2022-2023學(xué)年蘇教版（2019）必修一 3.2.2 光合作用-光能的捕獲與轉(zhuǎn)換（第二課時(shí)） 課件（21張）

生物學(xué)（新蘇教版）第三章第2節(jié)光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換（第二課時(shí)）現(xiàn)象：分析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，用極細(xì)的光束照射水綿好氧細(xì)菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。光線照射部位進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣。1880年美國科學(xué)家恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在沒有空氣的光亮環(huán)境中現(xiàn)象：分析：產(chǎn)生氧氣的部位是葉綠體。好氧細(xì)菌集中在葉綠體所有受光部位。結(jié)論：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所1880年美國科學(xué)家恩格爾曼實(shí)驗(yàn)1882年美國科學(xué)家恩格爾曼改進(jìn)實(shí)驗(yàn)用透過三棱鏡的光照射臨時(shí)玻片標(biāo)本，讓不同顏色的光投射到水綿的帶狀葉綠體上實(shí)驗(yàn)結(jié)果：紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)的葉綠體部位都聚集了大量的好氧細(xì)菌色素溶液三棱鏡光源分光儀觀察色素吸收光譜觀察到變暗處即是被色素吸收的光譜。色素的吸收光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光類胡蘿卜素溶液葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜思考：這些色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？葉綠素：主要吸收藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素：主要吸收藍(lán)紫光色素的功能：吸收大部分的可見光，用于光合作用。類胡蘿卜素還有保護(hù)葉綠素免遭強(qiáng)光傷害的作用捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體1.分布：主要在葉肉細(xì)胞，少數(shù)分布在幼嫩的莖、果實(shí)中。2.形態(tài)：呈扁平的橢球形或球形可根據(jù)光照強(qiáng)弱來改變自己的狀態(tài)外界光照較強(qiáng)，葉綠體以側(cè)面接收光照外界光照較弱，葉綠體以正面接收光照保證接收到充分的光照，又可避免被強(qiáng)光灼傷。3.結(jié)構(gòu)：葉綠體外膜內(nèi)膜基粒:由兩個(gè)以上的類囊體組成

含有色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶基質(zhì)：含多種與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，是暗反應(yīng)的場(chǎng)所。透明有利于光照的透過擴(kuò)展了膜的受光的面積，擴(kuò)大色素和酶的附著位點(diǎn)，是光反應(yīng)的場(chǎng)所。葉綠體含有色素和光合作用必需的酶，是光合作用的基礎(chǔ)。03綠色植物光合作用的過程材料一19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和H2O結(jié)合甲醛，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，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。材料二1937年，英國植物學(xué)家希爾（R.Hill）發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入草酸鐵或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。像這樣，離體綠體在適當(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)。探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1.希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的元素全部來自水？3.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？不能說明，希爾反應(yīng)僅說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)沒有排除葉綠體中其它物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。能夠說明。希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有CO2，因此，該實(shí)驗(yàn)說明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。積極思維2.哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明氧氣中的元素全部來自水？魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源材料三1954年

，美國科學(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)這一過程總是與水的光解相伴隨。探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)光合作用的過程光反應(yīng)暗反應(yīng)H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反應(yīng)階段光、光合色素、酶葉綠體的類囊體薄膜上水的光解：H2O1/2O2+2H++2e-光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能)

ATP酶光能→電能→化學(xué)能場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化H+NADPH的合成：H++NADP+NADPHNADP++NADPH氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ色素O22e-酶暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP

ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中ATP和NADPH中的化學(xué)能→有機(jī)物中的化學(xué)能2C3(CH2O)＋C5酶糖類NADPH、ATP、多種酶場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATPNADP+NADPHNADPH(CH2O)光能H2OCO2還原（CH2O）葉綠體

色素供氫供能酶供能多種酶參加催化暗反應(yīng)（葉綠體基質(zhì)）2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+光反應(yīng)（葉綠體類囊體薄膜）光合作用過程圖解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較對(duì)比項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件必須有光、色素、酶有光無光都可，多種酶，[H]、ATP場(chǎng)所類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化H2O分解成O2和H+；ADP和Pi形成ATPDNAP+和H+形成NADPHCO2的固定；C3被NADPH和ATP還原，最終形成糖類；ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi；NADPH分解為DNAP+和H+能量轉(zhuǎn)換光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能。聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP和NADPH用于暗反應(yīng)階段C3的還原。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供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)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能。葉綠體光二氧化碳水糖類氧氣CO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O2綠色植物細(xì)胞中的葉綠體從太陽光中捕獲能量，并將這些能量在CO2和H2O轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥cO2的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中化學(xué)能的過程。場(chǎng)所：動(dòng)力：原料：產(chǎn)物：概念：光合作用概念（場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物）總反應(yīng)式光能H2OCO2還原（CH2O）葉綠體

色素供氫供能酶供能多種酶參加催化暗反應(yīng)（葉綠體基質(zhì)）2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+光反應(yīng)（葉綠體類囊體薄膜）分析葉綠體中C3、C5、NADPH、ATP的動(dòng)態(tài)變化光照增強(qiáng)CO2供應(yīng)不變光照減弱CO2供應(yīng)不變光照不變CO2供應(yīng)增加光照不變CO2供應(yīng)減弱條件首先變化物質(zhì)隨后變化物質(zhì)光照增強(qiáng)CO2供應(yīng)不變光照減弱CO2供應(yīng)不變光照不變CO2供應(yīng)增加光照不變CO2供應(yīng)減弱NADPH、ATP增加C3減少，C5增加NADPH、ATP減少C3增加，C5減少C5減少，C3增加C5增加，C3減少NADPH、ATP減少NADPH、ATP增加分析葉綠體中C3、C5、NADPH、ATP的動(dòng)態(tài)變化——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量（化