光合作用的原理+教学课件 高一上学期生物人教版（2019）必修1

人教版必修1第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用的原理第2课时俗话说：“万物生长靠太阳，雨露滋润禾苗壮”，为什么这么说呢？地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物。地球表面上的绿色植物每年储存的能量相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。（1）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？（2）叶绿体是如何将光能转化为化学能？（3）又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？光合作用是指绿色植物通过

，利用

，把

和

转化成储存着

的

，并且释放出

的过程。一、光合作用的概念叶绿体光能二氧化碳水能量有机物氧气光合作用的反应式：12H2O+6CO2C6H1206+6O2+6H2O光能叶绿体二、光合作用的原理及探索1、光合作用原理的部分探索实验【资料1】

19世纪末甲醛→糖1928年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【资料2】

1937年，英国植物学家希尔在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬液中有H2O，无CO2），在光照下可以释放氧气。希尔反应H2O2H++1/2O2+2e-氧化剂叶绿体光照1、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？2、希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?不能，没有排除叶绿体中其他提供氧元素的物质，也没有直接观察到氧元素的转移能够说明，悬浮液中有H2O，无CO2，该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。思考：H2O2H++1/2O2+2e-氧化剂叶绿体光照【资料3】1941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）追踪物质的运行和变化规律。讨论：1、实验中的自变量是什么？2、因变量如何检测？3、分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？同位素18O的标记的物质不同测定产生氧气的相对分子质量光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自H2O，而并不来源于CO2。【对比实验】【资料4】1954年，美国阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。ADP+Pi+能量ATPNADP+H+++2e-NADPHH2O2H++1/2O2+2e-光酶酶ADP+Pi+能量ATPNADP+H+++2e-NADPHH2O2H++1/2O2+2e-光酶酶物质变化：能量变化：光能电能H+势能ATP和NADPH中的化学能2、光合作用的过程光反应阶段类囊体薄膜上的色素分子ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收H+NADPH酶（氧化型辅酶Ⅱ）（还原型辅酶Ⅱ）光解可见光1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了植物在进行光合作用时CO2转化为糖的路线。①向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。②在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物(C5)和六碳糖(C6)。③光照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。CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：光照射下的小球藻悬液14CO2H2OO2（14CH2O）(14CH2O)14CO2暗反应阶段：物质变化：能量变化：ATP和NADPH中的化学能糖类物质的化学能CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的还原：2C3+NADPH+ATP

(CH2O)+C5+NADP++ADP+Pi酶光反应阶段暗反应阶段进行场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质所需条件光、色素、酶ATP、NADPH、酶物质变化水的光解产生氧气；产生ATP和NADPHCO2的固定；C3的还原；ATP和NADPH的分解能量变化光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中NADPH和ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi实质物质合成、能量储存三、光合作用中元素的转移：你掌握了吗？我通过光合作用的途径，将太阳的光能获取，转成化学能积聚，存在细胞有机物里。我体内捕获光能的色素，可用无水乙醇提取，碳酸钙调PH，溶解度不同是原理。纸层析带从高到低，胡萝卜叶黄最后是ab，这含量究竟几何？叶绿素a有最多，风中摇曳的绿叶是我，我就是我。阳光中的绿叶我是沧海一粟，而内心却丰富，叶绿体独特结构向你倾诉，双层膜是它外廓，基质基粒在内部，类囊体膜承载色素。光合作用是说，绿色植物通过，叶绿体利用光能转化作用，CO2水是需求，氧气释放在空中，转成储存能量的有机物，叶绿体是场所。我看过世间的碧海桑田，可惜没人看过我，直到后来很多年，许多科学家的出现，1771年普利斯特利，说我可以更新空气；萨克斯饥饿处理，淀粉是产物也被证明；同位素标记法确定，释放的氧气来自水滴；卡尔文循环揭秘，CO2转换途径，我是如此幸运遇见你，能知我心底。等到东方露晨曦，色素将光能吸取，两水分子在类囊体薄膜消离，光解成4还原氢，含有一分子氧气，这是水的光解不要惊异。ADP与磷酸基，在酶作用下反应，光能转成化学能储存ATP，还有水光解一起，类囊体膜是场地，都属于光