5.4光合作用的原理 (第二课时)课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

课前准备：准备越充分，学习越高效 提取色素的原理 分离色素的原理，方法 色素在滤纸条上的分布、颜色及含量情况 色素的吸收光谱？ 叶绿体增大其进行光合作用膜面积的方式 课前背诵 导入新课 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？ 太阳能 太阳的光能又是 通过什么途径进 入植物体内的？ 地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物。 地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11*10^18KJ,大约相当于24万个三门峡水电站所发出的电力。 5.4 光合作用和能量转化 二 光合作用的原理 1、通过阅读课本P102，概述光合作用的概念并会书写反应式； 2、通过阅读课本102-103，通过希尔反应、鲁宾和卡门实验、阿尔农实验理解光合作用的原理。 3、通过阅读课本P103-104内容，熟记光合作用的光反应和暗反应过程 4、比较光反应和暗反应的条件、场所、物质变化和能量转化，尝试分析二者的区别和联系 学习目标 一、光合作用的原理 光合作用：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。 概念： 光能 叶绿体 CO2 + H2 O （CH2O)+ O2 O2是来自H2O还是来自CO2？ 光能 叶绿体 6CO2 +12 H2 O C6H12O6+ 6O2+6H2 O https://baijiahao.baidu.com/s?id=1620720727967315651 不能。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。 实验一：希尔实验 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？ 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料—CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 过程及结果：在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放氧气。 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？ 像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 实验二：鲁宾和卡门实验 研究方法：同位素标记法（同位素示踪） 18O不具有放射性，不能通过检测放射性追踪O元素的去路 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O ，而并不来源于CO2。 结论： 二、光合作用的过程 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 (1)光反应 类囊体薄膜 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） 条件： 光、水；色素、多种酶、ADP、Pi 场所： 类囊体薄膜 物质转化 水的光解： ATP的合成： H2O 1\2O2 + 2H+ + 2e- 光 色素、酶 光能 能量转化: ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADPH的合成： NADP+ + H+ + e- NADPH 酶 光解 作为活泼的还原剂参与暗反应阶段的化学反应；储存能量 光合色素作用：吸收、传递、转化光能 (2)暗反应 ADP+Pi ATP NADP+ 能量 C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 淀粉、蔗糖 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 能量 条件： 场所： 叶绿体基质中 不直接依赖光、需要CO2；多种酶、ATP、NADPH CO2的固定： C3的还原： 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH 有机物中稳定的化学能 CO2＋C5 2C3 酶 物质转化 ATP、NADPH中活跃的化学能 能量转化： 卡尔文循环 通过气孔吸收 2.暗反应阶段 美国科学家卡尔文等用小球藻做试验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。 在1961年获得诺贝尔化学奖 CO2是如何转变为糖类的呢？ 放射性同位素标记法 C的转移： 14CO2 → 14C3 →（14CH2O） 光合作用的全过程 叶绿体 中的色素 M L F E A B H+ 多种酶 酶 N H 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 D C 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 酶 类囊体薄膜 叶绿体基质 可见光 场所 能量转化 阶段 H2O O2 NADPH NADP+ ATP ADP+Pi CO2 2C3 C5 (CH2O) ①暗反应有光无光都能进行，那暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗?为什么?暗反应停止，光反应呢？ ②物质联系：光合作用中ATP、NADPH、ADP、NADP+的转移方向？ 暗反应虽不直接依赖光照，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应缺少光反应提供的的ATP和NADPH，故暗反应很快也会停止。 ATP和NADPH ADP、Pi和NADP+ 光反应 类囊体薄膜 暗反应 叶绿体基质 【深入思考二】 光反应和暗反应的比较 酶 酶 光合作用实质P104最后一段 物质合成，能量储存 +2e- 变化条件 光反应 NADPH、ATP C3还原反应 C3 C5 （CH2O） CO2供应不变 光照减弱 光照增强 减弱 条件骤变对光合作用中各物质的影响 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 减弱 减少 增加 减少 减少 增强 增强 增加 减少 增加 增加 变化条件 CO2固定反应 C5 C3 C3还原反应 NADPH、ATP （CH2O） 光照不变 CO2减少 CO2增多 条件骤变对光合作用中各物质的影响 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 减弱 减弱 减少 增加 增加 减少 增强 增强 增加 减少 减少 增加 $