 光反应 暗反应 阅读课文P103—104思考： 光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的内容 光合作用的过程 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 尝试叙述光合作用的光反应过程 1. 光反应阶段 ATP ADP+Pi 酶 O2 NADP++H+ H2O 光解 光反应阶段 类囊体薄膜 NADPH 相关信息 水分解为氧和H+的同时，被 叶绿体夺去两个电子。电子 经传递，可用于NADP+与H+ 结合形成NADPH。 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP 1. 光反应阶段 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 H2O O2 +H++2e- 光能 ADP＋Pi＋能量（光能) ATP 酶 1）场 所： 2）条 件： 3）物质变化: 4）能量转化: H++NADP++2e- NADPH NADP+ + NADPH 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 色素 H+ O2 水的光解： ATP的合成： NADPH的合成： 光能→ATP和NADPH中的活跃化学能 酶 8 2C3 CO2 （CH2O） 多种酶 参加反应 固定 暗反应阶段 叶绿体基质 还原 C5 2、暗反应阶段 3)物质变化: 4)能量转化: 2)条 件： 1)场 所： 叶绿体基质 多种酶、CO2 CO2的固定：CO2+C5→2C3 酶 C3的还原：2C3 C5+(CH2O) 酶 ATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能 2、暗反应阶段 相关信息：C3是指3-磷酸甘油酸； C5是指核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP） ATP ADP+Pi NADP+ NADPH 卡尔文循环 光合作用吸收的二氧化碳与C5结合形成C3，C3经过一系列变化， 转化为糖类的同时又形成C5。这些C5又参与C3的形成。这样，C5到C3 再