光合作用的原理和应用课件高一上学期生物人教版必修1

5.4.2

光合作用的原理学习目标1.解释叶绿体适于进行光合作那个用的结构特点。2.通过光合作用的探究历程，说明光合作用过程中物质变化与能量变化的关系。3.总结光合作用的原理并构建模型。绿色植物生长奥秘是什么？来一场叶片内部的探索1.叶绿体的结构12345叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶，这是叶绿体，捕获光能进行光合作用的结构基础。

2.光合作用的概念场所：__________条件：__________反应物：___________

产物：_____________叶绿体光能二氧化碳和水氧气有机物光合作用是指绿色植物通过叶绿体．利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．a.光合作用概念b.光合作用简式：思考与讨论（1）叶绿体如何将光能转化为化学能？（2）如何将化学能储存在糖类等有机物中？（3）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？3.对光合作用原理的探索探究历程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。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。探索光合作用原理的部分实验思考·讨论C6H12O6葡萄糖CH2O甲醛（CH2O）碳水化合物CO2二氧化碳3.对光合作用原理的探索思考·讨论讨论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氧元素全部都来自水？

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他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。（P103）3.对光合作用原理的探索思考·讨论讨论2.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？能够说明。希尔反应是叶绿体离体状况下完成的，悬浮液中有水但是没有合成糖的另外一种原料---CO2。因此，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。（P103）3.对光合作用原理的探索讨论3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。（P103）思考·讨论：1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是和水的光解相伴随。光照水氧气ADP+PiATP思考·讨论：3.对光合作用原理的探索讨论4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。光合作用释放的氧气中的氧元素来自水光合作用中氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应而是分阶段进行的光合作用是否需要光能光反应：必须有光才可以进行暗反应：有光无光都能进行3.光合作用的反应阶段★探究点一光合作用光反应的模型构建酶、水光、色素、叶绿体的类囊体薄膜光能色素H2OH++O2ADP＋Pi

ATP酶光能→ATP和NADPH中活跃的化学能。1.场所：2.条件：3.物质变化：4.能量变化：H++NADP+

NADPH(还原剂)酶水的光解NADPH的合成ATP的合成★探究点一光合作用光反应的模型构建光能光反应阶段★探究点一光合作用光反应的模型构建ATPADP+Pi酶O2H2O光解光反应阶段类囊体薄膜NADPHNADP++H+酶H+

（3）30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。

从而弄清了CO2转化成有机物过程。【实验情境4】1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了CO2转化为糖的途径：向反应体系中充入一定量的14CO2,给予光照，让小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向。（1）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中；（2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)；

CO2是如何转变成糖类的呢？14CO2三碳化合物（C3）五碳化合物（C5）六碳糖(C6)1、请根据资料，尝试写出C原子的转移途径★探究点二

光合作用暗反应的模型构建暗反应阶段（卡尔文循环）CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：叶绿体基质多种酶、ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能。2C3ATPNADPHNADP+ADP+Pi酶糖类NADPH、ATP、CO21、场所：2、条件：3、物质变化：4、能量变化：P104(CH2O)C5阅读课本104页总结构建暗反应过程模型2C3CO2（CH2O）多种酶参加反应固定还原ATPADP+PiNADPHNADP+暗反应阶段叶绿体基质卡尔文循环C5光反应暗反应区别所需条件进行场所物质变化能量转化联系物质变化上的联系能量转化上的联系必须有光、色素、酶有光或无光均可、ATP、NADPH、CO2、多种酶类囊体薄膜叶绿体基质水光解为O2和H+;ATP和NADPH的合成CO2的固定；C3的还原；ATP和NADPH的分解光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH;暗反应为光反应提供了ADP、Pi、NADP+比较光反应和暗反应的区别与联系小结：光合作用的过程模型2C3CO2（CH2O）多种酶参加反应固定还原ATPADP+PiNADPHNADP+酶O2H2O光解光反应阶段类囊体薄膜酶H+暗反应阶段叶绿体基质科学前沿：判断：光合作用释放的氧气中的氧元素来自水（）。光反应中的产物继续参与暗反应的是O2、ATP、NADPH（）绿色植物叶肉细胞吸收光能的色素分布在（

）A．类囊体薄膜 B．外膜C．内膜 D．基质×A√练一练如图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述中,错误的是 ()A.该反应为光合作用暗反应B.该反应的场所是叶绿体基质C.该反应需要在黑暗条件下进行D.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶的参与C练一练合作探究分析影响光合作用的因素总结光合作用原理的应用CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体★光合作用的反应式绿色植物通过

，利用

，把

转化成储存着能量的

，并且释放

的过程。叶绿体光能二氧化碳和水氧气有机物★光合作用的概念思考（1）从物质变化和能量转化的角度分析，光合作用的实质是什么？（2）绿色植物的光合作用对于生物界来讲，有何重要意义？①把无机物合成有机物，不仅是自身的营养物质,而且是人和动物的食物来源.②将光能转换成化学能，贮存在有机物中，提供了生命活动的能量来源.③维持了大气成分的基本稳定。把无机物合成有机物；将光能转换成化学能，贮存在有机物中★课堂检测1.如果将一株绿色植物栽培在含O的完全培养液中,给予充足的光照,经过较长一段时间后,下列物质中能含18O的有_________。

①植物周围的水蒸气②周围空气中的氧气③周围空气中的二氧化碳④光合作用产生的葡萄糖2.光合作用过程中,水的分解及C3形成葡萄糖所需能量分别来自()A.光合作用产生的ATP,光能B.光能,光反应产生的ATP和NADPHC.都是细胞呼吸产生的ATPD.都是光反应产生的ATP①②③④B3.白天,叶绿体中ATP和ADP的运动方向是()A.ATP与ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动B.ATP与ADP同时由叶绿体的基质向类囊体薄膜运动C.ATP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动,ADP的运动方向正好相反D.ADP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动,ATP则向相反方向运动C4.(多选)如图为叶绿体结构与功能示意图,请据图判断下列有关说法中不正确的是()A.光合作用的光反应在图中B处进行,必须在有光条件下进行B.光合作用过程中释放的O2来自H2OC.光合作用的暗反应在图中B处进行,必须在无光条件下进行D.光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲物质C5.银边天竺葵是园艺经典品种,其绿色圆形叶片外边镶有白边,如图为银边天竺葵的光合作用过程示意图。请分析回答下列问题:(1)图中a表示的物质是________,Ⅱ表示光合作用过程中的________阶段。

(2)c参与Ⅱ阶段的反应时,首先与________结合形成两个C3,最后形成d。

(3)光合作用过程中能量转化的途径为__________________(请用图中的字母、文字回答)。

1.请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止2.请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？NADPH↓

ATP↓C3还原受阻C3

↑C5

↓CO2↓CO2固定停止C3↓C5↑C3还原减弱NADPH、ATP↑（CH2O）↓小结：光照或CO2骤变对光合作用中物质含量的影响

条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量光照变