【課件】人教版生物必修一5-4-2光合作用與能量轉(zhuǎn)化第二課時

二、光合作用的原理和應用光合作用的概念指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。光合作用的實質(zhì)合成有機物，儲存能量CO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O2一、光合作用的原理思考·討論

探索光合作用原理的部分實驗1.1928年，科學家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖2.1937年，英國植物學家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有水，沒有CO2），在光照下可以釋放氧氣。像這樣，離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應稱作希爾反應。第一組光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。H2180C02H20C18O2第二組1802023.美國魯賓和卡門實驗（同位素標記法）結(jié)論思考：上述哪組是對照組？對比實驗，互相對照4.1954年，美國科學家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下葉綠體可合成ATP，1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。討論1．希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？不能說明。希爾反應僅說明了離體葉綠體在適當條件下可以發(fā)生水的光解,產(chǎn)生氧氣。該實驗沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾,也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。2．希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？3．分析魯賓和卡門做的實驗,你能得出什么結(jié)論？能夠說明。希爾反應是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的,懸浮液中有H0,沒有合成糖的另一種必需原料-CO2,因此,該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成相關聯(lián),暗示著希爾反應是相對獨立的反應階段。光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水,而并不來源于CO2上述實驗表明,光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水,氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學反應,而是分階段進行的。1、場所：2、條件：3、物質(zhì)變化：4、能量變化：光反應階段光、色素、酶葉綠體的類囊體薄膜光能色素H2OH++O2ADP＋Pi

ATP酶、光能色素光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學能。H++NADP+

NADPH(還原劑)酶20世紀40年代，美國科學家卡爾文等用小球藻做了這樣的實驗：用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機物中的碳的，稱為卡爾文循環(huán)。暗反應階段1、場所：2、條件：3、物質(zhì)變化：4、能量變化：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：葉綠體基質(zhì)多種酶、2C3(CH2O)+C5ATPNADPHNADP+ADP+Pi酶糖類NADPH、ATPATP和NADPH中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能O2NADPHATPNADP+ADP+Pi2C3C5

聯(lián)系比較光反應、暗反應光反應階段暗反應階段條件場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP和NADPH的合成CO2的固定；C3的還原，ATP和NADPH的分解（1）光反應為暗反應提供NADPH和ATP；暗反應為光反應提供NADP+、ADP和Pi。（2）沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，有機物無法合成。光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學儲存在ATP和NADPH中ATP和NADPH中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中穩(wěn)定化學能C的轉(zhuǎn)移路徑：H轉(zhuǎn)移路徑：CO2C3（CH2O）H2ONADPH（CH2O）6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體總反應式及O的來源和去向：注意：光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈?。（P104）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。（P104）C6H12O6O22丙酮酸

+4[H]2層4層1、一個綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，葉綠體合成的葡萄糖、釋放的氧氣被用于有氧呼吸，至少需要穿過幾層磷脂雙分子層？（磷脂分子層呢？）拓展：條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)CO2濃度不變，停止光照CO2濃度不變，突然光照光照不變，增加CO2濃度光照不變，降低CO2濃度CO2、光不變、(CH2O)運輸受阻增加減少減少減少減少減少減少減少減少減少增加增加增加增加增加增加增加增加增加減少不同條件下葉綠體內(nèi)各種物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律“模型法”表示C3、C5、NADPH和ATP的含量變化1.如圖表示在夏季晴朗的白天，植物細胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對這一環(huán)境因素的改變分析正確的是A．突然停止光照B．突然增加CO2濃度C．降低環(huán)境溫度D．增加光照強度D——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用

例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌化能合成作用P106小字自養(yǎng)生物:

以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著