3.5光合作用将光能转化为化学能（第2课时）课件-2026-2027学年高一上学期生物浙科版必修1

该高中生物学课件聚焦光合作用，系统阐述光反应和碳反应的场所、条件、物质与能量变化，通过“问题探讨”引导学生思考能量来源，以叶绿体结构、色素实验、过程分析为支架，帮助构建前后知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（结构与功能观、物质与能量观）和科学思维（对比分析、模型构建），通过光反应与碳反应对比表格、元素转移分析、条件改变时物质含量变化讨论等实例，采用实验探究与高考衔接的教学方法，小结系统梳理要点。能培养学生科学探究能力，助力教师高效教学并衔接高考。

光合作用将光能转化为化学能 第三章 细胞的代谢 目 录 01 光合作用在叶绿体中进行 02 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 03 碳反应将二氧化碳还原成糖 04 光合作用受环境因素的影响 【核心素养】 1.生命观念：运用结构和功能观、物质与能量观等观念，说明光合作用过程中细胞的组成结构和功能之间的关系，以及光合作用过程中的物质与能量的转化 2.科学思维：分析光合作用中光反应和碳反应的过程，明确两个阶段既有区别又有联系 【核心素养】 3.科学探究：科学设计提取与分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。分析光反应与碳反应的相互联系，尝试建立光合作用过程的模式图 4.社会责任：能够根据光合作用原理指导生产实践 【学习目标】 1.理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法，掌握基本操作技能 2.了解色素的种类和功能及叶绿体的结构和功能 3.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 4.探究影响光合作用强度的环境因素 问题探讨 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？ 光合作用 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 3.反应式 6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O 光 叶绿体 光合作用 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 光合作用中光反应和碳反应关系图 02 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 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 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 （1）场所 （2）条件 （3）能量变化 （4）物质变化 水的光解 NADPH的合成 ：ADP＋Pi ＋能量 （光能） ATP 酶 ATP的合成 ：H2O O2 + H+ 光能 ：H+ + NADP+ → NADPH ：光、色素、酶 ：叶绿体内的类囊体薄膜上——光合膜 ：光能转变为活跃的化学能 03 碳反应将二氧化碳还原成糖 碳反应将二氧化碳还原成糖 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 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 （1）场所 （2）条件 （3）能量变化 （4）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 ：叶绿体的基质中 ：NADPH 、ATP、酶 ：活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能 碳反应将二氧化碳还原成糖 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。 光合作用 光反应与暗反应的比较 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 有机物中稳定的化学能 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 H2O 光合色素 光反应酶 光 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 光合作用 光合作用中元素的转移 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 【思考】当条件改变时，C3、C5、ATP、NADPH含量变化，请你试图填一填 条件 停止光照 CO2供应不变 突然光照 CO2供应不变 光照不变 停止CO2供应 光照不变 增加CO2供应 C3 C5 ATP NADPH 增加 减少 减少 增加 减少 增加 增加 减少 减少 增加 增加 减少 减少 增加 增加 减少 小资料：暗反应和碳反应 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。 课堂小结 场所 光反应 条件 物质变化 能量变化 场所 条件 物质变化 能量变化 碳反应 光合作用 课堂练习 1.如图为光合作用过程的简略示意图，其中I、Ⅱ表示光合作用两个阶段，a、b、c、d表示相关物质。下列说法正确的是( ) A.光合作用阶段I发生的场所为叶绿体内膜，阶段Ⅱ发生的场所 为叶绿体基质 B.阶段I的反应只能在光照条件下进行，阶段Ⅱ的反应只能在黑暗条件下进行 C.物质d为CO2，在特定酶的作用下，其与C3结合，这个过程称作CO2的固定 D.物质a既可以作为还原剂，也可以为阶段Ⅱ反应供能 解析：A（×）光合作用阶段Ⅰ（光反应）发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜，阶段Ⅱ（暗反应）发生的场所为叶绿体基质；B（×）阶段Ⅰ的反应只能在光照条件下进行，阶段Ⅱ的反应不直接依赖光，在光照条件下可进行，当有ATP和NADPH等供应时黑暗条件下也可进行；C（×）物质d为CO2，在特定酶的作用下，其与C5结合生成C3，这个过程称作CO2的固定；D（√）物质a是NADPH，其既可以作为还原剂，也可以为阶段Ⅱ反应供能。 D 2.光合作用过程根据是否直接依赖光能，可以概括地分为光反应阶段和暗反应阶段。下列关于光合作用的叙述正确的是( ) A.暗反应不直接依赖光照，植物在没有光照的环境中也能大量合成(CH2O) B.光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体基质 C.停止光照或提高CO2浓度均可在短时间内使C3含量增加 D.ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质 解析：A（×）暗反应不需要光照，但暗反应的发生需要光反应为其提供NADPH和ATP，故在没有光照的环境中光合作用不能持续进行，更不能大量合成(CH2O)。B（×）光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体的类囊体薄膜。C（√）停止光照，光反应停止，NADPH和ATP不再合成，C3的还原受阻，但短时间内CO2的固定仍在正常进行，故C3含量增加；提高CO2浓度，CO2的固定加快，形成的C3增多，但短时间内C3的还原仍在正常进行，故C3含量增加。D（×）ADP是合成ATP的原料，而光合作用中ATP的合成是在类囊体薄膜上进行的，ATP合成后在叶绿体基质中参与暗反应过程，生成ADP和Pi，故ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜。 C 3.光合作用过程包括光反应和碳反应，光反应与碳反应有非常紧密的联系。下列叙述不正确的是( ) A.停止光照，短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量下降 B.停止光照，短时间内叶绿体中三碳酸含量上升 C.停止CO2供应，短时间内叶绿体中五碳糖含量下降 D.停止CO2供应，短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量上升 解析：停止光照，光反应不能进行，ATP和NADPH含量将减少，碳反应中三碳酸的还原过程也会受阻，但短时间内不影响三碳酸的生成，所以三碳酸含量会上升，A、B正确；停止CO2供应，二氧化碳固定速率下降，则短时间内三碳酸的含量将降低，五碳糖的含量将升高，由于三碳酸的生成量减少影响了三碳酸的还原，使得三碳酸的还原反应减弱，则消耗的ATP和NADPH减少，因此，ATP和NADPH含量将增多，C错误，D正确。 C 衔接高考 【2025年河北高考真题】对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是(      ) A.类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C.类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 解析：光反应发生在类囊体膜上，水分解产生氧和H+；暗反应发生在叶绿体基质，该过程发生CO2的固定和C3的还原，生成有机物；有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，该阶段丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，[H]和氧气结合形成水，A错误，B、C、D正确。 A 感谢观看 $