5.4.2光合作用的原理课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.4光合作用与能量转化 5.4.2光合作用的原理 CO2+H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 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。 物质转化： 将无机物（CO2和H2O）转化成有机物（糖），同时释放出O2。 能量转化： 将太阳能转化成有机物中稳定的化学能 一、光合作用的探索历程 1937年希尔的离体叶绿体悬浮液实验 叶绿体悬浮液 含H2O、Fe3+ 不含CO2 O2 叶绿体悬浮液 结论：叶绿体释放的O2可来自_ _______(称作____ ____) 希尔反应 水的光解 P103讨论1：希尔的实验是否说明光合作用产生的O2中的O元素全都来自H2O？ 否。叶绿体中还含有其他的物质。 P103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？ 能。希悬浮液中有H2O，没有合成糖的必需原料CO2，也没有合成出糖。因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成直接关联，暗示着氧气的产生和糖的合成是光合红作用中相对独立的两个阶段。 鲁宾和卡门的实验 所用技术： 对照类型： 结论： 同位素示踪 植物光合作用产生的O2全都来自H2O 相互对照（对比实验） 自变量： 18O标记的物质 因变量： 产物O2是否被18O标记 变量分析 阿尔农的实验 在光照下，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，叶绿体可合成ATP，且合成ATP总是与希尔反应相伴随。 H2O O2 + 2H+ 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP P103讨论4：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系？ 能量 H2O ADP ＋Pi 酶 ATP 色 素 光能 2C3 多种酶 参加催化 还原 （CH2O） CO2 C5 固定 O2 NADPH 光解 NADP+ 酶 二、光合作用的原理 H2O ADP ＋Pi 酶 ATP 色 素 光能 条件： 场所： 物质变化： 光、色素、酶 类囊体薄膜 能量转变： 光能 → ATP和NADPH中活跃的化学能 O2 NADPH 光解 H2O 光 O2 + H+ + e- ADP+Pi+能量 ATP 酶 NADP++H+ + e- NADPH 酶 NADP+ 酶 H+ 1. 光反应阶段 ①水的光解 ②NADPH的合成 ③ATP的合成 方法： 卡尔文的实验 同位素标记法（14CO2） 提供14CO2给小球藻，在不同时间取样分离，最后鉴定出现放射性的物质。 三碳 化合物 5 秒后 60秒后 多种产物： C3、C5、C6等 思考： 思路： 现象： 阅读教材104页第三段请用符号和箭头表示碳的转移途径，预测卡尔文实验结果。 ①逐渐缩短检测时间，发现3秒后放射性出现在一种C3化合物。 ②如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5量增加； H2O ADP ＋Pi 酶 ATP 色 素 光能 2C3 多种酶 参加催化 还原 （CH2O） CO2 C5 固定 O2 NADPH 光解 NADP+ 酶 条件： 场所： 物质变化： 不直接依赖光，多种酶 叶绿体基质 能量转变： ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能 CO2+C5 酶 2C3 ATP ADP+Pi 酶 NADPH NADP+ 酶 2C3 酶 C5+（CH2O） 2. 暗反应阶段 H2O ADP ＋Pi 酶 ATP 色 素 光能 2C3 多种酶 参加催化 还原 （CH2O） CO2 C5 固定 O2 NADPH 光解 NADP+ 酶 淀粉 蔗糖 通过筛管运输到其他部位 二、光合作用的原理 尝试构建光合作用过程模型 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 二、光合作用的原理 总结光反应和暗反应的区别与联系 光反应阶段 暗反应阶段 进行 部位 条件 物质 变化 能量 变化 联系 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素和酶 多种酶 光能→ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能 ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能 1.光反应为暗反应提供NADPH和ATP 2.暗反应产生的ADP、Pi和NADP+为光反应合成ATP、NADPH提供原料 CO2的固定CO2+C5 → 2C3 C3的还原2C3 C5+（CH2O） 酶 ATP [NADPH] 酶 水的光解 H2O→NADPH+O2 合成ATP ADP+Pi → ATP 光 酶 分析光合作用中各元素的去向 C元素的转移： O元素的转移： H元素的转移： CO2 → C3 → (CH2O) H2O → O2；CO2 → C3 → (CH2O) H2O → NADPH → (CH2O) 14 思维提升：条件骤变在短时间内对各物质含量的影响 CO2不变 NADPH ATP C3 C5 (CH2O) 光突然减弱 减少 减少 增加 减少 减少 光突然增强 增加 增加 减少 增加 增加 15 光照不变 C3 C5 (CH2O) NADPH ATP CO2突然减弱 减少 增加 减少 增加 增加 CO2突然增强 增加 减少 增加 减少 减少 思维提升：条件骤变在短时间内对各物质含量的影响 16 物 质 量 时间 强光照 C3 NADPH、 ATP含量 C5含量 弱光照 思维提升：条件骤变在短时间内对各物质含量的影响 17 物 质 量 时间 缺乏 C3 NADPH、ATP、C5含量 CO2 充足 思维提升：条件骤变在短时间内对各物质含量的影响 18 自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些 时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。 无机物氧化 化能合成作用 $