光合作用和能量转化（第二课时） 【知识精讲+高效备课】 高一生物上学期 课件（2019人教版必修1）

第五章细胞的能量供应和利用第4讲捕获光能的色素和结构（第二课时）一探索光合作用原理的部分实验(1)概念：指绿色植物通过

，利用光能，把

转化成储存着能量的有机物，并且释放出

的过程。

(2)反应式：

。

叶绿体

二氧化碳和水

氧气

场所条件产物原料CO2+H2O*

(CH2O)+O2*叶绿体光能1、光合作用的概念及反应式1、叶绿体如何将光能转化为化学能？2、光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？3、光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？

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与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。资料1不能通过光合作用实现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。资料2：希尔反应1.希尔的实验可以得出什么结论？2.希尔的实验能否确定氧气全部来自水？

水的光解产生氧气。不能。该实验仅能说明离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解产生O2。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧气的转移。铁盐和其他氧化剂

资料3：鲁宾和卡门实验同位素标记法；相互对照（即对比实验）；光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。

该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？

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。资料4：阿尔农实验光照ATP水光解尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？1.将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自A.水、矿质元素和空气

B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤

D.光、矿质元素和空气C知识点突破知识点突破2.希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应是：H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋1/2O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是A.光合作用释放的O2来自水而不是CO2B.NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上C.希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D.光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPHB二光合作用原理的基本过程

根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应(也称为碳反应)，两个阶段。光合作用过程的示意图光反应阶段H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2OO2+H+光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能

ATP、NADPH中活跃的化学能场所：条件：物质变化能量变化H+NADPH的合成：H++NADP++2e

NADPHNADP++NADPH氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素暗反应阶段2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多种酶参加催化酶CO2还原固定酶供能卡尔文循环CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的还原：ATP

ADP+Pi叶绿体的基质中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3

(CH2O)+C5酶NADPH、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化:NADP+NADPH叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能酶类囊体薄膜叶绿体基质可见光1.NADPH和ATP的移动途径是什么？2.NADP+和ADP的移动途径呢？3.NADPH的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量光合作用的全过程

光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质中水的光解；ATP、NADPH的生成CO2的固定；C3的还原活跃化学能光能活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+

。联系光反应与暗反应的比较条件骤变对光合作用中各物质的影响叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH酶可见光CO2浓度不变NADPH、ATP

C3C5

（CH2O）光照减弱减少增加减少减少光照增强增加减少增加增加1、请总结分析的方法？2、C3、C5含量变化有什么特点？条件骤变对光合作用中各物质的影响叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH酶可见光光照不变NADPH、ATPC3C5

（CH2O）CO2浓度减少增加减少增加减少CO2浓度增加减少增加减少增加光合作用中元素的转移①H的转移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的转移：CO2→C3→（CH2O）③O的转移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2化能合成作用能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量讨论：进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质。（能够进行光合作用或者化能合成作用的生物）3、在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（）

A.红光，ATP下降

B.红光，未被还原的C3上升

C.绿光，NADPH下降

D.绿光，C5上升C知识点突破4、如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述错误的是A.图中膜结构表示叶绿体内膜，B侧为叶绿

体基质B.图示过程的能量变化是光能转变成ATP和

NADPH中活跃的化学能C.甲表示色素分子，其中类胡萝卜素主要吸

收蓝紫光D.图示光反应部分过程，水分解为氧和H＋的同时还产生电子A知识点突破知识点突破2.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是____，它被传递到叶绿体的_____部位，用于_________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______。④图中G是__________,F是____________,J是________。⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________。光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应课堂小结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，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，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1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出______1941年鲁宾、卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，HO＋CO2→植物→18O2，H2O＋C18O2→