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存在有機物中的能量來自哪呢？太陽能

太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內(nèi)的？地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機物。地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約為7.11*10^18KJ,這個數(shù)字大約相當于240000個三門峽水電站所發(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___________，利用________，將_________________轉(zhuǎn)化成儲存著能量的___________，并且釋放出___________的過程。葉綠體光能二氧化碳和水有機物氧氣②反應(yīng)式：一、光合作用概念①概念：③實質(zhì)：合成有機物，儲存能量二、光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分實驗

19世紀末，科學(xué)界普遍認為，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)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。資料1不能通過光合作用實現(xiàn)資料2：希爾反應(yīng)1.希爾的實驗結(jié)論？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(xué)反應(yīng)？

水的光解產(chǎn)生氧氣。是，因為懸浮液中無CO2，糖類合成需要CO2的C元素。暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。O2

的O全部來自于H2O？實驗結(jié)論：H2OH218OCO2

O2O2O2O2O2O2

O2O2O2O2O2O2O2O2

O2O2O218O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

資料3：魯賓和卡門實驗

實驗方法：同位素示蹤（標記

）法

實驗?zāi)康模貉芯抗夂献饔弥醒鯕獾膩碓吹谝唤M第二組C18O2處理：現(xiàn)象：相互對照實驗（即對比實驗）光合作用釋放的氧全部來自水，而并不來源于CO2

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。資料4：阿爾農(nóng)實驗光照ATP水光解O2綜合上述實驗表明，光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進行的。

2.光合作用的過程根據(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：場所：葉綠體基質(zhì)有光無光都可以，多種酶等

CO2的固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH有機物中穩(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→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)可見光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+把無機物轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來5、條件驟變對光合作用中各物質(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？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)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量討論：進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)成的有機物來維持自身的生命活動。自養(yǎng)生物：以無機物轉(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