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

第4節(jié)光合作用與能量轉化（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，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，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化為化學能？又是如何將化學能儲存在糖類等有機物中的？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），在光照下進行結果：葉綠體有O2釋放。（細胞器水平上）葉綠體中H2O光解產生氧氣。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+結合H2O分解產生的2H+和2e-問題2：葉綠體內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年阿爾農實驗1處理：加入ADP、Pi，給予光照結果：葉綠體生成ATP，且同時水光解產生氧氣光照下，水光解同時ADP和Pi合成ATP。結論：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：用放射性同位素標記來研究物質的去路材料：小球藻處理：用18O分別標記CO2和H2O，給予光照。光合作用產生的O2來自于H2O，不來自CO2。結果：A為O2，B為18O2；結論：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生氧氣，是否說明植物光合作用產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反應？不能，僅說明離體的葉綠體在適當條件下可以發(fā)生水的光解，產生氧氣。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聯(lián)，暗示著希爾反應是相對獨立的反應階段。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，你能得出什么結論？4．嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。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是否需要光能，這些化學反應可以概括地分為光反應（lightreaction）和暗反應（darkreaction，現(xiàn)在也稱為碳反應，carbonreaction）兩個階段。光反應階段

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

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

實驗4：阿爾農實驗2材料：離體葉綠體處理：供給ATP、NADPH和CO2，黑暗條件結果：離體葉綠體中有糖類生成結論：黑暗條件下，CO2合成糖類需要ATP和NADPH。光反應階段提供

1光合作用的原理實驗5：卡爾文實驗1實驗思路：同位素標記14CO2，研究物質轉化過程材料：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。暗反應階段

結果：先出現(xiàn)14C3，最后出現(xiàn)14C5、14C6CO2C3

C6C5結論：1光合作用的原理暗反應階段

卡爾文實驗2：實驗現(xiàn)象：如果光照下突然中斷CO2供應，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暗反應所需條件進行產所物質變化能量轉化光反應和暗反應的區(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的分解光能轉化為ATP和NADPH中的化學能ATP和NADPH的化學能轉化為有機物中穩(wěn)定的化學能1光合作用的原理光反應和暗反應的區(qū)別與聯(lián)系物質聯(lián)系：光反應生成的ATP和NADPH供暗反應的C3的還原，暗反應為光反應提供了ADP、Pi和NADP+。能量聯(lián)系：光反應為暗反應提供了活躍的化學能，暗反應將活躍的化學能再轉化為有機物中穩(wěn)定的化學能。同位素標記元素的轉移途徑H：3H2ONADP3H(C

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

）（2）光反應只能在光照條件下進行，暗反應只能在黑暗條件下進行。（

）（3）影響光反應的因素不會影響暗反應。（

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