5.4.2光合作用的原理和应用课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

光合作用的原理 高一生物组 刘浩 1 “能进行光合作用的动物”——叶羊 2 (1)概念：指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的 ，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 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 有机物 光合作用释放的O2，是来自原料中的CO2还是H2O呢？ 糖类 (CH2O)是如何生成的呢？ 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？ 3 2 光合作用光反应模型构建 资料1：1937年，科学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（如NADP+），并且悬浮液中有H2O，没有CO2，在光照下叶绿体有O2放出，生成NADPH。 如果把照了光的叶绿体移到暗处并提供CO2 ，则可观察到葡萄糖的合成。 讨论1. 希尔的实验说明水的光解与葡萄糖的合成是不是同一个化学反应？ 讨论3. 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H2O？ 讨论2. H2O分解产生O2的同时，还生成了什么（氢元素的去向）？作用？ 学生任务一： 4 2 光合作用光反应模型构建 O2 H2O 光照叶绿体 NADP+ 氧化型辅酶Ⅱ 得电子 NADPH 还原型辅酶Ⅱ 讨论1. 希尔的实验说明水的光解与葡萄糖的合成是不是同一个化学反应？ 讨论3. 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？ 讨论2. H2O分解产生O2的同时，还生成了什么物质（氢元素的去向）？有什么作用？ 不是，水的光解原料有H2O，没有CO2，而暗处下葡萄糖的合成则需要另一种原料CO2，暗示着上述二者是相对独立的反应阶段。 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。 H+ 5 2 光合作用光反应模型构建 资料2：鲁宾和卡门实验 （同位素示踪法） 思考1.两组实验哪一组是实验组？ 思考2.该实验的检测指标是什么？ 思考3.分析上述实验结果，得出什么结论？ 对比实验，两组都是实验组。 不能通过检测放射性判断，18O是无放射性的同位素，需检测O2的相对分子质量判断。 光合作用释放的O2中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2。 2 光合作用光反应模型构建 资料3： 1954年，阿尔农等用离体的叶绿体做实验：向反应体系中加入ADP、Pi等物质，发现有ATP生成。 1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 学生任务二：尝试利用化学中学到的原子守恒定律和氧化还原等重要知识，结合资料1、2、3和课本P103先整理出光反应过程中有哪些反应物和生成物，再写出光反应涉及到的3种物质变化（注意原子守恒和电荷守恒）。 2 光合作用光反应模型构建 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 光解 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 1.物质变化 水的光解： ATP的合成： NADPH的合成： 光能 2.能量转化 ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADP+ + H+ +2 e- NADPH 酶 2H2O O2+ 4H++4 e- 光 色素 3 光合作用暗反应模型构建 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 (CH2O)是如何生成的呢？ 糖类 如果把照了光的叶绿体移到暗处并提供CO2 ，则可观察到葡萄糖的合成 CO2是如何转变成糖类的呢？ 是哪种物质在循环 9 3 光合作用暗反应模型构建 资料4: 20世纪40年代，科学家卡尔文等用14C（有放射性）标记的CO2供 小球藻进行光合作用，追踪放射性14C的去路。 现象1：向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后检查产物，检测到了多种带14C标记的化合物。 现象2：缩短光照时间到几分之一秒时，90%以上的放射性14C集中在一种三碳化合物（C3）。 现象3：反应进行到5秒光照时，卡尔文等检测到同时含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6，即(CH2O))。 科学思维：结合上述现象建立CO2，C3，C5和(CH2O)的转化关系。 CO2 C3 (CH2O) C5 是哪种物质在循环 10 3 光合作用暗反应模型构建 学生任务三：结合资料4和教材P104完成下面探究内容 1.固定CO2的物质是什么？光反应产生ATP和NADPH参与了暗反应中的哪一步？ 2.写出暗反应物质变化过程。 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP ADP+Pi 2C3 (CH2O)+C5 酶 NADP+ NADPH 3.卡尔文认为碳反应存在一个物质循环过程，哪种物质在循环利用？ 2C3 C5 NADPH ADP + Pi （CH2O） ATP 酶 CO2 还原 固定 卡尔文循环 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP ADP+Pi 叶绿体的基质中 2C3 (CH2O)+C5 酶 场所： 物质变化 能量转化: NADP+ NADPH 酶 NADP+ ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 3 光合作用暗反应模型构建 12 4 光合作用中光反应与暗反应的联系 学生任务四：小组合作讨论，结合光合作用光反应和暗反应过程画出二者相互联系的概念模型，并展示学习成果。 13 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 课本p106 4 光合作用中光反应与暗反应的联系 1.物质联系？ 光反应 NADPH、ATP 暗反应 ADP、Pi、NADP+ 14 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 4 光合作用中光反应与暗反应的联系 2.能量转化？ 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 光反应 有机物中稳定的化学能 暗反应 15 4 光合作用中光反应与暗反应的联系 与社会的联系： 1.绿色植物的光合作用对于生物界来说，有何重要意义？ 2.对于当前温室效应（化石能源的利用大大增加了CO2的排放）加剧引起的全球气候变化，学习了本节课内容，你能想出哪些积极措施应对？ 光合作用产生的有机物，不仅供植物体本身利用，还养活了包括你我在内的所有异养生物；光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。响应时代要求下的生态文明建设，爱护绿色植物，打造绿水青山。 进一步开发光能的利用；植树造林，多吸收和固定CO2。 16 课堂小结 1.如图为光合作用示意图。下列说法不正确的是（ ） A．①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ，④表示CO2 B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原得到（CH2O） C．停止光照，光反应停止，暗反应也将立即停止 D．增加光照强度或降低CO2浓度，C3的含量都将减少 C 学以致用 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$