【課件】光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第2課時(shí)）課件2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

必修一《分子與細(xì)胞》第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化（二）光合作用的原理和應(yīng)用光合作用光合作用：

指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將CO2和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出O2的過程。光能如何轉(zhuǎn)化成化學(xué)能？氧氣中的O來源于水還是CO2Part1光合作用原理的探索

19世紀(jì)末，科學(xué)界認(rèn)為，光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。

1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。資料一一、光合作用原理的探索不能通過光合作用實(shí)現(xiàn)一、光合作用原理探索資料二：希爾反應(yīng)

1937年，英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體的葉綠體的懸浮液（有H2O沒有CO2）加入含有鐵鹽或其他氧化劑，給予光照會(huì)釋放出氧氣。像這樣，離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。1、希爾實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明光合作用產(chǎn)生的氧氣

中的氧元素全部來自水？

2、希爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不能說明，該實(shí)驗(yàn)未排除葉綠體中其它物質(zhì)的干擾，也未直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。能說明，懸浮液中無合成糖的必需原料CO2，說明水的光解并非必需與糖的合成相關(guān)聯(lián)。暗示希爾反應(yīng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的階段。一、光合作用原理探索資料三：魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)O218O2方法：同位素示蹤法用18O分別標(biāo)記CO2和H2O，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理：結(jié)果：A與B相對(duì)分子質(zhì)量分別為：32、36實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的O2中的O來源于H2O，而不來源于CO2一、光合作用原理探索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)這一過程總與水的光解相伴隨。資料四：阿爾農(nóng)的實(shí)驗(yàn)討論：嘗試用示意圖表示希爾反應(yīng)和ATP合成的關(guān)系。H2O光照O2葉綠體NADPH能量++ADPPi+ATP一、光合作用原理探索總結(jié)光合作用的反應(yīng)式光合作用過程復(fù)雜，包括一系列化學(xué)反應(yīng)。依據(jù)是否需要光能分為：光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段光合作用第一個(gè)階段，必須有光才能進(jìn)行。光合作用第二個(gè)階段，又稱“碳反應(yīng)階段”，有無光都能進(jìn)行。Part2光合作用的原理光反應(yīng)階段葉綠體中的光合色素光能H2O

水的光解O2NADPHADP+Pi酶ATP光、酶、色素等類囊體的薄膜上（2）條件：（1）場所：H2O+NADP+光酶NADPH+O2物質(zhì)ADP+Pi+光能酶ATP能量光能活躍的化學(xué)能（ATP、NADPH）（3）過程：水的光解：ATP的合成：CO2C5

固

定2C3NADPH供氫、供能酶(CH2O)糖類（1）場所：（2）條件：葉綠體基質(zhì)多種酶多種酶參加催化還原（3）過程：能量NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能酶ATP供能ADP+Pi暗反應(yīng)階段卡爾文循環(huán)CO2＋C52C3酶ATPNADPH、ADP+Pi2C3(CH2O)+C5酶物質(zhì)CO2的固定：C3的還原：ATP的水解:光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系1、NADPH和ATP的移動(dòng)途徑是什么？2、NADP+和ADP的移動(dòng)途徑是什么？3、NADPH的作用類囊體薄膜→葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜（1）還原劑（2）儲(chǔ)存能量供暗反應(yīng)階段利用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段（碳反應(yīng)）場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光、色素、酶有光無光都可，多種酶光能→ATP、NADPH中

活躍的化學(xué)能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+等原料2H2OO2+4H+色素、酶光NADP++H+

NADPH酶ADP+Pi+能量

ATP酶CO2＋C52C3酶2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH拓展以下條件變化時(shí)，短時(shí)間內(nèi)各種物質(zhì)合成量的動(dòng)態(tài)變化。條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照，CO2不變突然光照，CO2不變光照不變停止CO2供應(yīng)光照不變，CO2增加增加減少減少或沒有減少或沒有減少增加增加增加減少增加減少或沒有增加增加減少減少增加拓展CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2①H的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

光合作用中C、H、O的轉(zhuǎn)移路徑小結(jié)光合作用的實(shí)質(zhì)：（1）物質(zhì)角度（2）能量角度無機(jī)物有機(jī)物光能化學(xué)能光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物不僅供植物自身利用，還養(yǎng)活了包括你我在內(nèi)的所有異養(yǎng)生物。光能通過驅(qū)動(dòng)光合作用而驅(qū)動(dòng)生命世界的運(yùn)轉(zhuǎn)。課堂習(xí)題1．下圖表示氫元素的轉(zhuǎn)移途徑，其中①②表示植物葉肉細(xì)胞光合作用的有關(guān)途徑，③④表示細(xì)胞呼吸過程中的有關(guān)途徑。下列相關(guān)敘述正確的是（

）CH2O→NADPH→①（CH2O）→②③[H]

→H2O④A．途徑①產(chǎn)生的NADPH和途徑③產(chǎn)生的[H]是同種物質(zhì)B．途徑①③在生物膜上進(jìn)行，途徑②④在基質(zhì)中進(jìn)行C．途徑①②③④都發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化D．光合作用的原料H2O中的氧原子可以依次經(jīng)過途徑①②③④

轉(zhuǎn)移到細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物H2O中課堂習(xí)題B2．下圖表示光合作用過程，其中Ⅰ、Ⅱ代表光合作用的兩個(gè)階段，a、b、c表示相關(guān)物質(zhì)，下列說法不正確的是（

）A．物質(zhì)a表示NADPH，物質(zhì)b為ADP，物質(zhì)c表示NADP+B．物質(zhì)a僅作為還原劑參與Ⅱ過程，為Ⅱ過程提供能量的僅有ATPC．過程Ⅰ、Ⅱ分別表示光反應(yīng)、暗反應(yīng)階段，二者都需要酶的參與D．白天若將植株遮光處理，則其葉綠體中NADP+/NADPH的比值會(huì)升高3．下圖表示光合作用過程，其中Ⅰ、Ⅱ代表光合作用的兩個(gè)階段，a