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1

5.4.2

光合作用的原理學(xué)習(xí)目標(biāo)1.解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作那個(gè)用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.通過(guò)光合作用的探究歷程，說(shuō)明光合作用過(guò)程中物質(zhì)變化與能量變化的關(guān)系。3.總結(jié)光合作用的原理并構(gòu)建模型。綠色植物生長(zhǎng)奧秘是什么？來(lái)一場(chǎng)葉片內(nèi)部的探索1.葉綠體的結(jié)構(gòu)12345葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類(lèi)囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶，這是葉綠體，捕獲光能進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

2.光合作用的概念場(chǎng)所：__________條件：__________反應(yīng)物：___________

產(chǎn)物：_____________葉綠體光能二氧化碳和水氧氣有機(jī)物光合作用是指綠色植物通過(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，并釋放出氧氣的過(guò)程．a(chǎn).光合作用概念b.光合作用簡(jiǎn)式：思考與討論（1）葉綠體如何將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能？（2）如何將化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類(lèi)等有機(jī)物中？（3）光合作用釋放的氧氣，是來(lái)自原料中的水還是二氧化碳？3.對(duì)光合作用原理的探索探究歷程19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(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(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖。探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)思考·討論C6H12O6葡萄糖CH2O甲醛（CH2O）碳水化合物CO2二氧化碳3.對(duì)光合作用原理的探索思考·討論討論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？

不能說(shuō)明。希爾反應(yīng)僅說(shuō)明了離體葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣。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)有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。（P103）3.對(duì)光合作用原理的探索思考·討論討論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)？能夠說(shuō)明。希爾反應(yīng)是葉綠體離體狀況下完成的，懸浮液中有水但是沒(méi)有合成糖的另外一種原料---CO2。因此，水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)階段。（P103）3.對(duì)光合作用原理的探索討論3.分析魯賓和卡門(mén)做的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來(lái)源于水，而并不來(lái)源于CO2。（P103）思考·討論：1954年，美國(guó)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(guò)程總是和水的光解相伴隨。光照水氧氣ADP+PiATP思考·討論：3.對(duì)光合作用原理的探索討論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。光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自水光合作用中氧氣的產(chǎn)生和糖類(lèi)的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)而是分階段進(jìn)行的光合作用是否需要光能光反應(yīng)：必須有光才可以進(jìn)行暗反應(yīng)：有光無(wú)光都能進(jìn)行3.光合作用的反應(yīng)階段★探究點(diǎn)一光合作用光反應(yīng)的模型構(gòu)建酶、水光、色素、葉綠體的類(lèi)囊體薄膜光能色素H2OH++O2ADP＋Pi

ATP酶光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能。1.場(chǎng)所：2.條件：3.物質(zhì)變化：4.能量變化：H++NADP+

NADPH(還原劑)酶水的光解NADPH的合成ATP的合成★探究點(diǎn)一光合作用光反應(yīng)的模型構(gòu)建光能光反應(yīng)階段★探究點(diǎn)一光合作用光反應(yīng)的模型構(gòu)建ATPADP+Pi酶O2H2O光解光反應(yīng)階段類(lèi)囊體薄膜NADPHNADP++H+酶H+

（3）30秒后檢測(cè)產(chǎn)物，檢測(cè)到了多種帶14C標(biāo)記的化合物。

從而弄清了CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過(guò)程?！緦?shí)驗(yàn)情境4】1946年開(kāi)始，美國(guó)的卡爾文等用14CO2研究了CO2轉(zhuǎn)化為糖的途徑：向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2,給予光照，讓小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向。（1）光照時(shí)間為幾分之一秒時(shí)發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中；（2）在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測(cè)到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)；

CO2是如何轉(zhuǎn)變成糖類(lèi)的呢？14CO2三碳化合物（C3）五碳化合物（C5）六碳糖(C6)1、請(qǐng)根據(jù)資料，嘗試寫(xiě)出C原子的轉(zhuǎn)移途徑★探究點(diǎn)二

光合作用暗反應(yīng)的模型構(gòu)建暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：葉綠體基質(zhì)多種酶、ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→糖類(lèi)等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。2C3ATPNADPHNADP+ADP+Pi酶糖類(lèi)NADPH、ATP、CO21、場(chǎng)所：2、條件：3、物質(zhì)變化：4、能量變化：P104(CH2O)C5閱讀課本104頁(yè)總結(jié)構(gòu)建暗反應(yīng)過(guò)程模型2C3CO2（CH2O）多種酶參加反應(yīng)固定還原ATPADP+PiNADPHNADP+暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)卡爾文循環(huán)C5光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別所需條件進(jìn)行場(chǎng)所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系物質(zhì)變化上的聯(lián)系能量轉(zhuǎn)化上的聯(lián)系必須有光、色素、酶有光或無(wú)光均可、ATP、NADPH、CO2、多種酶類(lèi)囊體薄膜葉綠體基質(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中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光能→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)提供了ADP、Pi、NADP+比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系小結(jié)：光合作用的過(guò)程模型2C3CO2（CH2O）多種酶參加反應(yīng)固定還原ATPADP+PiNADPHNADP+酶O2H2O光解光反應(yīng)階段類(lèi)囊體薄膜酶H+暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)科學(xué)前沿：判斷：光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自水（）。光反應(yīng)中的產(chǎn)物繼續(xù)參與暗反應(yīng)的是O2、ATP、NADPH（）綠色植物葉肉細(xì)胞吸收光能的色素分布在（

）A．類(lèi)囊體薄膜 B．外膜C．內(nèi)膜 D．基質(zhì)×A√練一練如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段,下列各項(xiàng)敘述中,錯(cuò)誤的是 ()A.該反應(yīng)為光合作用暗反應(yīng)B.該反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)C.該反應(yīng)需要在黑暗條件下進(jìn)行D.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多種酶的參與C練一練合作探究分析影響光合作用的因素總結(jié)光合作用原理的應(yīng)用CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體★光合作用的反應(yīng)式綠色植物通過(guò)

，利用

，把

轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的

，并且釋放

的過(guò)程。葉綠體光能二氧化碳和水氧氣有機(jī)物★光合作用的概念思考（1）從物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化的角度分析，光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？（2）綠色植物的光合作用對(duì)于生物界來(lái)講，有何重要意義？①把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，不僅是自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且是人和動(dòng)物的食物來(lái)源.②將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中，提供了生命活動(dòng)的能量來(lái)源.③維持了大氣成分的基本穩(wěn)定。把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物；將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中★課堂檢測(cè)1.如果將一株綠色植物栽培在含O的完全培養(yǎng)液中,給予充足的光照,經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間后,下列物質(zhì)中能含18O的有_________。

①植物周?chē)乃魵猗谥車(chē)諝庵械难鯕猗壑車(chē)諝庵械亩趸饥芄夂献饔卯a(chǎn)生的葡萄糖2.光合作用過(guò)程中,水的分解及C3形成葡萄糖所需能量分別來(lái)自()A.光合作用產(chǎn)生的ATP,光能B.光能,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPHC.都是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATPD.都是光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP①②③④B3.白天,葉綠體中ATP和ADP的運(yùn)動(dòng)方向是()A.ATP與ADP同時(shí)由類(lèi)囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng)B.ATP與ADP同時(shí)由葉綠體的基質(zhì)向類(lèi)囊體薄膜運(yùn)動(dòng)C.ATP由類(lèi)囊體薄膜向葉綠體的基質(zhì)運(yùn)動(dòng),ADP的運(yùn)動(dòng)方向正好相反D.ADP由類(lèi)囊體薄膜向葉綠體的基質(zhì)運(yùn)動(dòng),ATP則向相反方向運(yùn)動(dòng)C4.(多選)如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖,請(qǐng)據(jù)圖判斷下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A.光合作用的光反應(yīng)在圖中B處進(jìn)行,必須在有光條件下進(jìn)行B.光合作用過(guò)程中釋放的O2來(lái)自H2OC.光合作用的暗反應(yīng)在圖中B處進(jìn)行,必須在無(wú)光條件下進(jìn)行D.光合作用過(guò)程中CO2被固定并還原成圖中的甲物質(zhì)C5.銀邊天竺葵是園藝經(jīng)典品種,其綠色圓形葉片外邊鑲有白邊,如圖為銀邊天竺葵的光合作用過(guò)程示意圖。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:(1)圖中a表示的物質(zhì)是________,Ⅱ表示光合作用過(guò)程中的________階段。

(2)c參與Ⅱ階段的反應(yīng)時(shí),首先與________結(jié)合形成兩個(gè)C3,最后形成d。

(3)光合作用過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的途徑為_(kāi)_________________(請(qǐng)用圖中的字母、文字回答)。

1.請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止2.請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？NADPH↓

ATP↓C3還原受阻C3

↑C5

↓CO2↓CO2固定停止C3↓C5↑C3還原減弱NADPH、ATP↑（CH2O）↓小結(jié)：光照或CO2驟變對(duì)光合作用中物質(zhì)含量的影響

條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量光照變