高中生物人教版（2019）必修1 5.4.2 光合作用的原理和应用课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
这是一款能进行光合作用环保概念自行车——APB （Air Purified Bike） ，2016年由泰国设计团队Lightfog研制。在骑行过程中可以通过车把下部的内置空气净化机吸附污染物及粉尘。骑车者在
蹬动脚踏板时，能为净化系统提供能量。
更为神奇的是，它还能像植物一样进行光
合作用。自行车的铝制框架就是一套光合
作用系统，利用可见光、二氧化碳和自行
车水箱中的水进行光合作用，将二氧化碳
转化为氧气，使空气得到净化。
能进行光合作用、净化空气的自行车
科技改变世界，世界因你而精彩！
第五章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
二、光合作用的原理和应用
【学习目标】
1. 通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，阐明光合作用的过程和基本原理(科学思维、科学探究）。
2. 阐明光合作用过程中贯穿着物质与能量的变化
（生命观念、科学思维、科学探究）。
光合作用的原理
P102
2、光合作用反应式：
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O)+ O2
1、光合作用的概念：
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。
一、光合作用的原理
注：（CH2O）表示糖类，
光合作用产物一部分是淀粉，
一部分是蔗糖.(P104)
3、探索光合作用原理的部分实验 P102
(1)、19世纪末：
CO2
O2
C+ H2O
（CH2O）
甲醛
缩合
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化为糖。
(2)、1937年 希尔：
H2O
离体叶绿体
光能
O2
水光解产生氧气的化学反应称为希尔反应
希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬得液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。
(3)、1941年，鲁宾和卡门：
同位素示踪法
结论：光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。
光照射下的
小球藻悬液
CO2
H2O
C18O2
H218O
18O2
O2
甲组
乙组
(4)、1954-1957年，阿尔农：
在光照下，叶绿体可合成ATP，且此过程总是与水的光解相伴随。
尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
对比实验，
互相对照
(5)、20世纪40年代, 卡尔文：P104
光照射下的
小球藻悬液
14CO2
H2O
O2
（14CH2O）
同位素示踪法
(14CH2O)
14CO2
CO2中的C在光合作用中转化成有机物中的C的途径称为卡尔文循环。
4、光反应阶段和暗反应阶段P103-104
上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。
根据是否需要光能，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。
光反应阶段：
必须有光才能进行。
场所：叶绿体的类囊体薄膜上
暗反应阶段：（碳反应/卡尔文循环）
有没有光都可以进行。
场所：叶绿体基质中
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体基质中
色素
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
酶
吸收
光解
能
光能
光反应
H+
C5
2C3
多种酶
固定
还 原
暗反应
(CH2O)
CO2
酶
NADPH
NADP+
酶
酶
能
1、场所：
2、条件：
3、物质变化：
4、能量变化：
光反应阶段
光、色素、酶
叶绿体的类囊体薄膜
光能
色素
水的光解： H2O H++O2
ATP的合成：ADP＋Pi ATP
酶、光能
色素
光能转变为ATP 和 NADPH 中活跃的化学能。
NADPH的合成：H++NADP+ NADPH (还原剂)
酶
1、场所：
2、条件：
3、物质变化：
4、能量变化：
CO2的固定：
CO2＋C5 2C3
酶
C3的还原：
叶绿体基质
多种酶、
2C3 (CH2O)+C5
ATP
NADPH NADP+
ADP+Pi
酶
糖类
NADPH 、ATP
ATP 和 NADPH 中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
暗反应阶段（碳反应）
联系 比较光反应、暗反应
光反应阶段
暗反应阶段
条件
场所
物质变化
能量变化
光、色素、酶
不需光、酶、[H]、ATP
叶绿体类囊体膜
叶绿体基质中
水的光解； ATP和NADPH的合成
CO2的固定； C3的还原， ATP和NADPH的分解
（1）光反应为暗反应提供NADPH 和 ATP；暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。（2）没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成。
光能转变为活跃的化学储存在ATP和NADPH中
ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定化学能
C的转移路径：
H转移路径：
CO2
C3
（CH2O）
H2O
NADPH
（CH2O）
6CO2 + 12H2O C6H12O6 +6 H2O + 6O2
光能
叶绿体
总反应式及O的来源和去向：
？
即时突破：构建模型 P106
？
？
？
？
？
？
？
？
？
1、光合作用发生的部位是　　 　。
抢答题
２、光合作用分为　　　　和　　　　两个阶段。
３、光合作用释放氧气来自于　　物质。
４、光合作用中的ＡＴＰ形成于　　反应阶段。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　
叶绿体
5、光反应场所______________，　　　　　
暗反应场所是_______________。　
光反应
暗反应
水
光
类囊体薄膜
叶绿体基质
1、光合作用中，糖类是在 阶段形成的，O2是在 阶段形成的，ATP是在 阶段形成的。
2、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，这种C原子的转移途径是（ ）
A、CO2 叶绿体 ATP
B、CO2 叶绿素 ATP
C、CO2 乙醇 糖类
D、CO2 三碳化合物 糖类
巩固练习
暗反应
光反应
光反应
D
3、在光合作用中，需消耗ATP的是（ ）
A、三碳化合物的还原 B、CO2的固定
C、水在光下分解 D、 叶绿素吸收光能
4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（ ）
A、NADPH和ATP B、NADPH和O2
C、O2和ATP D、NADPH和H2O
A
A
5、在光合作用过程中，能量的转移途径是（ ）
A、光能 ATP 葡萄糖
B、光能 叶绿素 葡萄糖
C、光能 CO2 葡萄糖
D、光能 葡萄糖 淀粉
A
请分析植物突然停止光照后，短时间内其体内的NADPH和ATP,C3和 C5的含量如何变化？
停止光照
光反应停止
请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，短时间内其体内的NADPH和ATP ，C3和 C5的含量如何变化？
NADPH↓
ATP↓
C3还原受阻; CO2固定继续
C3↑
C5↓
CO2 ↓
CO2固定停止；
C3还原继续进行
C3 ↓
C5 ↑
拓展题
NADPH↑
ATP↑