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

必修一 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化 第2课时 光合作用原理 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 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。 光合作用 CO2+H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+O2 思考 3 任务一： 建构概念————光反应 实验1:希尔反应 活动1 阅读教材“思考•讨论”第1、2段，回答下列问题： 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 任务一： 建构概念————光反应 实验2:鲁宾和卡门的实验 活动2 阅读教材“思考•讨论”第3段，回答下列问题： 任务一： 建构概念————光反应 光合作用释放的氧气来自于水。 分析鲁宾和卡门的实验，你能得出什么结论？ 实验3:阿尔农的发现 活动3 阅读教材“思考•讨论”第4段，回答下列问题： 任务一： 建构概念————光反应 实验4:贾格道夫实验 任务一： 建构概念————光反应 离体叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中，平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲液中，由此产生的H⁺梯度为无光的情况下的ATP合成提供了驱动力。 ADP＋Pi ATP 类囊体腔 叶绿体中的色素 水 e 光子 H+浓度差 e 2e＋NADP＋＋H+→NADPH ADP＋Pi→ATP H2O→1/2O2 ＋2H+＋2e 光 任务一： 建构概念————光反应 实验4: 瓦尔堡间歇光实验 任务二： 建构概念————暗反应 科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计 了 A、B、C、D 四组实验。每组处理的总时间均为 135s，处理结束时测定各组材料中光合作用 产物的含量。 A 组：先光照后黑暗，时间各为 67．5s；光合作用产物的相对含量为 50%。B 组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为 7．5s；光合作用产物的相 对含量为 70%。C 组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为 3．75ms（毫秒）；光合作 用产物的相对含量为 94%。D 组（对照组）：光照时间为 135s；光合作用产物的相对含量为 100%。 分析实验，你能得出什么结论？ 该实验阐明了光合作用中存在两个反应，一个在光照条件下进行，另一个在无光条件下也能进行。即光反应和暗反应。 实验5:卡尔文实验（一） 实验过程: 2.连续60s取样，将藻类细胞置于热酒精中 3.分离溶解物中的分子 三碳 化合物 多种产物： C3、C5、C6等 5秒内 60秒后 请据此大致描述CO2转化成有机物过程中，C的转移途径。 CO2 → C3 → C6 C5 1.向藻类细胞光合作用的原料中加入14CO2 4.进行放射性显影，以确定放射性的部位 时间顺序依次出现的放射性物质代表了暗反应过程中各种产物依次出现的顺序 实验结果： 任务二： 建构概念————暗反应 根据是否需要____________，这些化学反应可以概括地分为____________和_____________（现在也称为碳反应）两个阶段。 光能 光反应 暗反应 12 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O 1/2O2 +2e+2H+ 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 场所： 条件： 物质变化 能量变化 光能转变为NADPH。ATP活跃的化学能 NADP+ +H++2e NADPH 光反应阶段 1 NADPH的合成: 酶 光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。 13 CO2 叶绿体基质 多种酶 叶绿体的基质中(提供酶、原料等) 场所： NADPH 、ATP、酶 条件： ①CO2 的固定： CO2＋C5 2C3 酶 ②C3 的还原： ATP 活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能 2C3 (CH2O) 酶 ＋ C5 物质变化 能量变化： NADPH 2C3 C5 (CH2O) NADPH ATP 暗反应阶段 2 核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP） 三磷酸