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

第 五 章 第4节:光合作用与能量转换 (第3课时) 1 年代 科学家 结论 1648 海尔蒙特 建造植物体的原料主要是水分 1771 普利斯特利 植物可以更新空气 1779 英格豪斯 只有在光照下、只有绿叶才可以更新空气（放出O2，吸收CO2） 1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来 1864 萨克斯 绿叶在光下制造了淀粉 1880 恩格尔曼 叶绿体是光合作用的场所，叶绿体在光下可以释放氧气 回顾总结光合作用发现的探索历程 思考：光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？你能否用一个化学反应式表示出来？ 绿色植物通过________，利用______，将________________转化成储存着能量的_________，并且释放出________的过程。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 基于以上对光合作用的认识，你认为还有哪些问题有待进一步探究？ 光合作用 CO2+H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+O2 思考 光合作用释放的O2是来自H2O还是来自CO2？ 3 资料一：19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2中的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛（CH2O）,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。 光合作用原理的进一步探索 资料二：20世纪初，布莱克曼的实验：布莱克曼测量了不同的光强、二氧化碳浓度在光合作用中所产生的不同效应。他发现在光照强度较低的情况下，增加光照量，能加速光合作用；而提高二氧化碳浓度则没有这个效果。在高光强下，提高二氧化碳浓度，可以使光合作用加速。 根据布莱克曼的实验现象，可以推断，光合作用由两阶段构成。初始阶段与____________有关；后续阶段与____________有关。 光照强度 二氧化碳浓度 基于以上材料，尝试补充完整希尔实验的表达式？ 希尔反应说明氧气的释放与 无关。 光合作用原理的进一步探索 O2 H+ H2O 光照、离体叶绿体 铁盐（或其他氧化剂） 资料三：1937年，英国植物学家希尔的实验：希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入高铁盐或者其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放氧气，同时氧化剂被还原（如发现Fe3+还原成Fe2+）。像这样，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。 CO2 希尔实验说明水的光解产生氧气，能否确定氧气中的氧元素全部来自水？ 不能，该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。 希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？ 能够说明，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2的碳元素 光合作用原理的进一步探索 资料三：1937年，英国植物学家希尔的实验：希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入高铁盐或者其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放氧气，同时氧化剂被还原（如发现Fe3+还原成Fe2+）。像这样，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。 希尔实验中的氧化剂起到什么作用？ 结合水分解产生的2H+和2e- 叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？ NADP+ ， NADP++H++2e- NADPH 酶 希尔后来还证实，水光解释放的H+和e-被NADP+捕获，形成了NADPH，即还原型辅酶Ⅱ。结合希尔实验的表达式，回答下列问题。 O2 H+ H2O 光照、离体叶绿体 铁盐（或其他氧化剂） 光合作用原理的进一步探索 资料四：1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）的实验：鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究。他们用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2。然后进行两组实验：第一组向植物提供H2O和C18O2，；第二组向同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，他们分析了两组实验释放的氧气。结果表明，第一组释放的氧气全部是O2；第二组释放的氧气全部是18O2。 对比实验 光合作用原理的进一步探索 光合作用释放的氧气来自于水。 同位素标记法，可追踪物质的运行和变化规律，弄清楚化学反应的详细过程 自变量是标记的物质 保持相同且适宜 鲁宾和卡门用了什么科学方法？此方法有什么好处？ 实验中自变量是什么？其他变量应该如何处理？ 分析鲁宾和卡门的实验，你能得出什么结论？ 光合作用原理的进一步探索 光照下，水光解同时ADP和Pi合成ATP。CO2转变为糖类的过程需要消耗______________________。 资料五：1954-1957年，美国科学家阿尔农的实验： 阿尔农及其同事在