5.4光合作用与能量转化（第3-4课时）课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.4 光合作用与能量转化 二.光合作用的原理和应用 (第3-4课时) 基粒 叶绿体基质 类囊体 外膜 内膜 (酶、色素) 回顾导入 1、叶绿体如何将光能转化为化学能？ 2、光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 3、光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h (1)概念：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。   (2)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 1 光合作用的概念及反应式 一.光合作用原理 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 自主阅读：阅读课本P102思考 .讨论，完成资料后的4个讨论： 1.希尔的实验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？为什么？ 2.希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？为什么？ 3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系 一.光合作用原理 最开始对光合作用过程的研究，科学家是对氧气的来源很关注的 19世纪末 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。 资料1 不能通过光合作用实现 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。 一.光合作用原理 资料2：希尔反应 1.希尔的实验可以得出什么结论？ 2.希尔的实验能否确定氧气全部来自水？ 水的光解产生氧气。 不能。没有排除叶绿体中其他物质的干扰，并没有直接观察到氧气的转移。 铁盐和其他氧化剂 一.光合作用原理 3.希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 可以，因为该实验中没有糖类合成的原料CO2。 资料3：鲁宾和卡门实验 方法：同位素标记法； 对照类型：相互对照（即对比实验）； 结论：光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。 该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？ 一.光合作用原理 H218O＋CO2→植物→18O2 H2O＋C18O2→植物→O2 1954年，美国科学家阿尔农(D. Arnon)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。 资料4：阿尔农实验 光照 ATP 水 光解 尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 一.光合作用原理 19世纪末 甲醛→糖 1928年 甲醛对植物有毒，不能通过光合作用转化成糖 1937年 【希尔反应】 水的光解产生氧气 1941年 【鲁宾和卡门】:同位素标记法 光合作用氧气来自于水 1954年 【阿尔农】:光照下叶绿体合成ATP该过程总是与水的光解相伴 一.光合作用原理 9 1.光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？ 2.每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？ 任务2：请自主阅读课本P103-104页，小组合作完成以下问题。 光反应阶段 暗反应阶段 区别 反应条件 反应场所 物质变化 能量变化 联系 一.光合作用原理 反应过程是否需要光能 1.光合作用过程分类依据： 需要光 不需要光 光反应（光合作用第1阶段） 暗反应（光合作用第2阶段）又称碳反应 （卡尔文循环） 一.光合作用原理 1 光反应阶段 H2O 类囊体薄膜 酶 Pi ＋ADP ATP 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O O2 +NADPH（【H]) 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 场所： 条件： 物质变化： 能量变化： H+ NADP+ + NADPH 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 色素 一.光合作用原理 2.光合作用过程 2C3 C5 NADPH ADP + Pi （CH2O）+H2O ATP 多种酶 参加催化 酶 CO2 还原 固定 酶 供能 卡尔文循环 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP 叶绿体的基质 NADP