光合作用与能量转化第二课时课件【知识建构+高效助教】高一上学期生物人教版（2019）必修1

光合作用与能量转换2022高中生物必修一·第五章第四节·第二课时化石燃料可以如何被代替？微藻与火电厂等重污染工业联产低碳生物经济2010年，我国总二氧化碳排放量70亿吨，位居世界第1。科学家利用微藻培养与重工业行业联产。实现了二氧化碳及余热的综合利用火电厂

28.24亿吨（约占40.1％）石油加工业11.07亿吨（约占15.7％）黑色金属冶炼工业5.80亿吨（约占7.3％）排出吸收CO2微藻△约年产量十亿吨生物质△相当于三亿吨生物燃料△相当于产值2万亿元低碳工业微藻：小球藻二光合作用的原理和应用CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体光合作用的原料、产物、场所和条件有什么？（教材P102）

光合作用释放的O2，是来自原料中的H2O，还是CO2？二光合作用的原理和应用CO219世纪末C+H2O糖类甲醛（有毒）O2CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体布莱克曼在1905年提出：光合作用分为两个阶段。分别是依赖光的阶段（光反应阶段）和不依赖光的阶段（暗反应阶段）20世纪初，布莱克曼二光合作用的原理和应用瓦尔宝设计了下图类似的实验检验布莱克曼的假说利用小球藻模拟实验如下A组连续光照135s光照7.5s，黑暗7.5s，光暗交替各135sB组光合产物量：a光合产物量：1.2a若光合作用全要光，则B组光合产物的量是多少？问题1二光合作用的原理和应用1937年，希尔[英]光反应的研究——希尔反应：溶液有气泡产生[资料1]光反应过程中作为还原剂的是还原型辅酶Ⅱ（NADPH）【推论】离体叶绿体在适合的条件下，可以把水进行光解产生氧气。问题2：能否说氧气中的氧元素都来源于水？小球藻H2OO2+

NADPH(还原型辅酶Ⅱ)光能叶绿体小球藻取样时间/min反应物中的18O的含量/％

H218O

C18O2

产物中的18O的含量/％

18O200.850.2045-1100.850.410.84110-2250.850.550.85225-3500.850.660.8500.200.8540-1100.200.500.20110-1850.200.400.20问题3：光合产物氧气中的氧元素是由哪种原料提供的？二光合作用的原理和应用1941年，鲁宾、卡门[美]光反应的研究——同位素示踪法结论：植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水原料1954年，阿尔农[美]光反应的研究——光合磷酸化在光下，叶绿体合成ATPATP的合成ADP+Pi

ATP

光、酶

色素1957年，光反应的研究——光合磷酸化与希尔反应相偶联[资料2]随着科学家研究的深入发现，水在光的作用下分解为O2的同时还会释放出H+，并且释放两个高能的电子。请写出水的光解方程式。水的光解NADP＋(氧化型辅酶Ⅱ)＋H＋+2e-NADPH(还原型辅酶Ⅱ)酶

[资料3]光反应过程中，高能电子经过传递，可用于NADP+（氧化型辅酶Ⅱ）与H+结合形成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），并将部分能量储存在NADPH中。请写出NADPH合成的方程式。H2O2H＋＋1/2O2+2e-光能色素O21.光合作用的过程——光反应用3min阅读课本103页，在课本找到答案并标注出来：1.光反应的场所是什么？2.进行光反应需要什么条件？3.光反应过程中有什么物质变化?（请用方程式的方式表示）4.光反应过程中能量有什么变化？5.小组合作完成右图，并上台展示光能叶绿体中的色素H2O水在光下分解ADP+PiATPNADP+NADPHH+酶酶1.光合作用的过程——光反应光能叶绿体中的色素H2OO2水在光下分解ADP+PiATPNADP+NADPHH+酶酶条件：场所：物质变化：能量变化：光、色素、酶类囊体薄膜上水的光解：ATP的合成：光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中H2O2H＋＋1/2O2

光能NADP＋＋H＋NADPH酶ADP+Pi

ATP

光、酶

色素暗反应的研究——卡尔文循环实验过程1、向小球藻光合作用反应体系中充入一定量的14CO2。2、光照连续60秒后将小球藻置于热酒精中。3、分离溶解物中的分子4、对以上光合产物进行放射性显影检测到了多种带14C标记的化合物实验结果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）中暗反应的研究——卡尔文循环[资料4]起先猜测二氧化碳是与某一个二碳的片段结合，生成三碳化合物。然而，情况并非如此。

卡尔文及其同事们在实验过程中发现：在有光照和CO2供应的条件下，突然把CO2的供应降低时，C3的浓度急速降低，C5的浓度急速升高。C3和C5含量有如右图变化：C5C3问题4：请尝试分析写出CO2、C3和C5的关系。五碳化合物在接受了CO2后分解成了两个三碳化合物CO2＋C52C3酶暗反应的研究——卡尔文循环卡尔文获得了1961年诺贝尔奖2.光合作用的过程——暗反应2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C52C3酶CO2的固定C3的还原ATP的水解卡尔文循环CO2→C3→(CH2O)2C3CO2固定C5多种酶参加催化(CH2O)还

原ADP+PiATP供能（气孔）NADP+NADPH供氢、供能ATPADP+Pi+能量酶2.光合作用的过程——暗反应2min阅读课本104页，在课本找到答案并标注出来：1暗反应的场所是什么？2.进行暗反应需要什么条件？3.暗反应过程中有什么物质变化?（请用方程式的方式表示）4.暗反应过程中能量有什么变化？2C3CO2固定C5多种酶参加催化(CH2O)还

原ADP+PiATP供能（气孔）NADP+NADPH供氢、供能2.光合作用的过程——暗反应条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体基质多种酶、CO2ATP和NADPH的分解CO2的固定：CO2+C5→2C3

酶C3的还原：2C3C5+(CH2O)酶ATP、NADPHATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能2C3CO2固定C5多种酶参加催化(CH2O)还

原ADP+PiATP供能（气孔）NADP+NADPH供氢、供能3.光合作用的过程光能叶绿体中的色素2C3CO2固定C5多种酶参加催化(CH2O)还

原H2OO2水在光下分解ADP+PiATP供能（气孔）NADP+NADPH供氢、供能H+任务：将光反应和暗反应作为一个整体画一个模式图

缓解能源危机这一全球性问题，开发和利用新能源受到广泛关注。研究发现，小球藻在高氮条件下光合作用强，生长较快，但油脂积累少；在低氮条件下生长较慢，但能积累更多油脂。为获得油脂生产能力强的小球藻，制造生物质燃料，科研人员进行了实验。请回答问题：1、在光下，培养着小球藻藻液的锥形瓶侧壁上，可见的气泡可能是___________；小球藻通过光反应将光能转变成___

________中的化学能；然后经过在