3.5光合作用将光能转化为化学能第2课时课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

光合作用将光能转化为化学能 目 录 01 光合作用在叶绿体中进行 02 光合色素的提取与分离 03 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 04 碳反应将二氧化碳还原成糖 05 光合作用受环境因素的影响 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？ 学习目标 1.阐明光合作用的过程和原理，了解光反应和暗反应及其相互关系 2.探究影响光合作用强度的环境因素 3.掌握光强度、CO2浓度、温度等对光合作用的影响原理及相关曲线分析 1.概述 光合作用是指绿色植物和蓝细菌通过叶绿体或光合膜利用光能，把CO2和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。 2.实质 合成有机物，储存能量 光合作用 6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O 光 叶绿体 光合作用分两个阶段进行 第一阶段是直接需要光的，称为光反应 第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变成糖的过程，称为碳反应，也称暗反应 光合作用 光合作用中光反应和碳反应关系图 叶绿体利用光能使水裂解产生氧，同时生成 ATP 和 NADPH。NADPH 是辅酶II，它是氢的载体 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP H+ NADP+ 氧化型辅酶 Ⅱ NADPH 还原型辅酶 Ⅱ 色素 光能 e- 光反应产生的NADPH和ATP是碳反应的______；NADPH在碳反应中还是_______。 能源物质 还原剂 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 场所：叶绿体内的类囊体薄膜上——光合膜 条件：光、色素、酶 能量变化：光能转变为活跃的化学能 物质变化： 水的光解： NADPH的合成： H+ + NADP+ →NADPH ADP＋Pi ＋能量 （光能） ATP 酶 ATP的合成： H2O O2 + H+ 光能 二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环 —— 从 1 个五碳糖开始 碳反应将二氧化碳还原成糖 碳反应将二氧化碳还原成糖 2 三碳糖 卡尔文循环 碳反应酶 固定 还 原 再生 ATP ADP+Pi NADPH (还原剂) NADP+ 关键步骤 2 三碳酸 CO2 五碳糖 能量 能量 C5 C3 卡尔文循环虽然不直接需要光，但只有在有光的条件下才能一轮一轮地循环 三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成 碳反应将二氧化碳还原成糖 场所：叶绿体的基质中 条件：NADPH 、ATP、酶 能量变化：活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能 物质变化 CO2 的固定： C3 的还原： CO2＋C5 2C3 酶 ADP+Pi 2C3 酶 （CH2O）糖类 NADP+ NADPH H2O 光合色素 光反应酶 光 O2 H+ e- ATP ADP+Pi NADPH(还) NADP+(氧) 光解 五碳糖 CO2 2三碳酸 卡尔文循环 碳反应酶 固定 还原 再生 叶绿体外膜 叶绿体内膜 叶绿体基粒 叶绿体基质 细胞溶胶 3 3 6 2三碳糖 6 三碳糖 3次卡尔文循环输出1分子三碳糖 在叶绿体内，三碳糖作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成。 大部分三碳糖运至叶绿体外，并且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用。 碳反应将二氧化碳还原成糖 光反应与暗反应的比较 碳反应将二氧化碳还原成糖 光反应阶段 暗反应阶段 条件 场所 物质变化 能量变化 联系 光、色素、酶 不需光、酶、NADPH、ATP 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质中 水的光解； ATP、NADPH的生成 CO2的固定； C3的还原 活跃化学能 光能 活跃化学能 有机物中稳 定化学能 光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+ 光合作用中元素的转移 碳反应将二氧化碳还原成糖 ①H的转移： H2O → NADPH→ (CH2O ) ②C的转移： CO2 → C3 →（CH2O） ③O的转移： CO2 → C3 →（CH2O） H2O → O2 6CO2 + 12 H2O 光能 叶绿体 C6H12O6+ 6 H2O+ 6 O2 光合作用的实质 （1）从物质角度看：光合作用是一个合成反应，是把无机物合成有机物的过程 （2）从能量角度看：光合作用是一种能量转换过程，是把光能转化为糖类等有机物中化学能的过程 碳反应将二氧化碳还原成糖 碳反应将二氧化碳还原成糖 【思考】短时间内减弱光照强度/减弱CO2浓度，NADPH、ATP、三碳酸、五碳糖的含量将如何变化? 短时间内减弱光照强度：NADPH ATP 三碳酸 五碳糖 短时间内降低CO2浓度：NADPH ATP 三碳酸 五碳糖 光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，这一概念是由 20 世纪初期英国科学家伯莱克曼提出的，一直沿用了数十年。他曾在光照强度和温度变化的情况下测定光合作用强度。在做了大量测定之后，他发现温度对光合作用的影响与光强度有很大关系，并根据实验结果得出上述结论。这是他对人类认识自然所做出的非常重要的贡献。 小资料：暗反应和碳反应 随着研究的深入，科学家发现，这一概念并不十分准确。因为所谓的暗反应在暗中反应时间极短，而在有光的情况下能连续不断地进行，并且受到光强度的调节。所以，在 20 世纪 90 年代的一次国际光合作用会议上，为了更加准确地反映光合作用的真实情况，从事光合作用研究的科学家一致同意：光合作用的第一阶段仍称为光反应，包括水的氧化、氧的释放、电子传递、ATP 和 NADPH 的形成，是发生在光合膜中的一系列反应；光合作用的第二阶段改称为碳反应，是指发生在叶绿体基质中的二氧化碳转变为糖的一系列反应。 小资料：暗反应和碳反应 课堂小结 场所 光反应 条件 物质变化 能量变化 光合作用的实质 场所 条件 物质变化 能量变化 碳反应 光合作用 课堂练习 1.如图表示光合膜上发生的部分反应。下列叙述错误的是( ) A.图中H+可与e-一起将NADP+还原为NADPH B.光照条件下,H+通过类囊体膜并驱动高能磷酸键的形成 C.光反应产生的ATP和NADPH作为能源物质和还原剂参与碳反应 D.若加入18O标记的CO2分子参与光合作用,一段时间后环境中会出现18O2 解析：光能将水裂解为H+、e-和O2,H+和e-将NADP还原为NADPH,A正确;该膜是叶绿体类囊体薄膜,从图中看出,H+通过该膜并驱动高能磷酸键的形成,即ATP的生成,B正确;光反应生成的ATP和NADPH是碳反应中将CO2,还原为糖的能源物质,NADPH在碳反应中是还原剂,ATP不是,C错误；光合作用过程中,C18O2,中的18O可经过一系列反应进入H2O中,再经过光反应可转变成18O2,D正确。 C 课堂练习 2.如图表示植物光合作用的一个阶段,下列关于该反应阶段的叙述,错误的是( ) A.该反应发生的场所是叶绿体基质 B.需要多种酶,NADPH、ATP和CO2等的参与 C.突然停止光照,短时间内C3的含量减少 D.C5的再生过程也需要ATP供能 解析：图示为暗反应过程,发生场所是叶绿体基质,该过程需要光反应提供的NADPH和ATP、多种酶和CO2等的参与,A、B正确；突然停止光照,光反应不能进行,不能为暗反应提供NADPH和ATP,C3的还原速率减慢,但短时间内C3的生成速率不变,因此C3含量会增加,C错误;在有关酶的作用下, C3接受光反应阶段提供的物质和能量,经过一系列生化反应,一部分转变为糖类,另一部分又形成C5，即C5再生过程需要ATP提供能量,D正确。 C 课堂练习 3.根据如图所示光合作用图解，判断下列说法正确的是( ) A.⑤过程发生于叶绿体基质中 B.⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C.图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、（CH2O） D.②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合 解析：A、根据以上分析已知，图中⑤表示光反应阶段，其发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；B、根据以上分析已知，图中⑥为暗反应过程，其发生于叶绿体基质中，B错误；C、根据以上分析已知，图中①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是（CH2O），C正确；D、②是ATP，是光反应的产物，用于暗反应过程中还原C3化合物，而③（二氧化碳）与C5结合形成C3不消耗ATP，D错误。故选C。 C “感谢聆听” Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$