2026届高考生物一轮复习课件：必修一5.4.2光合作用的原理

ADP＋Pi ATP 光合作用的原理 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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。 1、概念 场所 条件 反应物 产物 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 3、反应式 2、实质 合成有机物，储存能量。 一、光合作用的概念 二、探索光合作用原理的部分实验 资料1：19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。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 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。 二、探索光合作用原理的部分实验 资料2：希尔反应：1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。 离体叶绿体 铁盐(或其他氧化剂) H2O 2H+ + O2 光照 思考：希尔反应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，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。 思考：希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 二、探索光合作用原理的部分实验 资料3：鲁宾和卡门实验（1941年） A B ? ? 同位素标记法 二、探索光合作用原理的部分实验 资料3：鲁宾和卡门实验 A B 思考1：鲁宾和卡门实验得出什么结论？ 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。 思考2：该实验有对照组吗？ 无对照组，两组都为实验组 属于相互对照实验（对比实验） 思考3：如何检测试管中释放的是18O2还是O2？ 通过检测相对分子质量判断： O2（32）、18O2（36） 稳定同位素 二、探索光合作用原理的部分实验 资料4：阿尔农实验（1954年） 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。 H2O O2 + 2H+ +能量 光照 叶绿体 ADP + Pi ATP 二、探索光合作用原理的部分实验 资料5：卡尔文循环 20世纪40年代，美国科学家卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，发现卡尔文循环：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳。 三、过程 （1）场所 类囊体薄膜 1、光反应阶段 （2）条件 光能、光合色素、多种酶 类囊体薄膜上 的色素分子 光能 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 三、过程 （3）物质变化 1、光反应阶段 ①水的光解： 2H2O O2 + 4H+ + 2e- 光 色素 ②NADPH的形成：NADP＋＋ H+ + 2e- NADPH 酶 ③ATP的形成： ADP + Pi + 能量 ATP 酶 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 三、过程 1、光反应阶段 思考：NADPH的作用？ 类囊体薄膜上 的色素分子 光能 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 H+ NADPH 酶 （1）作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应（C3的还原）。 （2）储存部分能量供暗反应阶段利用。 三、过程 （3）能量转化 1、光反应阶段 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 （1）场所 叶绿体基质 （2）条件 光能、光合色素、多种酶 2、暗反应阶段 三、过程 ADP+Pi ATP NADP+ C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 ADP+Pi ATP NADP+ C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 （3）物质变化 2、暗反应阶段 三、过程 ①CO2的固定 ②C3的还原 CO2＋C5 → 2C3 酶 2C3 ＋NADPH →(CH2O) + C5+ NADP+ 酶 ③ATP的水解 ATP→ADP + Pi + 能量 酶 ADP+Pi ATP NADP+ C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 （3）能量转化 2、暗反应阶段 三、过程 NADPH、ATP中活跃的化学能 (CH2O)糖类中稳定的化学能 O2 2C3 CO2 C5 NADPH ATP ADP+Pi NADP+ 光合作用 总过程 类囊体薄膜上 的色素分子 四、光反应与暗反应的联系 物质方面： 光反应生成的____和______供暗反应中____________， 而暗反应为光反应提供__________________。 ATP NADPH C3的还原 ADP、Pi和NADP+ 能量方面： 光反应将光能转变为化合物（___________）中活跃的化学能， 暗反应再将化合物中活跃的化学能转变为化合物（______________）中稳定的化学能。 ATP和NADPH 糖类等有机物 五、化能合成作用 概念：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 能量 硝化细菌 CO2 + H2O 糖类 能量 酶 2HNO2 + O2 2HNO3 + 能量 硝化细菌 六、C3、C5 含量变化分析 思考：若光照强度减弱，短时间内，叶绿体中C5、C3、NADPH和ATP的含量如何变化？ NADPH 六、C3、C5 含量变化分析 思考：若CO2浓度下降，短时间内，叶绿体中C5、C3、NADPH和ATP的含量如何变化？ NADPH C5含量升高的原因是？ 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累 练习 ④图4中曲线甲表示 ， 曲线乙表示 。 ③图3中曲线甲表示 ， ，曲线乙表示 。 ②图2中曲线甲表示 ， ，曲线乙表示 。 ①图1中曲线甲表示 ， 曲线乙表示 。 C3 C5、NADPH、ATP、(CH2O) C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C3 C5、NADPH、ATP、(CH2O) 和(CH2O) 和(CH2O) ADP＋Pi ATP 谢谢观看 $$