光合作用与能量转化课件-高一上学期生物人教版必修1.pptx

叶绿体有哪些适于进行光合作用的结构特点？复习回顾外膜外膜内膜内膜类囊体类囊体基粒基粒分布着分布着光合色素、光合色素、基质基质酶酶分布着酶分布着酶第第4 4节节光合作用与能量转化光合作用与能量转化第第2 2课时课时 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用（一）光合作用的概念 绿色植物通过 ，利用 ，把 转化成储存着能量的 ，并且释放 的过程。叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳和水二氧化碳和水有机物有机物氧气氧气光合作用的实质：合成有机物，储存能量（一）探索光合作用原理的部分实验实验1：19世纪末：C CO O2 2O O2 2+H+H2 2O O（CHCH2 2O O）甲醛缩合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为糖。（一）探索光合作用原理的部分实验实验2：1937年，希尔向离体叶绿体的悬浮液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O2。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。H H2 2O O离体叶绿体光能O O2 2思考：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？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？不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。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。（一）探索光合作用原理的部分实验实验3：1941年，鲁宾和卡门同种植物同种植物CO2H2O C18O2H218O18O2O2第一组第一组第二组第二组同位素示踪法结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。对比实验（一）探索光合作用原理的部分实验实验4：1954年，美国阿尔农用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中加入ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。H+（还原型辅酶（还原型辅酶）（二）光合作用的过程1、光反应阶段类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解NADPH酶场所：类囊体薄膜上光、色素、酶水的光解：ATP的合成：条件：物质变化：NADPH的合成：H2O 1/2O2+2H+2e-光NADP+H+2e-NADPH酶ADP+Pi+能量 ATP 酶能量变化：光能ATP、NADPH中活跃的化学能（氧化型辅酶（氧化型辅酶）（3）30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用经过14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的。（1）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。（2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。称为称为卡尔文循环卡尔文循环COCO2 2C C3 3(CH(CH2 2O)O)C C5 5（CH2O）2C3C5CO2（二）光合作用的过程2、暗反应阶段场所：叶绿体基质中条件：有没有光都可以，需多种酶、CO2、ATP、NADPHADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量ATP、NADPH2C3 (CH2O)+C5酶CO2C5 2C3酶物质转化：CO2的固定：C3的还原：能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能糖类中稳定的化学能（二）光合作用的过程NADPHADP+PiATPNADP+2C3C5物质联系：光反应为暗反应提供了 ，暗反应将活跃的化学能转化为 。光反应为暗反应提供了 ，暗反应为光反应提供 。能量联系：O2NADPH和ATPADP、Pi、NADP+活跃的化学能有机物中稳定的化学能光合作用中元素的转移：H的转移：H2O NADPH(CH2O)C的转移：CO2 C3（CH2O）O的转移：CO2 C3（CH2O）H2O O2 CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2能量的转移途径：光能ATP和 NADPH中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响CO2浓度不变光照减弱：NADPH、ATP含量减少，C5含量减少，C3含量增加，(CH2O)含量减少。光照增强：NADPH、ATP含量增加，C5含量增加，C3含量减少，(CH2O)含量增加。光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响光照不变CO2浓度降低：NADPH、ATP含量增加，C5含量增加，C3含量减少，(CH2O)含量减少。CO2浓度升高：NADPH、ATP含量减少，C5含量减少，C3含量增加，(CH2O)含量增加。