5.4光合作用与能量转化第3课时课件(共24张PPT)2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

(共24张PPT)
第三课时
第4节 光合作用与能量转化
捕获光能的色素
叶绿素不稳定，低温等条件下易分解。与叶绿素相比，类胡萝卜素较稳定
绿叶中光合色素的种类
叶绿素（含量约占3/4）
类胡萝卜素（含量约占1/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
最少
较少
最多
较多
01
因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。
不同色素对光的吸收差异
类胡萝卜素：吸收蓝紫光
叶绿素：吸收蓝紫光和红光
都可用于光合作用
叶绿体的功能
叶片中色素的种类：类胡萝卜素、叶绿素
叶片中色素的功能：吸收、传递和转化光能
叶片中色素的分布：类囊体基质中
叶绿体能够吸收光能，用于光合作用放氧
恩格尔曼的实验
结合众多实验
叶绿体是光合作用的场所
植物又是怎样在色素和酶的帮助下吸收光能，产生氧气和有机物的呢？
光合作用的原理
什么叫光合作用
光合作用指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
用化学式来表示
光合作用的原理
虽然我们知道了，光合作用的开始与结尾
但是我们并不知道其中间的过程是怎样的
叶绿体是怎样将光能转化为化学能的？
这些化学能又是怎样被储存在有机物中的？
以及光合作用释放氧气，吸收二氧化碳的过程等等
光合作用的原理
在19世纪末
光合作用的原理
1973年，植物学家希尔
希尔实验
实验思路：施加单一变量进行研究
材料：离体叶绿体
处理：给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂，
不通入CO2；给予光照
结果：叶绿体有O2释放。
叶绿体中H2O光解产生氧气。
推测：
光合作用的原理
1941，美国科学家鲁宾、卡门
鲁宾和卡门实验
实验思路：
用放射性同位素标记来研究物质的去路
材料：小球藻
处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。
光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。
结论：
光合作用的原理
1945，美国科学家阿尔农
阿尔农实验
材料：离体叶绿体
处理：加入ADP、Pi，给予光照
结果：叶绿体生成ATP，且同时水光解产生氧气；
光照下，水光解同时ADP和Pi合成ATP。
结论：
光合作用的原理
光合作用释放的氧气中的氧原子中的氧元素来自水；
氧气的产生和糖类的合成不是同一个反应，而是分阶段进行的
光合作用的原理
光反应
光合作用的原理
光反应
条件：必须有光照才能进行
需要色素
场所：类囊体薄膜上
能量转化：
光能
ATP中活跃的化学能
NADPH中的化学能
光合作用的原理
刚刚的光反应只是讲了水是怎样变成氧气的
光能是怎样被转化为活跃的化学能的
那二氧化碳又是怎样转化为糖的呢？
光合作用的原理
实验：卡尔文实验1
实验思路：同位素标记14CO2，研究物质转化过程
材料：小球藻
处理：光照、提供14CO2；不同时间杀死小球藻，再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。
美国科学家卡尔文
光合作用的原理
结果：先出现14C3，最后出现14C5、14C6
CO2 C3 C6
C5
结论：
暗反应
光合作用的原理
暗反应
（卡尔文循环）
条件：有没有光都可以进行
不需要色素
场所：叶绿体基质
能量转化：
ATP中活跃的化学能
NADPH中的化学能
糖类中稳定的化学能
光合作用的原理
光合作用
光能
ATP中活跃的化学能
NADPH中的化学能
糖类中稳定的化学能
光合作用的原理
比较项目 光反应 暗反应
实质
时间
条件
场所
物质转化
能量转换
光反应为暗反应提供ATP和NADPH
暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
光合作用的原理
1.NADPH和ATP的移动途径是什么？
2.NADP+和ADP的移动途径呢？
3.NADPH的作用？
光合作用的原理
①H的转移：
②C的转移：
③O的转移：
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
光合作用中元素的转移
光合作用的原理
突然改变某些条件对光合作用的影响
CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
光照减弱
光照增强
短时间内
光合作用的原理
突然改变某些条件对光合作用的影响
光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
CO2浓度减少
CO2浓度增加
短时间内