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

光合作用與能量轉(zhuǎn)化二、

光合作用的原理和作用綠色植物儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量來(lái)自哪呢？太陽(yáng)能

太陽(yáng)的光能又是通過(guò)什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的？地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機(jī)物。地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7.11*10^18KJ,這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力。光合作用CO2+H2O葉綠體光能（CH2O）+O2

光合作用是指綠色植物通過(guò)___________，利用________，將_________________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的___________，并且釋放出___________的過(guò)程。葉綠體光能二氧化碳和水有機(jī)物氧氣②反應(yīng)式：一、光合作用概念①概念：③實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量二、光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)

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，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。資料1不能通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)資料2：希爾反應(yīng)1.希爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)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)？

水的光解產(chǎn)生氧氣。是，因?yàn)閼腋∫褐袩o(wú)CO2，糖類合成需要CO2的C元素。暗示著希爾反應(yīng)是相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)階段。O2

的O全部來(lái)自于H2O？實(shí)驗(yàn)結(jié)論：H2OH218OCO2

O2O2O2O2O2O2

O2O2O2O2O2O2O2O2

O2O2O218O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

資料3：魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤（標(biāo)記

）法

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯抗夂献饔弥醒鯕獾膩?lái)源第一組第二組C18O2處理：現(xiàn)象：相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)（即對(duì)比實(shí)驗(yàn)）光合作用釋放的氧全部來(lái)自水，而并不來(lái)源于CO2

1954年，美國(guó)科學(xué)家阿爾農(nóng)(D.Arnon)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)程總是與水的光解相伴隨。資料4：阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)光照ATP水光解O2綜合上述實(shí)驗(yàn)表明，光合作用釋放的氧氣中的氧元素來(lái)自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的。

2.光合作用的過(guò)程根據(jù)是否需要____________，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為____________和_____________（現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)）兩個(gè)階段。光能光反應(yīng)暗反應(yīng)(1)光反應(yīng)類囊體薄膜的色素可見(jiàn)光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶（氧化型輔酶Ⅱ）（還原型輔酶Ⅱ）條件：光、色素、多種酶場(chǎng)所：類囊體薄膜物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素光能能量變化:ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ADP+Pi+能量

ATP酶

NADPH的合成：NADP++H++e-

NADPH酶(2)暗反應(yīng)ADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量條件：場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)有光無(wú)光都可以，多種酶等

CO2的固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2＋C5

2C3酶物質(zhì)變化ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能能量變化：

(3)光合作用的全過(guò)程葉綠體中的色素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、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)可見(jiàn)光3.ATP、NADPH的作用？ATP：為C3的還原提供能量NADPH:①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量小組討論，問(wèn)題探究：3、光合作用中元素的轉(zhuǎn)移①H的轉(zhuǎn)移：H2O→

→

②C的轉(zhuǎn)移：CO2→

→③O的轉(zhuǎn)移：CO2→

→H2O→CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2NADPH(CH2O)C3

(CH2O)C3(CH2O)O2

4、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較反應(yīng)階段反應(yīng)部位反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系光合作用實(shí)質(zhì)光反應(yīng)暗反應(yīng)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)必須有光、光合色素、酶有光或無(wú)光均可，多種酶等光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來(lái)5、條件驟變對(duì)光合作用中各物質(zhì)的影響葉綠體中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原NADP+NADPH酶可見(jiàn)光CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）突然光照減弱減少增加減少減少突然光照增強(qiáng)增加減少增加增加小組討論，完成表格

1、C3、C5含量變化有什么特點(diǎn)？葉綠體中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原NADP+NADPH酶可見(jiàn)光光照不變NADPH、ATPC3C5

（CH2O）突然CO2濃度減少增加減少增加減少突然CO2濃度增加減少增加減少增加5、條件驟變對(duì)光合作用中各物質(zhì)的影響化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量討論：進(jìn)行化能合成作用的生物屬于自養(yǎng)還是異養(yǎng)生物？異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。自養(yǎng)生物：以無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)。課后練習(xí)1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相