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必修一

5.4.2 光合作用的原理和应用 大家有没有在生活中见过萤火虫？ 一、光合作用 1、概念 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2、反应式 CO2 + H2O （CH2O） + O2 光能 叶绿体 1、19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和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。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 探究光合作用原理的部分实验 探究光合作用原理的部分实验 能，没有合成糖的另一种必需原料——CO2 2、1937年，希尔发现，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氧气。 讨论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？ 不能，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。 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？ 希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气。 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 探究光合作用原理的部分实验 3、1941年，鲁宾和卡门用同位素示踪法，研究了光合作用中氧气的来源。 CO2 H218O 光照射下的 小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 讨论3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 光合作用释放的氧来自水。 探究光合作用原理的部分实验 4、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。 讨论4. 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 光照 水 氧气 ADP+Pi ATP H2O NADPH O2 NADP＋ ADP＋Pi ATP H＋ 酶 光反应阶段 光能 （叶绿体类囊体薄膜） 二、光合作用的过程——光反应阶段（必须有光才能进行） ①水的光解： 2H2O O2+4NADPH 光 ②ATP的合成： ADP＋Pi ＋ 能量 ATP 酶 光 能量变化： 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 探究光合作用原理的部分实验 20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用经过14C标记的14CO2 ，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终证明了CO2是如何转化为有机物中的碳的。 结论：光合产物中有机物的碳来自CO2 14CO2 (14CH2O) 14C5 14C3 C3：三碳化合物 C5：五碳化合物 二、光合作用的过程——暗反应阶段（有没有光都能进行） NADPH NADP＋ ADP＋Pi ATP 2C3 C5 （CH2O） CO2 酶 多种酶 参与催化 暗（碳）反应阶段 （叶绿体基质） ①CO2的固定： ②C3的还原： CO2＋C5 2C3 酶 c ATP NADPH 、 2C3 （CH2O） + C5 酶 卡尔文循环 能量变化： ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 二、光合作用的过程 H2O NADPH NADP＋ ADP＋Pi ATP 2C3 C5 （CH2O） CO2 H＋ 酶 多种酶 参与催化 酶 光反应阶段 暗（碳）反应阶段 光能 O2 CO2 + H2O （CH2O） + O2 光能 叶绿体 6CO2 +12H2O C6H12O6+6H2O+6O2 光能 叶绿体 阅读98-99页，原理、材料、步骤。 光反应阶段 暗反应阶段 区别 场所 条件 物质变化 能量转化 联系 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素、酶 ATP、NADPH、CO2、多种酶 思考•讨论：光反应与暗反应的区别与联系 水的光解 2H2O→O2+4NADPH ATP的合成 ADP+Pi+能量 → ATP 光 酶 CO2的固定：CO2+C5 → 2C3 C3的还原：2C3 C5+（CH2O） 酶 ATP、NADPH 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 ATP中、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 1.光反应为暗反应提供NAD