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20张ppt）

(共20张PPT)
课前背诵：
3.研磨时需要加入哪些试剂？作用？
4.分离色素的方法名称？滤纸条剪去两角目的？（防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快，使色素带分布均匀）画滤液细线的要求？
为什么滤液细线不能触及层析液？
5、滤纸条上有几条色素带？自上而下位置？颜色？含量（最多、最少）？
6、观察色素的吸收光谱，有两个吸收高峰的色素是？有一个吸收高峰的是？主要吸收什么颜色的光？
7.叶绿体增加膜面积的方式？光合作用的色素位于？光合作用的酶位于？
叶绿素吸收光能不需要酶的参与
1.色素提取原理：
2.色素分离原理：
（防止色素溶解在层析液中）
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中
色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
课前背诵：
8.恩格尔曼实验的巧妙之处
水绵：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；
好氧细菌：用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；
没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰；
极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；
临时装片暴露在光下的实验：再一次验证实验结果。
5.4 光合作用和能量转化
二 光合作用的原理
1.运用物质和能量观，说出光合作用过程中物质和能量的转化过程。
2.采用分析与综合的方法，说出光合作用光反应和暗反应的区别和联系。
3.分析光合作用发现历程，认同科学探究的基本思路和方法。
学习目标
光合作用的概念
绿色植物通过 ，利用 ，将 转化成 ，并且释放出 的过程。
1.概念：
叶绿体
光能
二氧化碳和水
储存着能量的有机物
氧气
CO2 + H2O （CH2O)+O2
光能
叶绿体
2.反应式：
光合作用释放的氧气，是来自水还是二氧化碳呢？
光合作用的实质：合成有机物，储存能量
19世纪末 科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖
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成糖
1937年希尔 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______
O2
氧气
光合作用的探索历程
结论：水的光解产生氧气。
希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
不能；没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。
1.希尔实验能说明植物光合作用产生的氧气中氧元素全部都来自水？
2、希尔的实验能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应吗？
能；悬浮液有H2O，没有合成糖的原料——CO2
鲁宾和卡门实验
①实验方法：
同位素示踪法
(不是放射性同位素示踪，15N、18O没有放射性)
②实验变量：
自变量是 ，因变量是 。
C18O2、H218O
释放出的O2是否含有18O
③实验结论：
光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水
CO2
H218O
光照射下的
小球藻悬液
C18O2
H2O
18O2
O2
对比实验
（5）1954年，阿尔农在光照时，叶绿体中生成了ATP。这一过程总是与水的光解相伴随。
讨论4：请尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
H2O O2 + 2H+ + 能量
光照
叶绿体
ADP+Pi ATP
叶绿体可以吸收光能，进行水的光解释放氧气，
产生的能量可用于合成ATP
光反应阶段
光、色素、酶
类囊体薄膜上
1.场 所：
2.条 件：
3.物质变化：
色素、酶
水的光解：
2H2O O2 + 4H+ + 4e-
光
ATP的合成：
ADP + Pi + 能量（光能) ATP
酶
光能 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能
酶
NADPH的合成：NADP+ + H+ + 2e- NADPH
4.能量变化：
易错：产生的ATP只在叶绿体用，
不能说用于各项生命活动
卡尔文实验（P104）第二段
用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。
14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5
反应
时间
30秒
5秒
＜1秒
带14C标记的
化合物
很多种
14C3、14C5、14C6
90% 14C3
放射性同位素示踪法
②实验变量：
自变量是 ，
因变量是 。
时间
14C标记的化合物
①实验方法 ：
暗反应阶段：CO2如何转化为糖类？
探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径。
不断缩短光照时间后杀死小球藻,
同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO2转化成的第一个产物。
暗反应阶段 笔记 104
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
C3的还原：
叶绿体的基质中
有光无光都可，多种酶
1.场 所：
2.条 件：
3.物质变化：
4.能量变化：
ATP、NADPH中活跃的化学能
有机物中稳定的化学能
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
ADP+Pi
ATP
NADP+
C5
2C3
多种酶
CO2
固定
还原
酶
NADPH
酶
(CH2O)
糖类
ATP
NADPH
ADP+Pi
NADP+
C3
C5
O2
课文106页 光合作用过程
1.NADPH和ATP的移动途径是什么？
2.NADP+和ADP、Pi的移动途径呢？
3.NADPH的作用？
从类囊体薄膜到叶绿体基质。
从叶绿体基质到类囊体薄膜。
在C3的还原中作还原剂；为C3的还原提供能量
P104 光反应与暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分
暗反应有光无光都能进行，暗反应能长时间在黑暗条件下进行吗？
不能，在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH、ATP
1．判断正误(1)植物在无光的夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。( )(2)光反应产生的ATP、NADPH参与暗反应C3的合成过程。( )(3)叶绿体产生O2和线粒体消耗O2均在生物膜上进行。( )2．1941年，美国科学家鲁宾和卡门利用某种植物，采用同位素示踪法进行了如下两组实验：第一组：H2O＋C18O2→某种植物→O2；第二组：H2(18)O＋CO2→某种植物→18O2。下列有关叙述正确的是( ) A．实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水 B ．两组实验中只需要一组就可以证明预期的结论 C．设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气 D．为了排除光照的影响，该实验要在黑暗条件下进行3．下列关于绿色植物光合作用中光反应的叙述，错误的是( ) A．光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行 B．光反应的产物之一氧以氧分子的形式释放 C．光反应产生的H＋和NADP＋结合形成NADPH D．NADPH作为还原剂参与暗反应，本身不具有能量
X
X
√
A
D
探究2 ：光反应和暗反应区别和联系
光反应阶段 暗反应阶段（碳反应）
场所
条件
物质变化
能量变化
联系 项目
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
有光无光都可以，多种酶
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
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
过程
色素、酶
2H2O O2 + 4H++ 4e-
光
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
酶
NADP+ + H++ 2e- NADPH
酶
CO2＋C5 2C3
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
①C的转移：
CO2 → C3 →（CH2O）
②O的转移：
H2O → O2
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
能。 H218O参与有氧呼吸第二阶段,可形成C18O2,
C18O2参与光合作用,可形成含有18O的有机物。
思考：若给植物提供 H218O ,一段时间后能否在植物体内的有机物中
发现18O 试说明原因。
光合作用的公式
C5
条件 C3 C5 NADPH和ATP 有机物
光照由弱到强，CO2供应不变
光照由强到弱，CO2供应不变
光照不变，CO2由充足到不足
光照不变，CO2由不足到充足
增加
减少
增加
减少
减少
增加
光能
H2O
CO2
还
原
（CH2O）
叶绿体
色素
供氢
酶
供能
多种酶参加催化
2C3
C5
固定
ADP+Pi
ATP
酶
水在光下分解
O2
NADPH
NADP+
C5、NADPH、ATP变化一致，
C3、C5相反。
探究2：外界条件突然改变，NADPH、C5、ATP等物质的变化规律
减少
增加
增加
增加
减少
减少
增加
减少
减少
增加
某些细菌 能够利用 体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用
例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
CO2+H2O （CH2O）+O2
能量
探究3 化能合成作用
1.化能合成作用与光合作用有哪些异同点？
2.列表比较自养生物和异养生物
类型 概念 代表生物
自养生物 能将 合成为 的生物 光能自养生物
化能自养生物
异养生物 只能利用环境中 来维持自身生命活动的生物 人、动物、真菌、
大多数细菌
相同：都能将无机物合成有机物，储存能量
不同: 能量来源
有机物
无机物
绿色植物、蓝细菌等
硝化细菌等
现成有机物
判断：1.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行（ ） 2.光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。（ ） 3.没有光反应，暗反应不能进行。( )4.没有暗反应，光反应仍能正常进行。( ) 5.衣藻、蓝细菌进行光合作用的场所都是叶绿体（ ）6.光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP（ ） 7.光合作用暗反应所需的ATP可来自于呼吸作用和光反应（ ）8.光合作用光反应产生的ATP可用于各种生命活动（ )
选择：1.如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是( ) A.a上升、b下降 B.a、b都上升 C.a、b都下降 D.a下降、b上升
3、6 对
B