2022-2023学年苏教版（2019）必修一 3.2.2 光合作用-光能的捕获与转换（第二课时） 课件（21张）

生物学（新苏教版）第三章第2节光合作用——光能的捕获和转换（第二课时）现象：分析：在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。光线照射部位进行光合作用产生了氧气。1880年美国科学家恩格尔曼实验在没有空气的光亮环境中现象：分析：产生氧气的部位是叶绿体。好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所1880年美国科学家恩格尔曼实验1882年美国科学家恩格尔曼改进实验用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射到水绵的带状叶绿体上实验结果：红光区和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌色素溶液三棱镜光源分光仪观察色素吸收光谱观察到变暗处即是被色素吸收的光谱。色素的吸收光谱实验结果叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱思考：这些色素存在于细胞中的什么部位呢？叶绿素：主要吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光色素的功能：吸收大部分的可见光，用于光合作用。类胡萝卜素还有保护叶绿素免遭强光伤害的作用捕获光能的结构——叶绿体1.分布：主要在叶肉细胞，少数分布在幼嫩的茎、果实中。2.形态：呈扁平的椭球形或球形可根据光照强弱来改变自己的状态外界光照较强，叶绿体以侧面接收光照外界光照较弱，叶绿体以正面接收光照保证接收到充分的光照，又可避免被强光灼伤。3.结构：叶绿体外膜内膜基粒:由两个以上的类囊体组成

含有色素和与光反应有关的酶基质：含多种与暗反应有关的酶，是暗反应的场所。透明有利于光照的透过扩展了膜的受光的面积，扩大色素和酶的附着位点，是光反应的场所。叶绿体含有色素和光合作用必需的酶，是光合作用的基础。03绿色植物光合作用的过程材料一19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。材料二1937年，英国植物学家希尔（R.Hill）发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入草酸铁或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。像这样，离体绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。探索光合作用原理的部分实验1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的元素全部来自水？3.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？不能说明，希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其它物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。积极思维2.哪个实验能说明氧气中的元素全部来自水？鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源材料三1954年

，美国科学家阿尔农（D.Arnon）发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。探索光合作用原理的部分实验光合作用的过程光反应暗反应H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反应阶段光、光合色素、酶叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：H2O1/2O2+2H++2e-光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能)

ATP酶光能→电能→化学能场所：条件：物质变化能量变化H+NADPH的合成：H++NADP+NADPHNADP++NADPH氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素O22e-酶暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP

ADP+Pi叶绿体的基质中ATP和NADPH中的化学能→有机物中的化学能2C3(CH2O)＋C5酶糖类NADPH、ATP、多种酶场所：条件：物质变化能量变化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATPNADP+NADPHNADPH(CH2O)光能H2OCO2还原（CH2O）叶绿体

色素供氢供能酶供能多种酶参加催化暗反应（叶绿体基质）2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+光反应（叶绿体类囊体薄膜）光合作用过程图解光反应和暗反应的比较对比项目光反应暗反应条件必须有光、色素、酶有光无光都可，多种酶，[H]、ATP场所类囊体的薄膜叶绿体基质物质变化H2O分解成O2和H+；ADP和Pi形成ATPDNAP+和H+形成NADPHCO2的固定；C3被NADPH和ATP还原，最终形成糖类；ATP转化成ADP和Pi；NADPH分解为DNAP+和H+能量转换光能转化为ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为糖类中稳定的化学能。联系物质联系：光反应阶段产生ATP和NADPH用于暗反应阶段C3的还原。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能。叶绿体光二氧化碳水糖类氧气CO2+H2O光能叶绿体（CH2O)+O2绿色植物细胞中的叶绿体从太阳光中捕获能量，并将这些能量在CO2和H2O转变为糖与O2的过程中，转换并储存为糖分子中化学能的过程。场所：动力：原料：产物：概念：光合作用概念（场所、动力、原料、产物）总反应式光能H2OCO2还原（CH2O）叶绿体

色素供氢供能酶供能多种酶参加催化暗反应（叶绿体基质）2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+光反应（叶绿体类囊体薄膜）分析叶绿体中C3、C5、NADPH、ATP的动态变化光照增强CO2供应不变光照减弱CO2供应不变光照不变CO2供应增加光照不变CO2供应减弱条件首先变化物质随后变化物质光照增强CO2供应不变光照减弱CO2供应不变光照不变CO2供应增加光照不变CO2供应减弱NADPH、ATP增加C3减少，C5增加NADPH、ATP减少C3增加，C5减少C5减少，C3增加C5增加，C3减少NADPH、ATP减少NADPH、ATP增加分析叶绿体中C3、C5、NADPH、ATP的动态变化——能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量（化