1、第四节第四节光合作用光合作用与能量转化与能量转化二、光合作用的原理二、光合作用的原理第二课时温 故 知 新温 故 知 新（蓝绿色）（黄绿色）叶绿素b（橙黄色）胡萝卜素叶 黄 素（黄 色）叶 绿 素（约占3/4，主要吸收红光和蓝紫光）类胡萝卜素（约占1/4，主要吸收蓝紫光）绿叶中的色素叶绿体双层膜基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和基质光 合 作 用光 合 作 用CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体指绿色植物通过指绿色植物通过 ，利用，利用 ，把把 转化成储存转化成储存 着的着的 ，并且释放出并且释放出 的过程。的过程。
2、叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳和和水水有机物有机物氧气氧气能量能量光 合 作 用光 合 作 用CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体1.1.光合作用释放的光合作用释放的O O2 2是来自于是来自于 CO CO2 2还是还是H H2 2O O？2.2.光合作用过程中，有机物是怎么产生的呢？光合作用过程中，有机物是怎么产生的呢？一、探究光合作用原理的部分实验一、探究光合作用原理的部分实验资料1：19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，O2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
3、光合作用转化成糖。不能通过光合作用实现实验实验2 2：希尔实验：希尔实验实验思路：施加单一变量进行研究实验思路：施加单一变量进行研究材料：离体叶绿体材料：离体叶绿体处理：给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂，不通入处理：给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂，不通入COCO2 2；给予光照；给予光照结果：叶绿体有结果：叶绿体有O O2 2释放。释放。叶绿体中叶绿体中H H2 2O O光解产生氧气。光解产生氧气。推测推测：问题问题1 1：希尔实验中的氧化剂起到什么作用？希尔实验中的氧化剂起到什么作用？NADP+2H+2e-NADPH结合结合H H2 2O O分解产生的分解产生的2H2H+和和2e2e-问题问题2
4、2：叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？问题问题5 5：希尔的实验说明希尔的实验说明水的光解产生氧气水的光解产生氧气，是否说明植物光合，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？作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？没有排除叶绿体中其他物质的干扰没有排除叶绿体中其他物质的干扰;不能说明不能说明问题问题3 3：希尔的实验中希尔的实验中FeFe3+3+被还原成被还原成FeFe2+2+，说明了什么，说明了什么？产生了具有产生了具有还原还原性的物质性的物质;还原型的辅酶还原型的辅酶II(NADPH)问题问题4 4：希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是
5、同一个化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？学反应？该实验中不存在合成糖类的原料该实验中不存在合成糖类的原料-CO-CO2 2，说明，说明水的光解是一个相对独立的反应阶段水的光解是一个相对独立的反应阶段；可以说明可以说明结论：光合作用释放的氧全部来自水。结论：光合作用释放的氧全部来自水。同种植物同种植物COCO2 2H H2 2O O 资料3：19411941年，鲁宾、卡门实验年，鲁宾、卡门实验同位素标记法C C1818O O2 2H H2 21818O O1818O O2 2O O2 2甲组甲组乙组乙组同位素标记（示踪）法；相互对照（即对比实验）；光合作用释放的氧全部来自
6、水，而并不来源于CO2。资料4：1954年，美国科学家阿尔农(D.Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。光照ATP水光解尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？类囊体薄膜的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶酶吸吸收收光解H+NADPH酶酶（氧化型辅酶（氧化型辅酶）（还原型辅酶（还原型辅酶）光反应光反应条件：光、色素、多种酶场所：类囊体薄膜物质转化：水的光解：ATP的合成：H2O O2+H+e-光光色素色素光能能量转化:ATP、NADPH中活跃的化学能ADP+Pi+能量能量 ATP+H2O酶酶NADPH的合成：N
7、ADP+H+e-NADPH酶酶产物：产物：OO2 2、NADPHNADPH、ATPATP光反应光反应资料5：1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向。暗反应2C2C3 3C C5 5NADPHNADPHADP+PiADP+Pi（CHCH2 2O O）ATPATP多种酶参加催化酶COCO2 2还原固定酶供能卡尔文循环卡尔文循环条件：有光无光都可，需要多种酶场所：叶绿体基质物质变化COCO2 2的固定：的固定：COCO2 2C C5 5 2C2C3 3酶酶C C3 3的还原：的还原：ATP中活跃的化学能2C2C3 3+NADP
8、H +NADPH （CHCH2 2O O）+C+C5 5酶ATPATPADP+PiADP+Pi能量变化：有机物中稳定的化学能产物：（CH2O）、ADP、Pi暗反应暗反应叶绿体叶绿体中的色素中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解固定固定还还原原光反应暗反应NADP+NADPH光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能酶酶类囊体薄膜叶绿体基质可见光光合作用的过程光合作用的过程联系联系光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶酶、酶、ATPATP、NADPHNA
9、DPH叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中水的光解；水的光解；ATPATP的合成的合成COCO2 2的固定；的固定；C C3 3的还原的还原ATPATP、NADPHNADPH中中活跃化学能活跃化学能光能光能ATPATP、NADPHNADPH中活中活跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPHNADPH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供NADPNADP+和和ADPADP、PiPi思考思考讨论讨论光反应和暗反应的区别与联系光反应和暗反应的区别与联系【问题【问题2】叶肉细
10、胞叶肉细胞产生产生ATP的场所有哪些的场所有哪些？光合作用和细？光合作用和细胞呼吸产生的胞呼吸产生的ATP在用途上有什么不同？在用途上有什么不同？光合作用光合作用产生的产生的ATP只用于暗反应只用于暗反应C3 的还原，的还原，细胞呼吸细胞呼吸产生的产生的ATP用于其他各项生命活动用于其他各项生命活动；细胞质基质、线粒体、叶绿体；细胞质基质、线粒体、叶绿体；【问题【问题1】分析分析ATP、NADPH、ADP、NADP+等物质在叶等物质在叶绿体中移动的方向绿体中移动的方向？ATPATP和和NADPHNADPH：从叶绿体的：从叶绿体的类囊体薄膜类囊体薄膜 叶绿体基质叶绿体基质；ADPADP和和NAD
11、PNADP+：从：从叶绿体基质叶绿体基质 类囊体薄膜类囊体薄膜。【问题3】条件骤变对光合作用中各物质的影响CO2浓度不变NADPH、ATP C3C5（CH2O）光照减弱减少增加减少减少光照增强增加减少增加增加1、请总结分析的方法？2、C3、C5含量变化有什么特点？光照不变NADPH、ATPC3C5（CH2O）CO2浓度减少增加减少增加减少CO2浓度增加减少增加减少增加【环境因素骤变对物质变化的模型分析】【环境因素骤变对物质变化的模型分析】物物质质含含量量时间时间强光照强光照C3NADPH、ATP,C5,(CH2O)合成量合成量弱光照弱光照CO2浓度不变：浓度不变：光照强度改变光照强度改变物物质
12、质含含量量时间时间CO2缺乏缺乏C3,(CH2O)C5,NADPH,ATPCO2充足充足光照强度不变：光照强度不变：CO2浓度改变浓度改变【环境因素骤变对物质变化的模型分析】【环境因素骤变对物质变化的模型分析】D D 1、1941年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如下两组实验,下列叙述正确的是（）A 为了排除光照的影响该实验要在黑暗条件下进行B A和B相对分子质量之比为9：8C 设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气D 实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水课堂训练课堂训练C C2、如图为光合作用示意图。下列说法错误的是（）A表示O2，表示还原型辅酶，表示CO2B暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原（CH2O）C黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去D增加光照强度或降低CO2浓度，C3的含量都将减少场所：场所：物质物质 变化：变化：能量转变：能量转变：条件：条件：场所：场所：课堂训练ATPATPNADPHNADPHADP+PiADP+PiNADPNADP+C C3 3C C5 5O O2 2场所：场所：物质物质 变化：变化：能量转变：能量转变：感 谢观 看5.4.2
