5.4+光合作用与能量转化+第2课时-暗反应-课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第5章

细胞的能量供应和利用第4节

光合作用与能量转换第2课时

光合作用的原理科技改变世界，世界因你而精彩！情境导入1、植物体内利用二氧化碳生产淀粉的反应是什么？2、人工合成淀粉的过程与这个反应有什么区别和联系？CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2光合作用淀粉、蔗糖等糖类知识目录对光合作用原理的探索探究光合作用氧气的产生任务1任务2探究光合作用有机物的产生任务3探究光反应与暗反应的关系新知探究对光合作用原理的探索光合作用原理的探索——探究光合作用氧气的产生任务1阿尔农希尔反应鲁宾和卡门O2中的氧原子可能不来自于CO2新知探究对光合作用原理的探索光合作用的光反应阶段场

所条

件物质变化能量变化光、色素、酶、水等类囊体薄膜水的光解：ATP的合成：NADPH的合成：H2O光色素1/2O2+2H++2e-ADP+Pi+能量酶ATP+H2O酶NADP++H++2e-NADPHATP、NADPH中活跃的化学能光能产

物O2、ATP、NADPH中活跃的化学能叶绿体中的色素可见光吸收H2OO2光解NADP+NADPH酶ADP＋PiATP酶H+利用光伏发电，电解水产生氢气人工合成淀粉的过程中有没有与光反应类似的过程？如何进行？联系情境对光合作用原理的探索光合作用概念光合作用的过程光合作用的原理的探索光反应阶段暗反应阶段希尔鲁宾和卡门阿尔农卡尔文水的光解NADPH和ATP的合成CO2的固定C3的还原CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体反应式任务2新知探究对光合作用原理的探索光合作用原理的探索——探究光合作用有机物的产生任务2【资料5】美国科学家卡尔文用含放射性的14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，示踪C的转移路径。结果如下表所示：请用符号和箭头表示碳的转移途径。卡尔文的实验思路：

不断缩短光照时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO2转化成的第一个产物。14CO2→14C3↗14C6↘14C5光照时间显现的稳定产物光照0.3s后含14C标记的C3（三碳化合物，3-磷酸甘油酸）光照5s后含14C标记的C3、C5（五碳化合物，核酮糖-1，5-二磷酸）和C6H12O6（葡萄糖）不是，因为C3中有些含有一个14C原子，有些则不含14C原子。C51、C3中碳是否都来自于CO2，为什么？还可能来自哪种物质？【资料6】卡尔文和他的同事实验时，发现形成的C3化合物有些含有一个14C原子，有些则不含14C原子；同时发现C3和C5的含量很快就饱和并达到稳定，而放射性的糖的含量却在不断的增加（

注：植物光合作用中C5不能直接转化为C6H12O6），其中C3和C5主要存在于叶绿体基质中。叶绿体基质2、以上实验结果暗示CO2生成C6H12O6等有机物的场所在哪里？对光合作用原理的探索新知探究光合作用原理的探索——探究光合作用有机物的产生任务2请尝试用示意图来表示光合作用产生有机物的过程。CO2CH2OC3CO2的固定CO2＋C5酶2C3C3的还原2C3酶(CH2O)+C5任务2光合作用原理的探索——探究光合作用有机物的产生14CO2→14C3↗14C6↘14C5【资料5】【资料6】C3中的碳原子一部分来自C5以上阶段与光反应过程有怎样的联系？对光合作用原理的探索组别条件过程现象1黑暗提供CO2，NADPH、ATP产生(CH2O)2黑暗提供CO2，不提供NADPH、ATP不产生(CH2O)3光照提供CO2，不提供NADPH、ATP产生(CH2O)CO2转化成(CH2O)需要_____反应提供_________和______。

光NADPHATP分析阿尔农做的实验，你能得出什么结论？【资料7】美国科学家阿尔农进行了相关实验，实验过程和结果如表所示：任务3探究光反应与暗反应的关系对光合作用原理的探索叶绿体基质新知探究对光合作用原理的探索光合作用的暗反应阶段场

所条

件物质变化能量变化有光无光都进行(但要有光反应产物ATP和NADPH)、CO2、C5、酶等叶绿体基质CO2固定：C3的还原：ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能CO2＋C5酶2C32C3酶ATP、NADPH(CH2O)+C5C52C3NADPHATP（CH2O）CO2固定卡尔文循环还

原人工合成淀粉的过程中有没有与暗反应类似的过程？如何进行？利用催化剂将氢气、二氧化碳转化成甲醇（CH3OH），甲醇转化成三碳化合物，三碳化合物缩合为葡萄糖（C6H12O6）对光合作用原理的探索联系情境新知探究对光合作用原理的探索探究光反应与暗反应的关系任务3C52C3（CH2O）CO2固定叶绿体基质卡尔文循环还

原叶绿体中的色素可见光吸收H2OO2光解NADP+NADPH酶ADP＋PiATP酶H+类囊体薄膜光反应暗反应

光反应与暗反应的关系：①光反应为暗反应提供ATP和NADPH；②暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi；③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。课堂小结C52C3（CH2O）CO2固定叶绿体基质卡尔文循环还

原叶绿体中的色素可见光吸收H2OO2光解NADP+NADPH酶ADP＋PiATP酶H+类囊体薄膜对比维度光合作用人工合成淀粉能量转化光能→化学能光能→电能→化学能过程步骤分两步：1.光反应：光分解水产生O₂、ATP、NADPH；2.暗反应：ATP和NADPH驱动CO₂固定、还原，逐步合成淀粉分多步耦合：1.化学催化：CO₂加氢还原生成甲醇2.生物酶催化：甲醇经多步酶促反应，聚合生成淀粉反应效率能量转化效率低，淀粉积累周期长（数天