5.4-光合作用与能量转化(第2课时)-课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

光合作用的原理和应用 第二课时 1 为了提高空气质量，人们常常在客厅或者卧室等处摆放一些花卉等绿色植物。绿色植物是如何更新周围环境中空气的呢？ 新疆种植的哈密瓜为什么比较甜？ 从光合作用的中寻找答案 一、光合作用概念及反应式 指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。   反应式： 。 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 场 所 条 件 产 物 原 料 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 光合作用释放的氧气是来自原料中的水还是二氧化碳呢？我们先来分析科学家做过的一些实验。 3 【探究光合作用原理的部分实验】 1、19世纪末 2、1928年： 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒害作用 CO2 O2 C + H2O 甲醛 二、光合作用的发现历程 (CH2O) → 糖 4 希尔实验 实验思路：施加单一变量进行研究 材料：离体叶绿体 处理：给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂，不通入CO2；给予光照 结果：叶绿体有O2释放。 3、1937年，英国植物学家希尔 希尔反应： 叶绿体中H2O光解产生氧气。 推测： O2全部来自H2O吗？ 5 O2 O2 O2 O2 光合作用产生的O2来自H2O。 4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法） 结论： H2O H218O CO2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 C18O2 O2 O2 O2 O2 O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 6 NADP++2H++2e- NADPH+H+ 5、1954年，阿尔农 结论： 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，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。 光照时，在叶绿体中生成了ATP。 H2 O O2 ＋H+ ＋能量 光能 叶绿体 ADP ＋ Pi ＋ ATP 用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系： 酶 酶 7 ATP合成酶 拓展：叶绿体类囊体薄膜上能量转化示意图 8 9 三、光合作用的原理 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 10 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 水的光解： H2O O2 +H+ 光能 ATP的合成： ADP＋Pi＋能量（光能) ATP 酶 光能→活跃的化学能 场所： 条件： 物质变化 能量变化： H+ NADPH的合成：H+ + NADP+ + e- NADPH NADP+ + NADPH 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 色素 O2 光能 酶 11 卡尔文循环 实验：卡尔文实验1 实验思路：同位素标记14CO2，研究物质转化过程 材料：小球藻 处理：光照、提供14CO2；不同时间杀死小球藻，再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。 结果：先出现14C3，最后出现14C5、14C6 结论： 三碳化合物 其他中间产物 5秒后 60秒后 CO2 C3 C6 C5 卡尔文循环 卡尔文实验2： 实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5量增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。 结论： C3与C5之间是相互循环的。 五碳化合物 三碳化合物 叶绿体基质 糖类 ATP NADPH CO2 还 原 （CH2O） 多种酶参加催化 2C3 C5 固定 2.暗反应阶段 CO2的固定： CO2