5.4光合作用与能量转化第2课时课件高一上学期生物人教版必修1

5.4

课时2光合作用的原理水二氧化碳有机物氧气光合作用的概念（2）光合作用反应式：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O)+

O2（1）光合作用的概念：

绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。注：（CH2O）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。O2中的O来自CO2还是H2O？糖类(CH2O)是怎样合成的？1.光合作用的概念及反应式一、光合作用的原理思考探究光合作用原理的部分实验思考•讨论资料1：19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。资料2：1928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。CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)推测：O2中的O来自

。H2O资料3：1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐Fe3+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。Q1：希尔的实验能否说明O2中的O全部来自于水？不能，没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。H2O

O2＋

H+光能叶绿体Q2:希尔的实验能否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？能说明，悬浮液中有H2O，没有合成的糖的另外一种必需原料CO2，水的光解与糖的合成不是同一个化学反应。第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组180202资料4：1941年（美）鲁宾和卡门实验（同位素标记法）实验结论:光照射下的小球藻悬浮液对比实验

1954年，美国科学家阿尔农(D.Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。

1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。资料5：阿尔农实验光照ATP水光解ADP+PiATP叶绿体H2ONADPH+O2光能+能量划分依据：反应过程是否需要光能二、光合作用的过程叶绿体基质暗反应场所类囊体薄膜光反应场所类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶1.光反应阶段物质转化水的光解:ATP的合成:H2OO2+H++2e-

光色素ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADPH的合成:NADP++H++2e-NADPH酶光能能量转变:ATP和NADPH中活跃的化学能主要产物:O2、ATP、NADPH氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ①实验思路：同位素标记14CO2，研究碳的转移途径。②材料：小球藻。③处理：光照、提供14CO2；不同时间(几十秒内、几秒内、1秒以内)把小球藻放入煮沸的酒精中，立刻杀死小球藻再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。④结果：先出现14C3，最后出现14C5和14C6。⑤结论(请用符号和箭头表示)：________________。资料6：卡尔文实验1光合产物中有机物的碳来自CO2根据资料分析，暗反应过程中是怎样CO2是怎样变成糖类的？①实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。②结论：_______________________。C3与C5之间是相互循环的资料6：卡尔文实验22.暗反应（碳反应）阶段物质变化CO2的固定：C3的还原：CO2＋C52C3酶2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH能量转变ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量产物：（CH2O）、ADP、Pi、NADP+①物质关系：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NADP+、ADP和Pi等原料。②能量关系：光反应阶段产生的ATP和NADPH中活跃的化学能转化为暗反应阶段中储存在糖类中的稳定化学能。思考：光反应和暗反应在物质变化和能量转化方面存在什么联系？

叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中色素ADP+PiATPH2OO2酶吸收光解能光能光反应H+C52C3多种酶固定还原暗反应(CH2O)CO2酶NADPHNADP+酶酶能3.光反应与暗反应的比较反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化产物联系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶光能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5、NADP+光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来2442学后反馈：1.光反应的场所是：__________________2.暗反应的场所是：______________3.光反应中的能量变化：_____________________________4.暗反应中的能量变化：_____________________________5.NADPH的中文名称是________________。6.暗反应还被称为：___________、___________。7.暗反应可被分为：___________、____________，两个阶段。8.光反应为暗反应提供了_______________________。9.暗反应为光反应提供了_______________________。类囊体薄膜（基粒，有色素和酶）叶绿体基质（有酶）光能→ATPNADPH中活跃化学能ATPNADPH中活跃化学能→有机物中稳定化学能还原型辅酶Ⅱ碳反应卡尔文循环CO2的固定C3的还原NADPH和ATPADP和Pi、NADP+①C的转移：②H的转移：③O的转移：核心归纳：光合作用过程中元素的转移途径思考

叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化核心归纳：来源—去路法分析物质含量的变化光反应

.CO2的固定

.C3的还原

.ATP和NADPH

。C3

。C5

。光变弱有机物

.减弱↓暂不变↑减弱

↓减少核心归纳：来源—去路法分析物质含量的变化CO2的固定

。C3的还原

。ATP和NADPH

。C3

。C5

。CO2供应减少有机物

.C3的还原

。光反应

。减弱暂不变↓↑随后减弱暂不变↑减少核心归纳：来源—去路法分析物质含量的变化1.地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物！2.地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018KJ，这个数字相当于24万个三峡电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍！

光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。因此，有人称光合作用是地球上最重要的化学反应。3、地球上每秒钟要消耗1万吨氧气，以这样的速度计算，如果没有绿色植物，大气中的氧气在2000年左右就会耗尽。4.光合作用的意义根据以下资料分析，光合作用的意义。4.光合作用的意义①把无机物合成有机物，不仅是自身的营养物质,而且是人和动物的食物来源.②将光能转换成化学能，贮存在有机物中，提供了生命活动的能量来源.③维持生物圈碳氧平衡三、化能合成作用营养类型光能自养6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体（光合作用）化能自养（化能合成作用）自养型异养型寄生、腐生、捕食例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。例如绿色植物，蓝细菌等2NH3+3O2

硝化细菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O酶（CH2O）+O2示例：硝化细菌光合作用概念光合作用的过程光合作用的原理的探索光反应暗反应反应式希尔鲁宾和卡门阿尔农卡尔文水的光解NADPH和ATP的形成CO2的固定C3的还原CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体1．希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应是：H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋1/2O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述，不正确的是()A．光合作用释放的O2来自水而不是CO2B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D．光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPHB2．如图是光合作用过程的图解，其中A～G代表物质，a、b、c代表生理过程。下列相关叙述错误的是()A．图中a过