5.4.2光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版必修1

第4节光合作用与能量转化——光合作用的原理与过程5叶绿体的功能资料1：1881年,德国科学家恩格尔曼利用水棉与好

氧菌进行了光合作用发生场所的探究。①把载有水绵和好氧细菌临时装片放在没有空气的黑

暗环境里；②然后用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现，

好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；③若将上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则分

布在叶绿体所有受光部位的周围。④他在证明光合作用放氧场所后，紧接着又做了一个

实验:他用三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发

现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。资料2：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种

进行光合作用所必需的酶。问题思考1.本实验为什么选择水棉作为实验材料？水棉不仅具有细长的带状染色体，而且以螺旋状分布于细胞中，便于观察。2.初始设置没有空气的黑暗环境的目的是什么？排除了环境中氧气和光的干扰。3.本实验如何进行实验对照的设计？①极细光的点投：叶绿体上可分为光照部位和无光照部位；②暗下局部光照与完全暴露在光下形成对照。叶绿体是光合作用发生的场所。氧气是光下由叶绿体释放的。4.恩格尔曼的第二个实验结果说明什么？叶绿体中的色素吸收红光、蓝紫光，用于光合作用放出氧气。一﹑光合作用的概念光合作用是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，并且释放氧气的过程。1.概念：2.反应式：CO2+H2O光能叶绿体O2+(CH2O)3.实质：合成有机物，储存能量二﹑光合作用的原理1.1928年，发现甲醛对植物有毒害，且不能通过光合作用转化成糖。2.①水的光解产生氧气；②氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应。小球藻3.1941年，美国科学家鲁宾和卡

门利用同位素标记法对O2来自

于H2O还是CO2进行了探究。讨论

1.本实验是否存在对照?实验组和对照组各是什么?存在对照。两组均是实验组，是对比实验。氧气来自于水二﹑光合作用的原理4.1954年，阿尔农发现，在光照

时叶绿体中生成ATP。这一过

程总是与水的光解相伴随。2.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。2H2O光能叶绿体O2+4H++能量ADP+PiATP三﹑光合作用的过程1.光反应过程叶绿体色素H2OO2NADPHADP＋PiATP①水的光解：2H2O光能光合色素4[H]+O2②ATP的合成：ADP+Pi+能量酶ATP还原型辅酶Ⅱ(NADPH)NADP++H++2e-→NADPH将光能转变为ATP与NADPH中的活跃化学能。场所:叶绿体类囊体薄膜三﹑光合作用的过程20世纪40年代，美国科学家卡尔文利用同位素14C研究小球藻在光合作用中如何固定CO2。三﹑光合作用的过程2.暗反应过程场所:叶绿体基质①CO2的固定：②C3的还原：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5将ATP与NADPH中的化学能转变为有机物中稳定化学能ADP+PiC3：3-磷酸甘油酸C5：核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)H2OO2H+NADP+NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O）光反应暗反应＊相关信息：①葡萄糖、淀粉在叶绿体基质中合成；②蔗糖在细胞质基质中合成。蔗糖筛管植物各处葡萄糖淀粉三﹑光合作用的过程光反应NADPH、ATP暗反应ADP、Pi、NADP+①光反应产生的ATP、[H]主要用于暗反应；②光合作用产生的[H](光反应产生)是NADPH，呼吸作用产生

的[H](有氧呼吸第一、第二阶段产生)是NADH，所以它们

不是同一种物质；③呼吸作用产生的ATP用于各项生命活动。四、条件突变时光合作用相关物质的变化例1：请分析，当环境中光照强度不变，CO2浓度下降的时候，细胞中ATP﹑[H]﹑C3﹑C5﹑(CH2O)等物质如何变化？①C3：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5C3的生成C3的消耗②C5：C5的消耗C5的生成③ATP﹑[H]：光反应暗反应ATP,[H]的生成CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5ATP,[H]的消耗④(CH2O)：光照强度不变,CO2浓度下降,总光合速率下降，产物减少。条件CO2供应由充足到不足，光照不变光照由弱到强，CO2供应不变光照由强到弱，CO2供应不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量C5含量[H]和ATP的含量(CH2O)的合成量四、条件突变时光合作用相关物质的变化C3与C5成反比，C5与ATP﹑[H]成正比五、化能合成作用1.概念：在自然界中存在少数细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是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,这种合成作用就叫化能合成作用。2.营养类型：自养型自养型：进行光合作用的绿色植物,蓝藻,其他能进行化能合成作用的生物，能将无机物转化为有机物。异养型：不能自身合成有机物,只能利用现有有机物。3.典型实例：硝化细菌的化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H20+能量

亚硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量

硝化细菌6CO2+6H20C6H12O6+602

酶能量来源与光合作用不同除硝化细菌外，能进行化能合成作用的生物还有硫细菌，铁细菌等。1.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气

体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化

是(

)A.C3

化合物减少，C5化合物增多

B.C3

化合物增多，C5化合物增多C.C3

化合物减少，C5化合物减少