5.42光合作用与能量转化课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章

细胞的能量供应和利用第4节

光合作用与能量转化二、光合作用的原理和应用O2CH2OH2OCO2太阳能类囊体叶绿体基质一、光合作用

P102光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将

转化成储存着能量的

，并且释放出

的过程。CO2+H2O（CH2O）+O2

光能叶绿体2.反应式：1.概念：(CH2O)表示糖类3.实质：合成有机物，储存能量。将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能。二氧化碳和水有机物氧气光合作用的原理

任务一：阅读P102第一

二段，完成以下问题。二、探索光合作用原理的部分实验

P102-103任务二：阅读P102，标注出每个实验的关键语句，并讨论以下问题。19世纪末1928年1937年1941年1954年CO2中C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，甲醛缩合成糖甲醛对植物有毒害；甲醛不能转化成糖

希尔反应水的光解产生氧气

鲁宾和卡门同位素标记法光合作用氧气来自于水

阿尔农光照下叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴1937年，英国植物学家希尔(R.Hill)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。二、探索光合作用原理的部分实验

P102-103（1）

希尔实验是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？（2）

希尔实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？不能说明。实验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。能够说明。希尔实验中没有合成糖类的原料CO2，因此，可以说明水的光解并非必须与糖的合成相联系，意味着希尔反应是相对独立的反应阶段。离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应。实验思路：

光合作用产生的O2中的O来源于H2O，而不来源于CO2实验过程及现象：实验结论：用同位素示踪法来研究物质的去路二、探索光合作用原理的部分实验

P102-1031941年，鲁宾和卡门相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的相对分子质量不同。1954年，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。光照ATP水光解尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？二、探索光合作用原理的部分实验

P102-103H2OO2+2H+

+能量光照叶绿体ADP+Pi

ATP1964年以后，美国科学家卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻（单细胞绿藻）进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。放射性同位素标记法结论：光合产物中有机物的碳来自CO2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。P103

二、探索光合作用原理的部分实验

P104卡尔文循环

光合作用吸收的二氧化碳与C5结合形成C3，C3经过一系列变化，转化为糖类的同时又形成C5。这些C5又参与C3的形成。这样，C5到C3再到C5的循环，可以源源不断进行下去。所以暗反应也称为卡尔文循环（碳循环）。光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。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(也称为碳反应)，两个阶段。三、光合作用的过程P103-104类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ1.条件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+2.场所：类囊体薄膜上3.主要产物：O2、ATP、NADPH三、光合作用的过程P103-104光反应阶段任务三：阅读P103，完成以下问题光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。4.物质转化：水的光解：ATP的合成：2H2OO2+4H++4e-

光色素NADPH的合成：光能5.能量转变：ATP、NADPH中活跃的化学能ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADP++H++2e-

NADPH酶光反应阶段三、光合作用的过程P103-104ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量1.条件：有没有光都可以，需多种酶、CO2、ATP、NADPH2.场所：叶绿体基质中3.产物：（CH2O）、ADP、Pi、NADP+卡尔文循环三、光合作用的过程P103-104任务三：阅读P104，完成以下问题暗反应阶段相关信息：C3是指3-磷酸甘油酸；C5是指核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）4.物质转化：CO2的固定C3的还原2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH5.能量转变：光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。CO2＋C5

2C3酶ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能暗反应阶段三、光合作用的过程P103-104三、光合作用的过程P103-104完成P106T3光反应和暗反应有什么区别与联系呢？条件物质变化能量变化光反应暗反应场所联系类囊体薄膜上叶绿体的基质中光、色素、酶多种酶ATP的合成:水的光解：NADPH合成:H2O光解

H++O2阶段ADP+Pi+能量→ATP酶CO2的固定:C3的还原:NADP++H++2e-→NADPH酶光能NADPH、ATP中活跃的化学能

有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料NADPHNADP+ATPADP+PiC3(CH2O）+C5

C5+CO2→2C3三、光合作用的过程P103-104任务四：

P104思考与讨论

光反应和暗反应的区别与联系光合作用的表达式：拓展：明确各元素走向光能叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2

①H的转移：H2O→[H]→(CH2O)+H2O②C的转移：CO2→C3→(CH2O)③O的转移：CO2→C3→(CH2O)+H2OH2O→O2

三、光合作用的过程P103-1041.依据光合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。(1)光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（）(2)光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。（）(3)影响光反应的因素不会影响暗反应。（）√××2.如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是（

）A.CO2→叶绿体→ADPB.CO2→叶绿体→ATPC.CO2→乙醇→糖类D.CO2→三碳化合物→糖类D

练习与应用P106P104“相关信息”：光合作用的产物有一部分是_____，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入

，再通过韧皮部运输到植株各处。淀粉筛管能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量3.进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。以无机物转变成为自身的组成物质。（能够进行光合作用或者化能合成作用的生物）2.过程：自养生物：异养生物：4.光合作用和化能合成作用的异同:同：把二氧化碳和水合成有机物异：利用的能量不同（光能、化学能）1.概念：任务五：

阅读P106页，完成以下问题四、化能合成作用P106光合作用与能量转化光合作用概念反应式探究历程光合作用原理过程光反应：类囊体薄膜暗反应：叶绿体基质CO2+H2O（CH2O)+O2

光能叶绿体总反应式化能合成作用课

堂

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结【例1】下列关于探究光合作用原理实验的叙述,错误的是(

)A.恩格尔曼利用水绵和好氧细菌为材料,证明光合作用的场所是叶绿体B.希尔证明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解,产生氧气C.鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,证明光合作用产生的氧来自水D.阿尔农发现水的光解过程产生ATP【例2】下图为探究光合作用中氧气来源的实验示意图,图中A物质和B物质的相对分子质量之比是()A.1∶2

B.2∶1C.8∶9 D.9∶8D