光合作用與能量轉(zhuǎn)化-光合作用的原理和應用+ 高一上學期生物人教版（2019）必修1

二、光合作用的原理和應用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(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。19世紀末，科學界普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。1928年，科學家發(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。(一)光合作用的原理希爾反應1937年，英國植物學家希爾(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。像這樣，離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應稱作希爾反應。O2水鐵鹽或其他氧化劑氧化劑被還原葉綠體討論：1.希爾的實驗說明水的光解產(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?不能說明。希爾反應僅說明了離體葉綠體在適當條件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣。該實驗沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。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?能夠說明。希爾反應是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H,O，沒有合成糖的另一種必需原料--CO2，因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成相關聯(lián)，暗示著希爾反應是相對獨立的反應階段。3.嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。1954年，美國科學家阿爾農(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魯賓和卡門的實驗O218O24.分析魯賓和卡門做的實驗，你能得出什么結論?討論：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CO2。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反應，而是分階段進行的。實際上，光合作用的過程十分復雜，它包括一系列化學反應。根據(jù)是否需要光能，這些化學反應可以概括地分為光反應和暗反應(現(xiàn)在也稱為碳反應)兩個階段光反應階段2.條件：光照、酶、色素1.場所：葉綠體類囊體薄膜3.物質(zhì)變化：（1）水的光解：（2）還原H的形成：ATP酶ADP+Pi+能量（3）ATP的合成：酶4.能量轉(zhuǎn)換：光能電能活躍的化學能暗反應階段1.場所：葉綠體基質(zhì)2.條件：酶、ATP、[H]3.物質(zhì)變化：（1）CO2的固定：（2）C3的還原：CO2+C52C3酶C3CH2O+C5酶ATPADP+PiNADPHNADP+4.能量轉(zhuǎn)換：活躍的化學能穩(wěn)定的化學能H2OO2光反應NADPHATPNADP+ADP+PiCO22C3C5CH2O暗反應6CO2＋12H2O

C6H12O6＋6O2＋6H2O

光能葉綠體光合作用產(chǎn)生葡萄糖總反應式：光反應與暗反應的比較光照、酶、色素條件光反應暗反應酶、ATP、[H]場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化①水的光解②[H]的形成③ATP的合成①CO2的固定②C3的還原能量變化光能活躍的化學能穩(wěn)定的化學能關系光反應暗反應[H]ATPADPPiNADP+突然停止光照和降低CO2供應與光合作用中的物質(zhì)變化1.突然停止光照[H]ATPADPC3C5(CH2O)2.降低CO2供應[H]ATPADPC3C5(CH2O)(二)化能合成作用（硝化細菌）CO2＋H2O

（CH2O）＋O2能量1.依據(jù)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。()練習xVx2.如果用含