光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第二課時）課件【知識精講+備課精研】 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第五章第四節(jié)光合作用的原理和應(yīng)用通過對光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的思考和討論，說明光合作用過程，并從物質(zhì)與能量觀視角，闡明光合作用原理，認(rèn)同人類對光合作用的認(rèn)識過程是逐步的、不斷發(fā)展的。浙江大學(xué)某團(tuán)隊成功從菠菜中提取了類囊體將其用哺乳動物細(xì)胞膜包裹在國際上首次實(shí)現(xiàn)植物的類囊體跨物種遞送到動物體衰老病變的細(xì)胞內(nèi)讓動物細(xì)胞也擁有植物光合作用的能量以此敲開逆轉(zhuǎn)細(xì)胞退變衰老的“時光之門”國際視野1.葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)()2.真核細(xì)胞都進(jìn)行有氧呼吸()3.沒有線粒體的細(xì)胞一定不能進(jìn)行有氧呼吸()4.有氧呼吸的實(shí)質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過程()5.無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累()6.水稻根、蘋果果實(shí)、馬鈴薯塊莖等植物器官的細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳()7.人體產(chǎn)生二氧化碳的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸()8.和有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少()9.人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖()10.過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的()11.有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水()12.無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，是因?yàn)榇蟛糠帜芰恳詿崮艿男问缴⑹?)13.有氧呼吸、無氧呼吸各階段都產(chǎn)生[H]和ATP()14稻田定期排水，可避免無氧呼吸產(chǎn)生乳酸而使根腐爛()光合作用概念：綠色植物通過______(場所)，利用_____(能量來源)，將_____和_____(原料)轉(zhuǎn)化成儲存著能量的______(產(chǎn)物)，并且釋放出____(產(chǎn)物)的過程。光能CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體2.能量轉(zhuǎn)化？1.O2來自哪里？葉綠體光能CO2H2O有機(jī)物O2一：探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)19世紀(jì)末甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)→糖→1928年科學(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。探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1937年希爾反應(yīng)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。希爾反應(yīng)：水的光解產(chǎn)生氧氣。結(jié)論：離體葉綠體鐵鹽(或其他氧化劑)H2O2H++O2

+2e-光照水的光解探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)討論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)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？2．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化學(xué)反應(yīng)？不能說明，反應(yīng)體系中可以還存在其他氧元素供體，該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體濾液中其它物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。能夠，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(shí)驗(yàn)說明水的光解并非必須與糖相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對獨(dú)立的反應(yīng)階段。探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1941年魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)光照射下的小球藻懸浮液CO2H2OC18O2H218O18O2O2甲組乙組魯賓(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的來源。光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。實(shí)驗(yàn)結(jié)論探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1954年阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在給葉綠體照光時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi等物質(zhì)時，體系中就會有ATP出現(xiàn)。在光照時，葉綠體中生成了ATP。1957年葉綠體合成ATP的過程，總是與水的光解相伴隨。光合作用分為哪幾個階段？分類依據(jù)是什么？每個階段反應(yīng)的條件、產(chǎn)物、場所、物質(zhì)變化、能量變化如何？光合作用光能光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段一光合作用的過程1、光合作用的過程——光反應(yīng)條件：光、色素、多種酶場所：類囊體薄膜物質(zhì)轉(zhuǎn)化：水的光解：ATP的合成：NADPH的合成：光能能量轉(zhuǎn)化:產(chǎn)物：O2、NADPH、ATPATP、NADPH中活躍的化學(xué)能H2OO2+H++e-

光色素ADP+Pi+能量ATP+H2O酶NADP++H++e-NADPH酶探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1946年卡爾文循環(huán)用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實(shí)驗(yàn)，

給予光照，追蹤檢測其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑。2、光合作用的過程——暗反應(yīng)條件：有沒有光都能進(jìn)行，需要多種酶場所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：CO2的固定：C3的還原：能量轉(zhuǎn)化:產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、PiCO2＋C52C3酶2C3+NADPH（CH2O）+C5ATPADP+Pi酶NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP水解：嘗試畫出光合作用過程圖解（識記反應(yīng)過程）1.NADPH和ATP的移動途徑是什么？2.NADP+和ADP的移動途徑呢？3.NADPH的作用？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP、NADPH的生成CO2的固定；C3的還原活躍化學(xué)能光能活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi、NADP+

。聯(lián)系3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系：能量聯(lián)系：3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間相互制約，相互影響4、光合作用中元素去向CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O2H：3H2ONADP3H(C

3H2O)C：14CO214C3(14CH2O)O：光反應(yīng)暗反應(yīng)CO2的固定C3的還原H218O18O2光反應(yīng)C18O2CO2的固定C3的還原C3(CH218O)5、條件驟變對光合作用中各物質(zhì)（短時間內(nèi)）的影響CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照減弱光照增強(qiáng)減少減少減少減少增加增加增加增加5、條件驟變對光合作用中各物質(zhì)（短時間內(nèi)）的影響條件光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變C3含量增加減少減少增加C5含量減少增加增加減少[H]和ATP的含量減少增加增加減少光照不變NADPH、ATPC3C5

（CH2O）CO2濃度減少CO2濃度增加減少減少減少減少增加增加增加增加同化作用光能自養(yǎng)6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能葉綠體（光合作用）化能自養(yǎng)自養(yǎng)型異養(yǎng)型寄生、腐生、捕食不能制造有機(jī)物，利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持生命活動。利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時釋放的能量將CO2和H2O（無機(jī)物）合成糖類（有機(jī)物）。如硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。（化能合成作用）以光為能源，以無機(jī)物為原料合成有機(jī)物（糖類），并儲存能量。如綠色植物。2NH3+3O2

硝化細(xì)菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化細(xì)菌2HNO3+能量CO2+H2O酶（CH2O）+O2一、概念檢測1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)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(yīng)只能在光照條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行。（

）（3）影響光反應(yīng)的因素不會影響暗反應(yīng)。（

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

（

）A.CO2