2023~2024学年 5-4 课时2 光合作用的原理

5.4课时2光合作用的原理1.概述光合作用的概念及其探索历程2.说出光合作用过程中的物质变化和能量变化3.说出光合作用过程中的光反应和暗反应的区别与联系绿叶海蛞蝓（海天牛）吞食了滨海无隔藻的绿叶海蛞蝓，能够“盗取”藻类细胞中的叶绿体，进行光合作用，供给生命维持9个月。思考:光合作用是怎样进行的？CO2+H2O叶绿体光能（CH2O）+O2

光合作用是指绿色植物通过___________，利用________，将_________________转化成储存着能量的___________，并且释放出___________的过程。叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气②反应式：一、光合作用概念①概念：③实质：合成有机物，储存能量二、光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分实验资料119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。不能通过光合作用实现资料2：希尔反应1.希尔的实验结论？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？

水的光解产生氧气。是，因为悬浮液中无CO2，糖类合成需要CO2的C元素。暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。O2

的O全部来自于H2O？实验结论：H2OH218OCO2

O2O2O2O2O2O2

O2O2O2O2O2O2O2O2

O2O2O218O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

资料3：鲁宾和卡门实验

实验方法：同位素示踪（标记

）法

实验目的：研究光合作用中氧气的来源第一组第二组C18O2处理：现象：相互对照实验（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

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O2综合上述实验表明：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。

2.光合作用的过程根据是否需要____________，这些化学反应可以概括地分为____________和_____________（现在也称为碳反应）两个阶段。光能光反应暗反应(1)光反应类囊体薄膜的色素可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶（氧化型辅酶Ⅱ）（还原型辅酶Ⅱ）条件：光、色素、多种酶场所：类囊体薄膜物质变化水的光解：ATP的合成：H2OO2+H++e-

光色素光能能量变化:ATP、NADPH中活跃的化学能ADP+Pi+能量

ATP酶

NADPH的合成：NADP++H++e-NADPH酶(2)暗反应ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量条件：场所：叶绿体基质有光无光都可以，多种酶等

CO2的固定：C3的还原：2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH有机物中稳定的化学能CO2＋C52C3酶物质变化ATP、NADPH中活跃的化学能能量变化：

(3)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3.ATP、NADPH的作用？ATP：为C3的还原提供能量NADPH:①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量4、光反应与暗反应的比较反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化联系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶等光能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来1、光合作用中元素的转移①H的转移：H2O→

→

②C的转移：CO2→

→③O的转移：CO2→

→H2O→CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2NADPH(CH2O)C3

(CH2O)C3(CH2O)O2

小组讨论:2、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）突然光照减弱减少增加减少减少突然光照增强增加减少增加增加

1、C3、C5含量变化有什么特点？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）突然CO2浓度减少增加减少增加减少突然CO2浓度增加减少增加减少增加拓展：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+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+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。1.依据光合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。（1）光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（

）（2）光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。（

）（3）影响光反应的因素不会影响暗反应。（

）

√××一、概念检测2.如果用含有14C的CO2来追踪光合