高中生物 光合作用的原理和應(yīng)用（第一課時） 課件

1、 光合作用的原理和應(yīng)用(第一課時）高一年級 人教版必修1分子與細(xì)胞主講人：曾 芫單 位：深圳市寶安中學(xué)（集團）光合作用的原理光合作用：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。CO2 + H2 O光能葉綠體（CH2O)+ O2O2來自哪里？(CH2O)如何形成？物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換？ 1937年，英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)：在離體葉綠體的懸浮液（含H2O，不含CO2）中加入鐵鹽（Fe3+）或其他氧化劑，在光照下可釋放出O2，溶液顏色由黃色變?yōu)闇\綠色。該實驗 （能/不能）說明植物光合作用產(chǎn)生的O2中的O全部都來自水。懸浮液由黃色變?yōu)闇\綠色，說明葉綠體在光

2、照條件下生成了 ，把Fe3+（黃色）還原成的Fe2+（淺綠色）。3.希爾的實驗 （能/不能）說明水的光解和糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)。資料1 未加入CO2，未直接追蹤到O元素的來源。不能還原劑（NADPH)能懸浮液中有H2O，沒有合成糖的必需原料CO2如何設(shè)置實驗？自變量、因變量、無關(guān)變量？預(yù)期結(jié)果及結(jié)論？資料1 1937年，英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)：在離體葉綠體的懸浮液（含H2O，不含CO2）中加入鐵鹽（Fe3+）或其他氧化劑，在光照下可釋放出O2，溶液顏色由黃色變?yōu)闇\綠色。離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生O2的化學(xué)反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。 能否進(jìn)一步確定O2中O元素的來源？方法：同位素標(biāo)記法

3、材料：H2O，CO2，H218O，C18O2，小球藻（一種單細(xì)胞綠藻） 1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤法研究了光合作用中O2的來源，他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2 ，然后進(jìn)行了兩組實驗：資料2結(jié)論：植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中全部都來自水。對比實驗資料3 1954年，美國科學(xué)家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)在光照下葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是和水的光解相伴隨。放能反應(yīng)嘗試用簡單的示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系H2O光能葉綠體O2+NADPH +能量ADP + PiATP酶葉綠體外膜內(nèi)膜類囊體薄膜基質(zhì)一光合作用光反應(yīng)用

4、示意圖來表示光反應(yīng)的過程光照水氧氣ADP+PiATP葉綠體一光合作用光反應(yīng)NADPH(CH2O)如何形成？二光合作用暗反應(yīng) 20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤放射性14C的去路。 向反應(yīng)體系中加入一定量的14CO2 ，光照30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種帶14C標(biāo)記的化合物。 將光照時間逐漸縮短至幾分之一秒時發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。在5秒鐘的光照后，卡爾文等同時檢測到了含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。卡爾文的發(fā)現(xiàn)1嘗試建立CO2、C3 、 C5和C6的轉(zhuǎn)化關(guān)系 (CH2O)如何形成？二光合作用暗反應(yīng)在光

5、照下C3、C5的濃度很快達(dá)到飽和并相對穩(wěn)定。通過改變實驗條件，發(fā)現(xiàn)C5化合物呈規(guī)律性變化：在光照下突然中斷CO2供應(yīng)，C5就積累起來，C3的濃度急速降低；突然停止光照時，C3的濃度急速升高，同時C5的濃度急速降低?？栁牡陌l(fā)現(xiàn)2光反應(yīng)提供的NADPH、ATP用于暗反應(yīng)哪一步？用于C3轉(zhuǎn)化成C5和糖類光反應(yīng)階段場所：葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上條件：光、色素、酶等；光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中能量轉(zhuǎn)換：物質(zhì)變化ATP合成：ADPPi 能量 ATP酶水的光解：H2O O2+2H+2e-光能NADP+H+2e- NADPH 酶暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)中場所：NADPH、ATP、酶等；條件：ATP中活躍

6、的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)換：物質(zhì)變化CO2C5 2C3酶CO2的固定：C3的還原：ATP(CH2O)2C3NADPHC5光合作用的原理思考討論 1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)在所需條件、進(jìn)行場所、發(fā)生的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化等方面有什么區(qū)別？光合作用的原理思考討論 2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化方面存在什么聯(lián)系？物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)生成的ATP和 NADPH供暗反應(yīng)C3的還原，而暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi和NADP+；能量聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)能，暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能。1.葉綠體不同于線粒體的特點有 （ ）A.具有雙層選擇透過性膜B.利用水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)C.能分解水產(chǎn)生氧氣和H+D.合成ATP為生命活動供能2. 葉肉細(xì)胞中不能合成ATP的部位是 （ ）A.線粒體內(nèi)膜 B.葉綠體的類囊體膜C.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D.葉綠體基質(zhì)習(xí)題鞏固CD3.在我國西北地區(qū)，夏季日照時間長，晝夜 溫差大，那