【公开课】《光合作用与能量转化》课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节光合作用与能量转化第5章细胞的能量供应和利用二、光合作用的原理和应用（一）光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。原料：二氧化碳水产物：有机物（主要是糖类）氧气场所：叶绿体能量来源（动力）：光能（1）光合作用的原料（反应物）、产物、场所、能量来源（动力）是什么？（2）你能用一个化学反应式表示出来吗?光能叶绿体CO2+H2

O（CH2O)+O2实质：合成有机物，储存能量19世纪末,科学界普遍认为：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为糖。（二）探究光合作用原理的部分实验实验一：希尔反应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氧气。

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，也没有直接观察到氧元素的转移。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？103页--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。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——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。讨论3、光合作用释放的O2到底来自H2O还是CO2呢？还是二者兼而有之？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。实验二：鲁宾和卡门实验1.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H2O，而并不来源于CO2。讨论第一组第二组研究方法：18O分别标记CO2和H2O同位素标记法（同位素示踪）

相互对照（即对比实验）；18O标记的物质氧气的相对分子质量

该实验采用了如何对照？自变量？因变量？实验三：阿尔农实验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。1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的碳的去向，称为卡尔文循环。结论：光合产物中有机物的碳来自CO2CO2C3(CH2O)C5课本104页总结上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，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。

总结

第一阶段：光反应：必须有光才能进行第二阶段：暗反应：有没有光都可以进行划分依据：反应过程是否需要光能（碳反应）课本103页（三）光合作用过程H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP①光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O

O2+H+光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能)

ATP酶光能→ATP和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+NADPHNADP++NADPH([H])氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素O2可见光还原剂、供能NADPHM类囊体薄膜O2在类囊体腔内产生蛋白M的作用:运输H+催化ATP的合成实验三：阿尔农实验讨论1.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。H2OO2+NADPH

+能量光照叶绿体ADP+PiATP1954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。1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了植物在进行光合作用时CO2转化为糖的路线。（1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。（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).（3）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。CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：CO2C3(CH2O)C5卡尔文循环②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中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)酶糖类酶、ATP、NADPH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)C3的还原卡尔文循环：CO2→C3→(CH2O)光合作用的全过程叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH酶类囊体薄膜叶绿体基质可见光1．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是：

A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B．叶绿体中的色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠加无水乙醇20号活动单检测反馈4．在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装：

A．红光灯

B．绿光灯

C．白炽灯

D．蓝光灯5．苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用适量体积分数为95%的酒精提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤