5.4 光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第二課時(shí)）課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化(第二課時(shí))（藍(lán)綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素（約占3/4，主要吸收紅光和藍(lán)紫光）類(lèi)胡蘿卜素（約占1/4，主要吸收藍(lán)紫光）綠葉中的色素葉綠體雙層膜基質(zhì)中有許多由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的基粒光合色素分布在類(lèi)囊體薄膜上，光合作用的酶分布在類(lèi)囊體薄膜和基質(zhì)葉綠體是捕獲光能、進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。結(jié)構(gòu)功能溫故知新：綠葉中的色素合作探究一：葉綠體中的光合色素捕獲光能將通過(guò)什么方式轉(zhuǎn)化為什么物質(zhì)呢？光合作用原理1.光合作用概念：2.過(guò)程：(1)概念：指綠色植物通過(guò)

，利用光能，把

轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出

的過(guò)程。

反應(yīng)式：

。

葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

場(chǎng)所條件產(chǎn)物原料CO2+H2O

(CH2O)+O2葉綠體光能光合作用釋放的氧氣，是來(lái)自原料中的水還是二氧化碳？合作探究二：請(qǐng)自主閱讀課本P102-103思考與討論，小組合作完成以下問(wèn)題。光合作用原理

甲醛→糖

甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖,甲醛對(duì)植物有毒。CO2O2C+H2O甲醛探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)思考.討論①19世紀(jì)末②1928年光合作用原理探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)思考.討論③1937年，希爾：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)。1.希爾的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？2.希爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊翊_定氧氣全部來(lái)自水？

水的光解產(chǎn)生氧氣。不能。該實(shí)驗(yàn)僅能說(shuō)明離體的葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解產(chǎn)生O2。該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒(méi)有直接觀察到氧氣的轉(zhuǎn)移。光合作用原理18O216O2C18O2H216OC16O2第一組H218O光照下的小球藻懸浮液第二組光照下的小球藻懸浮液探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)思考.討論④1941年，美國(guó)魯賓和卡門(mén)：合作探究三：該實(shí)驗(yàn)采用了什么實(shí)驗(yàn)方法？如何對(duì)照？可以得出什么結(jié)論？相互對(duì)照（即對(duì)比實(shí)驗(yàn)）同位素標(biāo)記法（同位素示蹤法）光合作用釋放的氧全部來(lái)自水，而并不來(lái)源于CO2。光合作用原理探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)思考.討論⑤1954年，阿爾農(nóng)：離體葉綠體的懸浮液合作探究四：嘗試用示意圖來(lái)表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。H2OO2+2H++能量光照葉綠體ADP+PiATP【結(jié)論】光合作用釋放的O2來(lái)自H2O，在光照下，葉綠體可合成ATP。光合作用原理19世紀(jì)末甲醛→糖

1928年甲醛對(duì)植物有毒，不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖1937年希爾反應(yīng)水的光解產(chǎn)生氧氣1941年魯賓和卡門(mén):同位素標(biāo)記法光合作用氧氣來(lái)自于水1954年阿爾農(nóng):光照下葉綠體合成ATP該過(guò)程總是與水的光解相伴。光合作用原理1.光合作用分為哪幾個(gè)階段？分類(lèi)依據(jù)是什么？2.每個(gè)階段反應(yīng)的條件、場(chǎng)所、物質(zhì)變化、能量變化如何？合作探究五：請(qǐng)自主閱讀課本P103-104頁(yè)，小組合作完成以下問(wèn)題。光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別反應(yīng)條件反應(yīng)場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系光合作用原理反應(yīng)過(guò)程是否需要光能光合作用過(guò)程分類(lèi)依據(jù)：有光才能反應(yīng)有光、無(wú)光都能反應(yīng)光反應(yīng)（光合作用第一階段）暗反應(yīng)（光合作用第二階段）又稱(chēng)碳反應(yīng)光合作用過(guò)程：光反應(yīng)階段類(lèi)囊體薄膜上的色素分子可見(jiàn)光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ光合作用原理類(lèi)囊體薄膜上的色素分子可見(jiàn)光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ（1）條件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+（2）場(chǎng)所：葉綠體類(lèi)囊體薄膜上（3）主要產(chǎn)物：O2、ATP、NADPH光合作用過(guò)程：光反應(yīng)階段光合作用原理類(lèi)囊體薄膜上的色素分子可見(jiàn)光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ（4）過(guò)程：①水的光解：②ATP的形成：H2O?O2+2H++2e-光色素NADP＋＋H++2e-

NADPHADP+Pi+能量

ATP

酶（5）能量轉(zhuǎn)化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能光合作用過(guò)程：光反應(yīng)階段酶光合作用原理ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類(lèi)CO2固定還原酶NADPH酶能量光合作用過(guò)程：暗反應(yīng)階段（1）條件：（2）場(chǎng)所：（3）主要產(chǎn)物：有沒(méi)有光都可以，需多種酶、CO2、ATP、NADPH葉綠體基質(zhì)中（CH2O）、ADP、Pi、NADP+光合作用原理（卡爾文循環(huán)）（碳反應(yīng)）ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類(lèi)CO2固定還原酶NADPH酶能量光合作用過(guò)程：暗反應(yīng)階段（4）過(guò)程：（5）能量轉(zhuǎn)化：①CO2的固定：②C3的還原：CO2＋C5

2C3酶2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHATP、NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用原理（卡爾文循環(huán)）（碳反應(yīng)）ATPADP+Pi+能量酶NADPHNADP++H++2e-酶葉綠體中的色素可見(jiàn)光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原光反應(yīng)暗反應(yīng)NADP+NADPH光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶光合作用總過(guò)程：光合作用原理

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系項(xiàng)目葉綠體類(lèi)囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光、色素、酶有光無(wú)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+等原料過(guò)程光合作用原理NADP++H++2e-

NADPH

色素、酶H2O?O2+2H++2e-光ADP+Pi+能量

ATP酶酶酶CO2＋C52C32C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPHATPADP+Pi+能量酶NADPHNADP++H++2e-酶CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2光合作用中元素的轉(zhuǎn)移：（1）H的轉(zhuǎn)移：（2）C的轉(zhuǎn)移：（3）O的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)CO2→C3→（CH2O）CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

光合作用原理合作探究六：正常進(jìn)行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5、[H]、ATP含量如何變化？若突然停止CO2的供應(yīng)呢？

條件停止光照CO2供應(yīng)不變

突然光照CO2供應(yīng)不變光照不變停止CO2供應(yīng)光照不變?cè)黾覥O2供應(yīng)C3C5ATPNADPH增加減少減少增加減少增加增加減少減少增加增加減少減少增加增加減少光合作用原理光合作用概念光合作用的過(guò)程光合作用的原理的探索光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)式希爾魯賓和卡門(mén)阿爾農(nóng)卡爾文水的光解NADPH和ATP的形成CO2的固定C3的還原CO2+H2O

(CH2O)+O2光能葉綠體課堂小結(jié)1.光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是（）A.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng)隨堂練習(xí)2.光合作用過(guò)程的正確順序是()①二氧化碳的固定②氧氣的釋放③葉綠素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤3.在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是()

A.三碳化合物B.五碳化合物

C.NADPH

D.氧氣

隨堂練習(xí)4.如圖表示光合作用的過(guò)程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的兩個(gè)階段，a、b表示相關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是(）A．階段Ⅰ表示暗反應(yīng)B．階段Ⅱ表示光反應(yīng)C．物質(zhì)a表示N