5.4.2光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化——光合作用的原理與過程5葉綠體的功能資料1：1881年,德國科學(xué)家恩格爾曼利用水棉與好

氧菌進行了光合作用發(fā)生場所的探究。①把載有水綿和好氧細菌臨時裝片放在沒有空氣的黑

暗環(huán)境里；②然后用極細的光束照射水綿，通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，

好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；③若將上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌則分

布在葉綠體所有受光部位的周圍。④他在證明光合作用放氧場所后，緊接著又做了一個

實驗:他用三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)

現(xiàn)大量的好氧細菌聚集在紅光和藍光區(qū)域。資料2：在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種

進行光合作用所必需的酶。問題思考1.本實驗為什么選擇水棉作為實驗材料？水棉不僅具有細長的帶狀染色體，而且以螺旋狀分布于細胞中，便于觀察。2.初始設(shè)置沒有空氣的黑暗環(huán)境的目的是什么？排除了環(huán)境中氧氣和光的干擾。3.本實驗如何進行實驗對照的設(shè)計？①極細光的點投：葉綠體上可分為光照部位和無光照部位；②暗下局部光照與完全暴露在光下形成對照。葉綠體是光合作用發(fā)生的場所。氧氣是光下由葉綠體釋放的。4.恩格爾曼的第二個實驗結(jié)果說明什么？葉綠體中的色素吸收紅光、藍紫光，用于光合作用放出氧氣。一﹑光合作用的概念光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放氧氣的過程。1.概念：2.反應(yīng)式：CO2+H2O光能葉綠體O2+(CH2O)3.實質(zhì)：合成有機物，儲存能量二﹑光合作用的原理1.1928年，發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害，且不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。2.①水的光解產(chǎn)生氧氣；②氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)。小球藻3.1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡

門利用同位素標記法對O2來自

于H2O還是CO2進行了探究。討論

1.本實驗是否存在對照?實驗組和對照組各是什么?存在對照。兩組均是實驗組，是對比實驗。氧氣來自于水二﹑光合作用的原理4.1954年，阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照

時葉綠體中生成ATP。這一過

程總是與水的光解相伴隨。2.嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。2H2O光能葉綠體O2+4H++能量ADP+PiATP三﹑光合作用的過程1.光反應(yīng)過程葉綠體色素H2OO2NADPHADP＋PiATP①水的光解：2H2O光能光合色素4[H]+O2②ATP的合成：ADP+Pi+能量酶ATP還原型輔酶Ⅱ(NADPH)NADP++H++2e-→NADPH將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP與NADPH中的活躍化學(xué)能。場所:葉綠體類囊體薄膜三﹑光合作用的過程20世紀40年代，美國科學(xué)家卡爾文利用同位素14C研究小球藻在光合作用中如何固定CO2。三﹑光合作用的過程2.暗反應(yīng)過程場所:葉綠體基質(zhì)①CO2的固定：②C3的還原：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5將ATP與NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中穩(wěn)定化學(xué)能ADP+PiC3：3-磷酸甘油酸C5：核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)H2OO2H+NADP+NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O）光反應(yīng)暗反應(yīng)＊相關(guān)信息：①葡萄糖、淀粉在葉綠體基質(zhì)中合成；②蔗糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成。蔗糖篩管植物各處葡萄糖淀粉三﹑光合作用的過程光反應(yīng)NADPH、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi、NADP+①光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、[H]主要用于暗反應(yīng)；②光合作用產(chǎn)生的[H](光反應(yīng)產(chǎn)生)是NADPH，呼吸作用產(chǎn)生

的[H](有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生)是NADH，所以它們

不是同一種物質(zhì)；③呼吸作用產(chǎn)生的ATP用于各項生命活動。四、條件突變時光合作用相關(guān)物質(zhì)的變化例1：請分析，當(dāng)環(huán)境中光照強度不變，CO2濃度下降的時候，細胞中ATP﹑[H]﹑C3﹑C5﹑(CH2O)等物質(zhì)如何變化？①C3：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5C3的生成C3的消耗②C5：C5的消耗C5的生成③ATP﹑[H]：光反應(yīng)暗反應(yīng)ATP,[H]的生成CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5ATP,[H]的消耗④(CH2O)：光照強度不變,CO2濃度下降,總光合速率下降，產(chǎn)物減少。條件CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變C3含量C5含量[H]和ATP的含量(CH2O)的合成量四、條件突變時光合作用相關(guān)物質(zhì)的變化C3與C5成反比，C5與ATP﹑[H]成正比五、化能合成作用1.概念：在自然界中存在少數(shù)細菌,雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素,不能進行光合作用,但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用就叫化能合成作用。2.營養(yǎng)類型：自養(yǎng)型自養(yǎng)型：進行光合作用的綠色植物,藍藻,其他能進行化能合成作用的生物，能將無機物轉(zhuǎn)化為有機物。異養(yǎng)型：不能自身合成有機物,只能利用現(xiàn)有有機物。3.典型實例：硝化細菌的化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H20+能量

亞硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量

硝化細菌6CO2+6H20C6H12O6+602

酶能量來源與光合作用不同除硝化細菌外，能進行化能合成作用的生物還有硫細菌，鐵細菌等。1.離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定光合作用時，如果突然中斷CO2氣

體的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中C3化合物與C5化合物相對含量的變化

是(

)A.C3

化合物減少，C5化合物增多

B.C3

化合物增多，C5化合物增多C.C3

化合物減少，C5化合物減少