5.4.2光合作用的原理课件(共19张PPT) 2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修1

(共19张PPT)
5.4 课时2 光合作用的原理
1.阐明光合作用的过程和基本原理。
2.归纳、概括光反应与暗反应的区别与联系。
1、光合作用的场所________
2、叶绿体的结构
3、色素的种类、分布及作用
叶绿体
叶绿体是如何进行光合作用的呢？
一、光合作用
绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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
叶绿体
光能
1、概念：
2、反应式：
3、实质：
合成有机物，储存能量
CO2＋H2O （CH2O）＋O2
光能
叶绿体
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_____作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖
1937 年希尔（英国） 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 (希尔反应)
1941年鲁宾、卡门（美国） 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源
1954年阿尔农(美国) 在光照下，叶绿体可合成_____，这一过程总是与_________相伴随
20世纪40年代卡尔文（美国） 用14C标记 ，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向
毒害
O2
二、探索光合作用原理的部分实验
可以释放出氧气
ATP
水的光解
活动一：阅读课本P102思考讨论、104第二段，完成下表，并思考课本103讨论题
14CO2
①希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？
②希尔的实验是否能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
不能，仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有观察到氧元素的转移。
能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有水，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，暗示着水的光解与糖的合成不是同一个化学反应。
讨 论 ：
第一组
光合作用释放的O2中的氧来自于H2O。
H2O
C18O2
H218O
CO2
第二组
18O2
O2
美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
③分析鲁宾、卡门做的实验，你能得出什么结论？
讨 论 ：
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。　
总结
三、光合作用的过程
根据是否需要____________，这些化学反应可以概括地分为____________和_____________（现在也称为碳反应）两个阶段。
光能
光反应
暗反应
+ NADP+
NADPH
色素分子
O2
可见光
吸收
光解
H+
ADP+Pi
ATP
酶
能
光反应
C5
多种酶
2C3
(CH2O)
CO2
固定
能
还原
能
暗反应
H2O
能
暗反应阶段形成从C5到C3再到C5的循环，这样暗反应可以源源不断的进行下去，因此暗反应过程也称为卡尔文循环。
活动二：请仔细观看光合作用过程图解，根据图解同桌之间相互描述光合作用过程。
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、水等
多种酶、NADPH、ATP、CO2等
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质中
水的光解；ATP、NADPH的生成
CO2的固定； C3的还原
ATP、NADPH中活跃的化学能
光能
ATP、NADPH
中活跃化学能
有机物中稳
定的化学能
活动三：阅读课本P103～104光反应阶段和暗反应阶段相关内容，完成下列表格（自主探究5分钟，小组合作3分钟）
光反应与暗反应的联系
光反应为暗反应提供 ，暗反应为光反应提供 。
NADPH和ATP
NADP+、ADP和Pi
+ NADP+
NADPH
色素分子
O2
可见光
吸收
光解
H+
ADP+Pi
ATP
酶
能
光反应
C5
多种酶
2C3
(CH2O)
CO2
固定
能
还原
能
暗反应
H2O
能
1.NADPH和ATP的移动方向是怎样的？
2.NADP+和ADP的移动方向呢？
3.NADPH的作用有哪些？
活动四：根据图解思考回答以下问题。
从类囊体薄膜到叶绿体基质
从叶绿体基质到类囊体薄膜
①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量
+ NADP+
NADPH
色素分子
O2
可见光
吸收
光解
H+
ADP+Pi
ATP
酶
能
光反应
C5
多种酶
2C3
(CH2O)
CO2
固定
能
还原
能
暗反应
H2O
能
光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供的NADPH和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。
4.暗反应有光无光都能进行，那么暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗？
活动四：根据图解思考回答以下问题。
+ NADP+
NADPH
色素分子
O2
可见光
吸收
光解
H+
ADP+Pi
ATP
酶
能
光反应
C5
多种酶
2C3
(CH2O)
CO2
固定
能
还原
能
暗反应
H2O
能
(1)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供的NADPH和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。
(2)光反应阶段为暗反应阶段提供ATP、NADPH，ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。而暗反应则为光反应提供ADP和Pi，ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。
(3)光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不用于其他生命活动过程。
特别提醒
活动五：根据光合作用图解，请写出光合作用总反应式并标出C、H、O的去向（学生代表上台展示）
CO2＋H2O （CH2O）＋O2
光能
叶绿体
+ NADP+
NADPH
色素分子
O2
可见光
吸收
光解
H+
ADP+Pi
ATP
酶
能
光反应
C5
多种酶
2C3
(CH2O)
CO2
固定
能
还原
能
暗反应
H2O
能
ATP
NADPH
NADP+
ADP+Pi
O2
C5
2C3
1.下图为某植物光合作用的示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.阶段②中稳定的化学能转变成活跃的化学能
B.若中断CO2的供应则阶段①产生的b增多,d减少
C.阶段①中c为NADH,作为还原剂参与阶段②中f的还原
D.为该植物提供14CO2 ,则14C的转移途径为h→f→有机物
D
2.如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是(　　)
A.1∶2 B.8∶9 C.2∶1 D.9∶8
解析 光合作用中生成的氧气中的氧全部来自参与反应的水，所以A为O2、B为18O2，则A物质和B物质的相对分子质量的比是8∶9。故选B。
B