5.4.2 光合作用的原理 课件 高一上学期生物人教版必修1

第4节第2课时光合作用的原理概念：指绿色植物通过

，利用光能，把

转化成储存着能量的有机物，并且释放出

的过程。叶绿体二氧化碳和水氧气CO2+H2O(CH2O)+O2叶绿体光能一、光合作用的概念及反应式反应式：1.叶绿体如何将光能转化为化学能？2.光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？3.光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？1.19世纪末甲醛对植物有毒，甲醛不能通过光合作用转化成糖。CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)二、探究光合作用原理的部分实验甲醛→糖2.1928年3.1937年，希尔希尔反应：水的光解产生氧气。结论：二、探究光合作用原理的部分实验2.希尔的实验是否能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液中有水，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，同时该实验也没有糖类生成，因此是两个反应。暗示希尔反应和糖的合成是两个相对独立的反应阶段，因此光合作用分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。1.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物质供氧，也不能说明氧元素转移途径。二、探究光合作用原理的部分实验第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二组18O2O24.1941年，美国鲁宾和卡门实验（同位素示踪法）结论：光照射下的小球藻悬浮液二、探究光合作用原理的部分实验结论：在光照时，叶绿体中生成了ATP。5.1954年，阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随ADP+Pi

ATP光照叶绿体H2OO2+2H+

+能量二、探究光合作用原理的部分实验19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖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成糖1937年希尔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______1941年鲁宾、卡门1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成______，这一过程总是与_________相伴随O2氧气ATP水的光解光合作用的探索历程用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H218O+CO2→植物→18O2,H2O+C18O2

→植物→O2，得出光合作用释放的氧气全部来自水二、探究光合作用原理的部分实验上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。

小结二、探究光合作用原理的部分实验接着又转移到什么物质中？科学家卡尔文等用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪放射性14C的去向。向反应体系中通入一定量14CO2，发现：光照0.5秒后，检测到90%的放射性稳定地出现在一种三碳化合物（C3）；光照5秒左右后，放射性稳定地出现在糖类（CH2O）。CO2

C3（CH2O）

卡尔文CO2中的C首先转移到什么物质中？二、探究光合作用原理的部分实验根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。光合作用过程的示意图三、光合作用原理的基本过程H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATPH+NADP++NADPH氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素1.光反应阶段三、光合作用原理的基本过程1.光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O

0.5O2

+2NADPH光能ATP的合成：场所：条件：物质变化能量变化：光能ATP、NADPH中活跃的化学能酶ADP＋Pi＋能量（光能）ATP三、光合作用原理的基本过程2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多种酶参加催化酶CO2还原固定酶供能卡尔文循环2.暗反应阶段三、光合作用原理的基本过程CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的还原：

叶绿体的基质中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能NADPH、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化:ATP2C3

(CH2O)+C5酶NADPH2.暗反应阶段三、光合作用原理的基本过程色素分子可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH尝试画出光合作用过程图解（识记反应过程）光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行三、光合作用原理的基本过程讨论：叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化?条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应

增加减少增加减少减少减少减少增加ATP、ADP分别从哪里转移到哪里？ATP从类囊体薄膜转移叶绿体基质，ADP从叶绿体基质转移到类囊体薄膜。色素分子可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH三、光合作用原理的基本过程光照不变，停止CO2供应暗反应C3含量下降C5含量上升NADPH、ATP增加O2产量减少仍可进行CO2+C5→2C3酶停止光反应停止H2O→2NADPH+1/2O2没有暗反应光反应也不能进行

2C3+NADPH→(CH2O)+C5酶ATP+Pi+光能ATPADP酶→三、光合作用原理的基本过程停止光照，CO2供应不变光反应停止NADPH、ATP、O2产生减少暗反应仍正常进行停止C3含量上升C5含量下降(CH2O)合成量减少H2O→2NADPH+1/2O22C3+NADPH(CH2O)+C5酶ATPCO2+C5→2C3酶暗反应停止没有光反应就没有暗反应+Pi+光能ATPADP酶→三、光合作用原理的基本过程

光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、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+

联系光反应与暗反应的比较三、光合作用原理的基本过程1.在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（）A.红光，ATP下降B.红光，未被还原的C3上升C.绿光，NADPH下降D.绿光，