光合作用的原理和应用课件-高一上学期生物人教版必修

人教版（2019）

必修1《分子与细胞》第4节

光合作用与能量转化二

光合作用的原理和应用第5章

细胞的能量供应和利用二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理（1）概念：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，并且释放出氧气的过程。场所能量来源反应物产物（2）反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体（3）实质：合成有机物，储存能量1.光合作用二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理2.探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论P102）（1）19世纪末CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)n甲醛→糖①甲醛对植物有毒②甲醛不能通过光合作用转化成糖（2）1928年缩合二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理2.探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论P102）（3）1937年，希尔结论：水的光解产生氧气。铁盐或其他氧化剂离体叶绿体在适当条件下发生水光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应1.希尔的实验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，没有排除叶绿体中其他物质干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。2.希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理2.探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论P102）（4）1941年，鲁宾和卡门结论：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。H218OCO2H2OC18O2同位素标记法同种植物（讨论P103-3）O218O2二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理2.探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论P102）（5）1954年，阿尔农1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。结论：在光照时，叶绿体中生成了ATP。水光照ATP光解二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的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（现在也称为碳反应）两个阶段。光合作用过程的示意图阅读课文P103—104思考关于光反应阶段和暗反应阶段的：所需条件进行场所物质变化能量转换二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程（1）光反应阶段光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程（1）光反应阶段H2O类囊体膜酶ADP＋PiATPH+NADP++氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素O2NADPH光、色素、酶叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：H2O光色素ATP的合成：ADP＋Pi＋能量酶光能NADPH的合成：

酶ATP、NADPH中活跃的化学能ATP

NADP++H++2e-

NADPH场所：条件：物质变化能量转换：①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程（2）暗反应阶段光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。CO2是如何转变成糖类的呢？二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程卡尔文循环20世纪40年代，卡尔文用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。（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）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

。（3）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)。C514CO214C3（14CH2O）CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：同位素标记法二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程（2）暗反应阶段ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量CO2的固定：CO2＋C5

酶C3的还原：ATPADP+Pi叶绿体的基质中糖类等有机物中稳定的化学能2C3

酶NADPH、ATP、酶NADP+NADPH(CH2O)+C5ATP、NADPH中活跃的化学能2C3一部分是淀粉，一部分是蔗糖场所：条件：物质变化能量转换：相关信息

C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理3.光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+H2OO2NADP+NADPHADP+PiATP光反应CO2C52C3(CH2O)暗反应二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理问题1、总结光合作用过程中的能量的转移途径？光能ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能问题2、分析光反应和暗反应之间的联系？光反应为暗反应提供ATP、NADPH,暗反应为光反应ADP、NADP+、Pi;二者相互依存，相互制约；没有光反应，暗反应不能进行；没有暗反应，光反应也不能长时间进行。二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理问题3、分析ATP、NADPH、ADP、NADP+等物质在叶绿体中移动的方向？ATP和NADPH：ADP和NADP+：问题4、叶肉细胞产生ATP的场所有哪些？光合作用和细胞呼吸

产生的ATP在用途上有什么不同？细胞质基质、线粒体、叶绿体；光合作用产生的ATP只用于暗反应C3

的还原，细胞呼吸产生的ATP用于其他各项生命活动；从叶绿体的类囊体薄膜

叶绿体基质；从叶绿体基质

类囊体薄膜。二、光合作用的原理和应用（一）

光合作用的原理问题5、请分析H2O中H元素、CO2中C元素的转移途径？H：3H2ONADP3H

（C3H2O）

C：14CO2

14C3

（14CH2O）+14C5

问题6、CO2浓度不变，突然降低光照强度，分析C3、C5、ATP和NADPH含量的变化？问题7、光照强度不变，突然降低CO2浓度，分析C3、C5、ATP和NADPH含量的变化？二、光合作用的原理和应用条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?叶绿体中的色素多种酶酶吸收光解固定还原光能H+光反应暗反应H2OO2NADP+NADPHADP+PiATPCO2C52C3(CH2O)条件NADPH和ATPC3C5CO2浓度不变，降低光照增加减少减少来源去向降低光照/停止光照：C3

升，其他因素(NADPH、ATP、C5）统统降二、光合作用的原理和应用条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?叶绿体中的色素多种酶酶吸收光解固定还原光能H+光反应暗反应H2OO2NADP+NADPHADP+PiATPCO2C52C3(CH2O)来源去向条件C3C5NADPH和ATP光照不变，降低CO2浓度

减少增加增加降低CO2/停止CO2：C3降↓，其他因素(NADPH、ATP、C5）统统升2.“模型法”表示C3和C5的含量变化C3起始值高于C5（约是其2倍）①图1中曲线甲表示

，曲线乙表示

。②图2中曲线甲表示

，曲线乙表示

。③图3中曲线甲表示

，曲线乙表示

。④图4中曲线甲表示

，曲线乙表示

。C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATP二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用思考·讨论（P104）光反应和暗反应的区别与联系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光、色素、酶等叶绿体类囊体薄膜H2O光解为O2和H＋；NADPH和ATP的合成光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH、CO2、多种酶等叶绿体基质CO2的固定；C3的还原，ATP和NADPH的分解ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能物质联系：光反应生成的ATP和NADPH供暗反应的C3的还原，暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。三、化能合成作用（1）概念：某些细菌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。（2）实例：硝化细菌的化能合成作用。能利用氧化

__

释放的化学能将___

合成为糖类，供自身利用。

2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量、酶硝化细菌化能合成作用（P106）NH3CO2和H2O1、光合作用过程的正确顺序是()①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤2、在暗反应中，固定