【课件】第二课时光合作用的原理和应用课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、5.4 5.4 光合作用与能量转化光合作用与能量转化二、二、光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用O O2 2CHCH2 2O OH H2 2O OCOCO2 2太阳能类囊体叶绿体基质一一、光合作用的原理光合作用的原理（1 1）概念：概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。场所场所能量来源能量来源反应物反应物产物产物（2 2）反应式）反应式：CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体（3 3）实质）实质：合成有机物，储存能量1.1.光合作用光合作用一一、光合作用的原理光合作用的原理2.2.探索探索光合作用原理的光合作用原理的部分部

2、分实验实验（思考思考讨论讨论 P102 P102）（1）19世纪末 CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)n甲醛 糖甲醛对植物有毒甲醛不能通过光合作用转化成糖 （2）1928年 缩合1937年，英国植物学家希尔发现，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。2、希尔反应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？不能，反应体系中可能还存在其他氧元素供体。1、希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。思考思考：（3）光反应的研究-希尔反应 希尔反应：希尔反

3、应：离体叶绿体离体叶绿体铁盐铁盐(或其他氧化剂或其他氧化剂)H H2 2O O2H2H+O+O2 2 +2e2e-光照光照水的水的光解光解（4）光反应的研究-鲁宾和卡门实验同位素同位素示踪示踪法法结论：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。（5）光反应的研究-阿尔农的实验 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi和NADP+(氧化性辅酶)时，体系中就会有ATP和NADPH产生（NADP+、H+和电子结合会形成NADPH）。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。尝试用示意图来表示尝试用示意图来表示ATPA

4、TP的合成与希尔反应的关系的合成与希尔反应的关系。H H2 2O O光照光照叶绿体叶绿体O O2 2+2H2H+2e2e-ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP ATP酶NADPNADPH H+2e 2e NADPHNADPH酶叶绿体中分离出的类囊体缓冲介质充分平衡转移类囊体加入ADP和Pi无光条件放置A A组组B B组组B B组组A A组组类囊体膜内外的pH都为4（6）光反应的研究-贾格道夫的实验 未检测到未检测到检测到检测到ATPATP8思考：思考：1、本实验的自变量是什么？因变量是什么？类囊体膜两侧是否具有 H+浓度梯度；（6）光反应的研究-贾格道夫的实验 是否生成 ATP思考：思

5、考：2、分析实验结果，可得出什么结论？ATP合成与类囊体膜两侧的H+浓度梯度有关（6）光反应的研究-贾格道夫的实验 思考：思考：3、在叶绿体内，类囊体膜通过_（主动运输/协助扩散/自由扩散）的方式才能创造其两侧的 H+浓度差。主动运输（6）光反应的研究-贾格道夫的实验 ADPPiATP类囊体腔叶绿体中的色素水e光子H+浓度差e2eNADPH+NADPH ADPPiATPH2O1/2O2 2H+2e 光光合作用研究-光反应详解光合作用研究-光反应详解13光合作用研究-光反应详解光光光反应的物质变化：光反应的能量变化：光能电能H+势能NADPH和ATP中的化学能NADPNADPHH+2e2e-NA

6、DPHNADPH酶ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP ATP酶3.3.光反应阶段光反应阶段类囊体薄膜类囊体薄膜可见光ADP+PiATPATPH H2 2O OOO2 2NADPNADP+酶酶吸收吸收光解光解HH+NADPHNADPH酶酶条件：光、色素、多种酶场所：类囊体薄膜物质转化水的光解：ATP的合成：光色素光能能量转化:ATP、NADPH中的化学能ADP+Pi+能量 ATP 酶NADPH的合成：NADP+H+2 e-NADPH酶一一、光合作用的原理光合作用的原理（7）暗反应的研究-卡尔文循环 给小球藻通14CO2在光下培养杀死细胞终止光合作用提取溶液中的物质，用纸层析法纸层析法使

7、这些物质分离放射性显影确定放射性位置光照60s取样时产生的放射性物质思考：如何确定放射性首先出现在哪种化合物中？缩短取样时间时产生的放射性物质再溶解，化学分析，表明是3-磷酸甘油酸（C3）（7）暗反应的研究-卡尔文循环 17光合作用研究-暗反应详解韧皮部（筛管）植株各处光合作用研究-暗反应详解 暗反应的物质变化 CO2的固定：C3的还原：CO2C5 2C3酶2C3 ATPNADPH 3-磷酸甘油醛酶葡萄糖淀粉蔗糖光合作用研究-暗反应详解 暗反应的物质变化 暗反应的能量变化CO2的固定：C3的还原：CO2C5 2C3酶2C3 ATPNADPH （CH2O)+C5酶ATP和NADPH中的化学能糖类

8、等稳定化合物中的化学能ADP+PiADP+PiATPATPNADPNADP+能量能量C C5 52C2C3 3多种酶多种酶(CH(CH2 2O)O)糖类糖类COCO2 2固定固定还原还原酶酶NADPHNADPH酶酶能量能量CO2的固定：CO2C5 酶C3的还原：ATP ADP+Pi叶绿体的基质中糖类等有机物中稳定的化学能2C3 酶NADPH、ATP、酶NADP+NADPH(CH2O)+C5ATP、NADPH中活跃的化学能2C3一部分是淀粉，一部分是蔗糖场场 所所：条条 件件：物质变化物质变化能量能量转换：转换：相关信息相关信息 C3是指三碳化合物3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物核 酮 糖-1,5-二 磷 酸（RuBP）一一、光合作用的原理光合作用的原理4.4.暗反应阶段暗反应阶段自主构建模型O22C3CO2C5NADPHATPADP+PiNADP+光反应暗反应H20