5.4光合作用的原理和应用课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1 课件 (共23张PPT)

(共23张PPT)
光合作用的原理
1
CO2
+
H2O
（CH2O）
O2
+
光能
叶绿体
2
光合作用总反应式
探究：
1、CO2和H2O是如何合成（CH2O）和O2的？
2、光能又是怎样储存到有机物中的？
3
光合作用研究--希尔反应
1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。
2、希尔反应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，反应体系中可能还存在其他氧元素供体。
1、希尔的实验能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。
思考：
2H+
1/2 O2
4
光合作用研究--希尔反应
1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。
2、希尔反应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？
1、希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？
思考：
2H+
1/2 O2
3、水的光解:
2H+
5
光合作用研究--鲁宾和卡门实验
美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。
6
光合作用研究--阿尔农的实验
美国科学家阿尔农（D.Armon）发现，在无CO2有光照的条件下，当向反应体系中供给ADP、Pi和NADP+(氧化性辅酶Ⅱ)时，体系就会有ATP和NADPH产生（NADP+、H+和电子结合会形成NADPH）。
ADP＋Pi→ATP
思考：
阅读上述材料，推测NADPH的产生过程。
NADP＋＋H+＋2e→NADPH
NADPH的形成：
7
光合作用研究--贾格道夫的实验
叶绿体中分离出的类囊体
缓冲介质
充分平衡
转移类囊体
加入ADP和Pi
无光条件放置
A组
B组
B组
A组
类囊体膜内外的pH都为4
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叶绿体中分离出的类囊体
缓冲介质
充分平衡
转移类囊体
加入ADP和Pi
无光条件放置
A组
B组
B组
A组
未检测到
检测到ATP
类囊体膜内外的pH都为4
光合作用研究--贾格道夫的实验
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光合作用研究--贾格道夫的实验
思考：
1、本实验的自变量是什么？因变量是什么？
是否具有 H+ 浓度梯度；是否生成 ATP
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光合作用研究--贾格道夫的实验
思考：
2、分析实验结果，可得出什么结论？
ATP合成与类囊体膜两侧的H+浓度梯度有关
11
光合作用研究--贾格道夫的实验
思考：
3、在叶绿体内，类囊体膜通过__________（主动运输/协助扩散/自由扩散）的方式才能创造其两侧的 H+浓度差。
主动运输
ADP＋Pi
ATP
类囊体腔
12
叶绿体中的色素
水
e
光子
H+浓度差
e
2e＋NADP＋＋H+→NADPH
ADP＋Pi→ATP
H2O→1/2O2 ＋2H+＋2e
光
光合作用研究--光反应详解
13
光合作用研究--光反应详解
14
光合作用研究--光反应详解
ADP＋Pi→ATP
H2O→O2＋2H+＋2e
光
光反应的物质变化：
光反应的能量变化：
光能
电能
H+势能
ATP和NADPH中的化学能
NADP＋＋H+＋2e→NADPH
15
光合作用研究--卡尔文循环
16
光合作用研究--卡尔文循环
给小球藻通14CO2在光下培养
杀死细胞
终止光合作用
提取溶液中的物质，用纸层析法使这些物质分离
放射性显影
确定放射性位置
光照60s取样时产生的放射性物质
思考：如何确定放射性首先出现在哪种化合物中？
缩短取样时间时产生的放射性物质
再溶解，化学分析，表明是3-磷酸甘油酸（C3）
17
光合作用研究--暗反应详解
韧皮部（筛管）
植株各处
18
光合作用研究--暗反应详解
暗反应的物质变化
CO2的固定：
C3的还原：
CO2＋C5 → 2C3
酶
2C3 ＋ATP＋NADPH → 3-磷酸甘油醛
酶
葡萄糖→淀粉
蔗糖
19
光合作用研究--暗反应详解
暗反应的物质变化
暗反应的能量变化
CO2的固定：
C3的还原：
CO2＋C5 → 2C3
酶
2C3 ＋ATP＋NADPH → （CH2O)
酶
ATP和NADPH中的化学能
糖类等稳定化合物中的化学能
CO2
+
H2O
（CH2O）
O2
+
光能
叶绿体
20
光合作用总反应式
思考：
1、CO2和H2O是如何合成（CH2O）和O2的呢？
2、光能又是怎样储存到有机物中的？
自主构建模型
请大家以小组为单位，组内讨论并完成光合作用模式图的构建。
O2
2C3
CO2
C5
NADPH
ATP
ADP+Pi
NADP+
光反应
暗反应
H20
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课后作业
1、在理解光合作用原理的基础上，思考哪些因素会影响光合作用，光合作用在农业生产中有哪些具体的应用
2、关注全球气候问题，搜集有关“碳中和”的资料，思考我们可以为早日实现“碳中和”做什么努力？
从以上内容中任选其一进行资料搜集，下次上课进行分享。
感谢您的聆听~
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