5.4.2光合作用的原理和應(yīng)用課件高一上學(xué)期生物人教版必修一

5.4.2光合作用的原理和應(yīng)用一、光合作用1、概念綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。2、反應(yīng)式CO2+H2O（CH2O）+O2

光能葉綠體1、19世紀(jì)末，科學(xué)家普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開(kāi)，O2被釋放，C和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(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖。CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)?zāi)?，沒(méi)有合成糖的另一種必需原料——CO22、1937年，希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒(méi)有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。討論1.希爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水的光解產(chǎn)生氧氣。是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來(lái)自水？不能，沒(méi)有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒(méi)有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。討論2.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？希爾反應(yīng)：離體的葉綠體在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣。探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)3、1941年，魯賓和卡門(mén)用同位素示蹤法，研究了光合作用中氧氣的來(lái)源。CO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2O18O2O2討論3.分析魯賓和卡門(mén)做的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？光合作用釋放的氧來(lái)自水。探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)4、1954年，美國(guó)阿爾農(nóng)等用離體的葉綠體做實(shí)驗(yàn)：在給葉綠體照光時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi等物質(zhì)時(shí)，體系中就會(huì)有ATP出現(xiàn)。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。

討論4.嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系？光照水氧氣ADP+PiATPH2ONADPHO2NADP＋ADP＋PiATPH＋酶光反應(yīng)階段光能（葉綠體類(lèi)囊體薄膜）二、光合作用的過(guò)程——光反應(yīng)階段（必須有光才能進(jìn)行）①水的光解：2H2OO2+4NADPH光②ATP的合成：ADP＋Pi＋能量

ATP酶光能量變化：光能

ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文等用小球藻（一種單細(xì)胞的綠藻）做了這樣的實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)過(guò)14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終證明了CO2是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的。結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO214CO2(14CH2O)14C514C3C3：三碳化合物C5：五碳化合物二、光合作用的過(guò)程——暗反應(yīng)階段（有沒(méi)有光都能進(jìn)行）NADPHNADP＋ADP＋PiATP2C3C5（CH2O）CO2酶多種酶參與催化暗（碳）反應(yīng)階段（葉綠體基質(zhì)）①CO2的固定：②C3的還原：CO2＋C52C3酶cATPNADPH、2C3

（CH2O）+C5酶卡爾文循環(huán)能量變化：ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能二、光合作用的過(guò)程H2ONADPHNADP＋ADP＋PiATP2C3C5（CH2O）CO2H＋酶多種酶參與催化酶光反應(yīng)階段暗（碳）反應(yīng)階段光能O2CO2+H2O（CH2O）+O2

光能葉綠體6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系類(lèi)囊體薄膜葉綠體基質(zhì)光、色素、酶ATP、NADPH、CO2、多種酶思考?討論：光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系水的光解2H2O→O2+4NADPHATP的合成ADP+Pi+能量→ATP光酶CO2的固定：CO2+C5→

2C3C3的還原：2C3

C5+（CH2O）

酶ATP、NADPH光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ATP中、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP2.暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+二、光合作用的過(guò)程1、NADPH和ATP的移動(dòng)途徑？從類(lèi)囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)2、NADP+和ADP的移動(dòng)途徑？從葉綠體基質(zhì)到類(lèi)囊體薄膜3、NADPH的作用？①作為還原劑；②為暗反應(yīng)供能。4、ATP的作用？為暗反應(yīng)供能光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP一般只用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動(dòng)。二、光合作用的過(guò)程5、光合作用中元素的轉(zhuǎn)移①H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

6CO2+12H2O光能葉綠體C6H12O6+6H2O+6O2三、環(huán)境條件驟變對(duì)光合作用中間代謝產(chǎn)物含量瞬間影響的分析條件C3C5NADPH、ATP停止光照停止CO2供應(yīng)暗反應(yīng)NADPHATP2C3CO2c