光合作用與能量轉(zhuǎn)化第2課時課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用光合作用與能量轉(zhuǎn)化PART03

光合作用的原理CO2+H2O*

(CH2O)+O2*葉綠體光能3實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲存能量葉綠體是如何將光能轉(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？綠色植物通過

，利用

，將

轉(zhuǎn)成

，并且釋放出

的過程。葉綠體光能二氧化碳和水儲存著能量的有機(jī)物氧氣1.概念：2.反應(yīng)式：一.光合作用的概念及反應(yīng)式離體葉綠體懸浮液中加入鐵鹽，光照下可釋放O2

CO2中C和O被分開，O2被釋放，C和H2O結(jié)合成甲醛，甲醛縮合成糖甲醛對植物有毒害；甲醛不能轉(zhuǎn)化成糖

19世紀(jì)末

1937年希爾1941年魯賓、卡門

1954年阿爾農(nóng)1928年1957年阿爾農(nóng)20世紀(jì)40年代卡爾文二.光合作用的探究歷程（1）

希爾實(shí)驗(yàn)是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水？（2）

希爾實(shí)驗(yàn)是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)？不能說明。實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。能夠說明。希爾實(shí)驗(yàn)中沒有合成糖類的原料CO2，因此，可以說明水的光解并非必須與糖的合成相聯(lián)系，意味著希爾反應(yīng)是相對獨(dú)立的反應(yīng)階段。資料2：1937年，英國科學(xué)家希爾發(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，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。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)稱作希爾反應(yīng)。資料3:魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路：

光合作用產(chǎn)生的O2中的O來源于H2O，而不來源于CO2實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論用同位素示蹤法來研究物質(zhì)的去路資料4

1954年：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)這一過程總是與水的光解相伴隨。光照ATP水光解（3）嘗試用示意圖表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系？光合作用的過程十分復(fù)雜，它包括一系列化學(xué)反應(yīng)。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)和暗反應(yīng)(也稱為碳反應(yīng))，兩個階段。光反應(yīng)

類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ1.條件光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+2.場所類囊體薄膜上3.主要產(chǎn)物O2、ATP、NADPH光反應(yīng)

光合作用第一階段的化學(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。4.物質(zhì)轉(zhuǎn)化水的光解：ATP的合成：2H2OO2+4H++4e-

光色素NADPH的合成：光能5.能量轉(zhuǎn)變ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADP++H++2e-

NADPH酶卡爾文循環(huán)

光合作用吸收的二氧化碳與C5結(jié)合形成C3，C3經(jīng)過一系列變化，轉(zhuǎn)化為糖類的同時又形成C5。這些C5又參與C3的形成。這樣，C5到C3再到C5的循環(huán)，可以源源不斷進(jìn)行下去。所以暗反應(yīng)也稱為卡爾文循環(huán)（碳循環(huán)）。

卡爾文實(shí)驗(yàn)用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤檢測其放射性CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑是：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1.條件有沒有光都可以，需多種酶、CO2、ATP、NADPH2.場所葉綠體基質(zhì)中3.產(chǎn)物（CH2O）、ADP、Pi、NADP+卡爾文循環(huán)(同位素標(biāo)記法)暗反應(yīng)

4.物質(zhì)轉(zhuǎn)化CO2的固定C3的還原2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH5.能量轉(zhuǎn)變光合作用第二階段的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都能進(jìn)行，這個階段叫作暗反應(yīng)階段。CO2＋C5

2C3酶ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能葉綠體中的色素可見光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、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)能酶光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+。

物質(zhì)聯(lián)系三、光合作用的意義1.制造有機(jī)物，為自身及異養(yǎng)生物提供營養(yǎng)物質(zhì)。2.轉(zhuǎn)化并儲存太陽的光能，為生命活動提供能量。3.為有氧呼吸的生物提供氧氣；維持大氣中O2和CO2的平衡，從而緩解溫室效應(yīng)。光能通過驅(qū)動光合作用而驅(qū)動生命世界的運(yùn)轉(zhuǎn)。4.形成臭氧（O3），吸收紫外線，保護(hù)地球生物。5.對生物的進(jìn)化有重要的作用。（為好氧生物的出現(xiàn)提供了氧氣）PART04

化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物。2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2

2HNO3+能量6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量3

進(jìn)行化能合成作用的生物屬于自養(yǎng)還是異養(yǎng)生物？只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動。以無機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)。（能夠進(jìn)行光合作用或者化能合成作用的生物）2過程自養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物：4光合作用和化能合成作用的異同同：把二氧化碳和水合成有機(jī)物異：利用的能量不同（光能、化學(xué)能）1概念電子顯微鏡下的一種硝化細(xì)菌（放大5000倍）項(xiàng)目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源代表生物綠色植物相同點(diǎn)光能無機(jī)物氧化釋放的能量