光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第三課時）【教材精講精研】 高一生物教學(xué) 課件（人教版2019必修1）

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第三課時）深山和擁擠的地鐵，你更喜歡待在哪里？為什么呢？1光合作用的原理光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。1光合作用的原理光能CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體葉綠體如何將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能？又是如何將化學(xué)能儲存在糖類等有機(jī)物中的？光合作用釋放的氧氣，是來自原料中的水還是二氧化碳呢？探索光合作用原理的部分實驗實驗1：1937年希爾實驗材料：處理：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，沒有CO2），在光照下進(jìn)行結(jié)果：葉綠體有O2釋放。（細(xì)胞器水平上）葉綠體中H2O光解產(chǎn)生氧氣。推測：離體葉綠體探索光合作用原理的部分實驗問題1：希爾實驗中的氧化劑起到什么作用？NADP++2H++2e-NADPH+H+結(jié)合H2O分解產(chǎn)生的2H+和2e-問題2：葉綠體內(nèi)參與光合作用的氧化劑是什么？酶探索光合作用原理的部分實驗材料：實驗2：1954年阿爾農(nóng)實驗1處理：加入ADP、Pi，給予光照結(jié)果：葉綠體生成ATP，且同時水光解產(chǎn)生氧氣光照下，水光解同時ADP和Pi合成ATP。結(jié)論：離體葉綠體探索光合作用原理的部分實驗實驗3：魯賓和卡門實驗實驗思路：用放射性同位素標(biāo)記來研究物質(zhì)的去路材料：小球藻處理：用18O分別標(biāo)記CO2和H2O，給予光照。光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O，不來自CO2。結(jié)果：A為O2，B為18O2；結(jié)論：探索光合作用原理的部分實驗討論1．希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？2．希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)？不能，僅說明離體的葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣。能夠，懸浮液中有水，沒有合成糖的另一種必需原料二氧化碳，因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。探索光合作用原理的部分實驗3．分析魯賓和卡門做的實驗，你能得出什么結(jié)論？4．嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，而并不來源于二氧化碳。H2O光照葉綠體O2+NADPH+能量ADP+PiATP1光合作用的原理根據(jù)是否需要光能，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)（lightreaction）和暗反應(yīng)（darkreaction，現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)，carbonreaction）兩個階段。光反應(yīng)階段

光合作用第一個階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個階段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進(jìn)行的1色素復(fù)合體膜蛋白膜蛋白ATP合成酶色素復(fù)合體類囊體薄膜光反應(yīng)階段

H2O光解為O2和H＋；物質(zhì)的變化：光合作用的原理H+與氧化型輔酶Ⅱ（NADP+）結(jié)合，形成還原型輔酶Ⅱ（NADPH）ADP與Pi反應(yīng)形成ATP；1光合作用的原理暗反應(yīng)階段

實驗4：阿爾農(nóng)實驗2材料：離體葉綠體處理：供給ATP、NADPH和CO2，黑暗條件結(jié)果：離體葉綠體中有糖類生成結(jié)論：黑暗條件下，CO2合成糖類需要ATP和NADPH。光反應(yīng)階段提供

1光合作用的原理實驗5：卡爾文實驗1實驗思路：同位素標(biāo)記14CO2，研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程材料：小球藻處理：光照、提供14CO2；不同時間殺死小球藻，再紙層析分離，最后鑒定放射性物質(zhì)。暗反應(yīng)階段

結(jié)果：先出現(xiàn)14C3，最后出現(xiàn)14C5、14C6CO2C3

C6C5結(jié)論：1光合作用的原理暗反應(yīng)階段

卡爾文實驗2：實驗現(xiàn)象：如果光照下突然中斷CO2供應(yīng)，C3急劇減少而C5量增加；突然停止光照，C3濃度急速升高而C5的濃度急速降低。結(jié)論：C3與C5之間是相互循環(huán)的。C52C3還原的C3CO2（CH2O）多種酶1光合作用的原理光合作用過程類囊體H2OO2CO2卡爾文循環(huán)（CH2O）葉綠體2C3C5ATPNADPHNADP+ADP+Pi1光合作用的原理光反應(yīng)暗反應(yīng)所需條件進(jìn)行產(chǎn)所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系必須有光有光無光都均可類囊體膜葉綠體基質(zhì)水光解為O2和H＋ATP和NADPH的合成CO2的固定；C3的還原；ATP和NADPH的分解光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能1光合作用的原理光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)生成的ATP和NADPH供暗反應(yīng)的C3的還原，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)能再轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。同位素標(biāo)記元素的轉(zhuǎn)移途徑H：3H2ONADP3H(C

3H2O)C：14CO214C3(14CH2O)O：光反應(yīng)暗反應(yīng)CO2的固定C3的還原H218O18O2光反應(yīng)C18O2CO2的固定C3的還原C3(CH218O)一、概念檢測1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水。（

）（2）光反應(yīng)只能在光照條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行。（

）（3）影響光反應(yīng)的因素不會影響暗反應(yīng)。（

）××√D2.如果用含有14C的CO2來追蹤光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，則是