5.4光合作用与能量转化（第三课时）课件--高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、光合作用与能量转化第3课时高一人教版生物学必修1第5章 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。叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气一、光合作用的概念(1)光合作用的实质：合成有机物，储存能量。原料：二氧化碳 水产物：有机物(糖类)氧气场所：叶绿体条件：光能 多种酶(2)光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？二、光合作用的原理问题 教材P102（1）叶绿体如何将光能转化为化学能？（2）如何将化学能储存在糖类等有机物中？（3）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体思考讨论 教材P102 探索光合作用原理的部分实验

2、探索光合作用原理的部分实验 19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。甲醛对植物有毒害作用。甲醛不能通过光合作用转化成糖。CO2O2C+H2OHCHOCH2O不科学 1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。讨论 1 希尔反应能否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？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

3、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。探索光合作用原理的部分实验 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？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。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。1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究了光合作用中O2的来源，他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，进行了两组实验：C18O2H2OO2 小球藻CO2H218O18 O2 小球藻结论：光合作用释放的氧气中的氧元素

4、全部来源于水，并不来源于二氧化碳。探索光合作用原理的部分实验 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是和水的光解相伴随。探索光合作用原理的部分实验（一）光反应阶段 必需有光才能进行，在类囊体的薄膜上进行。类囊体薄膜上的光合色素H2OO2H+ADP+Pi酶光、酶、色素能量转化：光能 ATP和NADPH中活跃化学能NADPH（还原型辅酶）+NADP+光能ATP条件：二、光合作用的原理（二）暗反应阶段 有没有光都能进行，在叶绿体的基质中进行 1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了CO2转化为糖的途径：向反应体系中充入一定量的14CO2,

5、给予光照，让小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向。二、光合作用的原理C CO O2 2C C5 5 2 2C C3 3NADPHNADPH供氢供氢酶酶(C CH H2 2O)O)糖类糖类多种酶多种酶参加催化参加催化能量能量转化：转化：ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能 糖类中稳定的化学能糖类中稳定的化学能 酶酶ATPATP供能供能ADP+PiADP+Pi（二）暗反应阶段（二）暗反应阶段卡尔文循环卡尔文循环还还 原原固固定定二、光合作用的原理二、光合作用的原理（三）光反应和暗反应的区别与联系光反应光反应暗反应暗反应区区别别所需条件所需条件进行场所进行场所物

6、质变化物质变化能量转化能量转化联联系系物质变化物质变化上的联系上的联系能量转化能量转化上的联系上的联系必须有光有光或无光均可类囊体薄膜叶绿体基质水光解为O2和H+;ATP和NADPH的合成ATP和NADPH的分解；CO2的固定；C3的还原；光能转化为ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能光能ATP和NADPH中的化学能有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH;暗反应为光反应提供了ADP、Pi、NADP+类囊体薄膜类囊体薄膜上的光合色上的光合色素素H H2 2O OO O2 2H H+ADP+PiADP+Pi酶NADPHNADPH+NA

7、DP+NADP+光能光能ATPATPCOCO2 2C C5 5 2C2C3 3酶酶(CH(CH2 2O)O)糖类糖类多种酶多种酶参加催化参加催化酶酶供能供能还还 原原固固定定光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段归纳总结归纳总结高一人教版生物学第5章一、光反应和暗反应的区别与联系光反应光反应暗反应暗反应区区别别所需条件所需条件进行场所进行场所物质变化物质变化能量转化能量转化联联系系物质变化物质变化上的联系上的联系能量转化能量转化上的联系上的联系必须有光有光或无光均可类囊体薄膜叶绿体基质水光解为O2和H+;ATP和NADPH的合成ATP和NADPH的分解；CO2的固定；C3的还原；光能转化为A

8、TP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能光能ATP和NADPH中的化学能有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH;暗反应为光反应提供了ADP、Pi、NADP+1.为什么暗反应不能较长时间地在黑暗条件下进行？因为光反应为暗反应提供的NADPH、ATP是有限的。O可在释放的O2中检测到；H可在产生的糖类中检测到。2.试利用同位素示踪法分析光合作用过程中各元素的转移途径。(1)用放射性同位素分别标记H2O中的H和O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？(2)若标记CO2中的14C，请写出光合作用中14C的转移途径。14CO2 214C3(1

9、4CH2O)。讨论二、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析下图中表示光反应，表示CO2的固定，表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(一)“过程法”分析各物质变化NADPHATPNADPHATPNADPHATP(二)“模型法”表示C3和C5的含量变化C5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATP突破光合作用过程的突破光合作用过程的4 4个误区个误区(1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的色素不参与光合作用。(2)绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。(3)不能认为暗反应不需要光。光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物NADPH和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。(4)叶绿体并不是进行光合作用的必要场所：进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。