光合作用的原理和應(yīng)用(第1課時(shí)) 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第3課時(shí)）1.概念：指綠色植物通過(guò)

，利用光能，把

轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出

的過(guò)程。葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

CO2+H2O(CH2O)+O2葉綠體光能

光合作用釋放的氧氣是來(lái)自原料中的水還是二氧化碳呢？

我們先來(lái)分析科學(xué)家做過(guò)的一些實(shí)驗(yàn)。2.反應(yīng)式：光合作用產(chǎn)物一部分是淀粉，一部分是蔗糖，都是糖類，可使用（CH2O）表示糖類。

光合作用的概念及反應(yīng)式

1一、探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)CO2O2C+H2O甲醛多個(gè)縮合糖類很多年來(lái)，人們一直以為：甲醛→糖科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖類。

光合作用原理的部分探索歷程

2初步判斷：氧來(lái)自二氧化碳的可能性較小，較可能來(lái)源于水。19世紀(jì)末1928年一、探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)1937年希爾反應(yīng)材料：離體葉綠體、懸浮液條件：有水、催化劑、光、無(wú)CO2結(jié)果：O2釋放結(jié)論：

水的光解與糖類的合成不是同一

個(gè)化學(xué)反應(yīng)。1.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來(lái)自水？2.希爾的實(shí)驗(yàn)是否說(shuō)明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？

光合作用原理的部分探索歷程

2

水的光解產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)H2O離體葉綠體光能O2一、探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)1941年魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)檢測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量判斷：O2（32）、18O2（36）②18O2是無(wú)放射性的同位素

光合作用原理的部分探索歷程

2①對(duì)比實(shí)驗(yàn)：兩組都是實(shí)驗(yàn)組。注意：光照射下的小球藻懸液CO2H2O

C18O2H218O18O2O2材料：小球藻、懸浮液條件：光照方法：同位素標(biāo)記法結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的O2全部來(lái)自于

H2O，不來(lái)自CO2

一、探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)1954年阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)1957年葉綠體合成ATP的過(guò)程，總是與水的光解相伴隨。光照下，葉綠體可合成ATP。發(fā)現(xiàn)：H2OO2+H++能量光照葉綠體ADP+Pi

ATP

光合作用原理的部分探索歷程

2即在光下葉綠體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)反應(yīng)。光照ATP水光解結(jié)論：光照下，水光解同時(shí)ADP和Pi合成ATP。一、探索光合作用原理的實(shí)驗(yàn)光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段

根據(jù)是否需要光能，化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)）兩個(gè)階段。二、光合作用的過(guò)程a.反應(yīng)條件：b.反應(yīng)產(chǎn)所：c.反應(yīng)過(guò)程：

物質(zhì)變化

能量變化①水的光解：H2O→2H++2e-+O2②ATP和NADPH合成NADP++H++2e-→NADPHADP+Pi+能量→ATP光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能光、色素、酶類囊體的薄膜上1.光反應(yīng)不直接依賴光、酶、ATP和NADPH葉綠體基質(zhì)中材料：小球藻

方法：同位素標(biāo)記法碳反應(yīng)/卡爾文循環(huán)a.反應(yīng)條件：b.反應(yīng)產(chǎn)所：c.反應(yīng)過(guò)程：

物質(zhì)變化

能量變化CO2固定：C3的還原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C5

2C3酶ATP、NADPH中活躍化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能2.暗反應(yīng)討論：1.光合作用中哪些物質(zhì)參與循環(huán)過(guò)程？2.結(jié)合物質(zhì)變化和能量變化找到光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系？3.NADPH的作用？光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)（并非用于各項(xiàng)生命活動(dòng)）物質(zhì)的循環(huán)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+色素和酶水在光下的分解固定還原CO2H2O光能(CH2O)即時(shí)突破：P106光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別反應(yīng)場(chǎng)所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中需要光、色素、與光反應(yīng)有關(guān)的酶需要與暗反應(yīng)有關(guān)的酶光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系：光反應(yīng)NADPH、ATP暗反應(yīng)NADP+、ADP、Pi

光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較教材P101練習(xí)與應(yīng)用×√D×CO2濃度不變NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照減弱光照增強(qiáng)O2NADPHATPADP+PiNADP+C3C5