光合作用與能量轉(zhuǎn)化第3課時高一—人教版—生物學必修1—第5章

綠色植物通過

，利用

，把_____________轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

，并且釋放

的過程。葉綠體光能二氧化碳和水有機物氧氣一、光合作用的概念(1)光合作用的實質(zhì)：合成有機物，儲存能量。原料：二氧化碳水產(chǎn)物：有機物(糖類)氧氣場所：葉綠體條件：光能多種酶(2)光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、條件是什么？二、光合作用的原理問題教材P102

（1）葉綠體如何將光能轉(zhuǎn)化為化學能？（2）如何將化學能儲存在糖類等有機物中？（3）光合作用釋放的氧氣，是來自原料中的水還是二氧化碳？CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體思考·討論教材P102

探索光合作用原理的部分實驗

探索光合作用原理的部分實驗

19世紀末，科學家普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C和H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。甲醛對植物有毒害作用。甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。CO2O2C+H2OHCHOCH2O不科學

1937年，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H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。希爾反應(yīng)：離體的葉綠體在適當?shù)臈l件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應(yīng)。討論1希爾反應(yīng)能否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水？

不能說明。希爾反應(yīng)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。探索光合作用原理的部分實驗

討論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(yīng)？希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成糖的另一種必需原料CO2。實驗說明：水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。1941年，美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法研究了光合作用中O2的來源，他們用16O的同位素18O分別標記H2O和CO2，使它們分別變成H218O和C18O2，進行了兩組實驗：C18O2H2OO2小球藻CO2H218O18

O2小球藻結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，并不來源于二氧化碳。探索光合作用原理的部分實驗

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)這一過程總是和水的光解相伴隨。探索光合作用原理的部分實驗

（一）光反應(yīng)階段

必需有光才能進行，在類囊體的薄膜上進行。類囊體薄膜上的光合色素H2O O2H+ADP+Pi酶光、酶、色素能量轉(zhuǎn)化：光能ATP和NADPH中活躍化學能NADPH（還原型輔酶Ⅱ）+NADP++光能ATP條件：二、光合作用的原理（二）暗反應(yīng)階段有沒有光都能進行，在葉綠體的基質(zhì)中進行

1946年開始，美國的卡爾文等用14CO2研究了CO2轉(zhuǎn)化為糖的途徑：向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2,給予光照，讓小球藻進行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向。二、光合作用的原理CO2C5

2C3NADPH供氫酶(CH2O)糖類多種酶參加催化能量轉(zhuǎn)化：ATP和NADPH中活躍的化學能糖類中穩(wěn)定的化學能酶ATP供能ADP+Pi（二）暗反應(yīng)階段卡爾文循環(huán)還原固定二、光合作用的原理（三）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別所需條件進行場所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系物質(zhì)變化上的聯(lián)系能量轉(zhuǎn)化上的聯(lián)系必須有光有光或無光均可類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)水光解為O2和H+;ATP和NADPH的合成ATP和NADPH的分解；CO2的固定；C3的還原；光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學能ATP和NADPH中的化學能轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學能光能→ATP和NADPH中的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi、NADP+類囊體薄膜上的光合色素H2O

O2H+ADP+Pi酶NADPH+NADP++光能ATPCO2C5

2C3酶(CH2O)糖類多種酶參加催化酶供能還原固定光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段歸納總結(jié)高一——人教版——生物學——第5章謝謝觀看光合作用與能量轉(zhuǎn)化第3課時答疑高一—人教版—生物學必修1—第5章一、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別所需條件進行場所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系物質(zhì)變化上的聯(lián)系能量轉(zhuǎn)化上的聯(lián)系必須有光有光或無光均可類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)水光解為O2和H+;ATP和NADPH的合成ATP和NADPH的分解；CO2的固定；C3的還原；光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學能ATP和NADPH中的化學能轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學能光能→ATP和NADPH中的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi、NADP+1.為什么暗反應(yīng)不能較長時間地在黑暗條件下進行？

因為光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH、ATP是有限的。

O可在釋放的O2中檢測到；H可在產(chǎn)生的糖類中檢測到。2.試利用同位素示蹤法分析光合作用過程中各元素的轉(zhuǎn)移途徑。(1)用放射性同位素分別標記H2O中的H和O，則能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測到放射性？(2)若標記CO2中的14C，請寫出光合作用中14C的轉(zhuǎn)移途徑。

14CO2―→214C3―→(14CH2O)。討論二、環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析

下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：(一)“過程法”分析各物質(zhì)變化NADPHATPNADPH↓ATP↓NADPH↑ATP↑(二)“模型法”表示C3和C5的含量變化C5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATPC5、NADPH、ATP突破光合作用過程的4個誤區(qū)(1)綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與光合作用。(2)綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中。(3)不能認為暗反應(yīng)不需要光。光合作用的過程可以分為