5.4 光合作用与能量转化 第2课时 课件(共35张PPT) 2025-2026学年人教版(2019)高中生物学必修1

(课件网) 第4节 光合作用与能量转化 人教版 必修1 第二课时 通过概述光反应与暗反应的过程及二者之间的关系，形成细胞生命过程中存在“物质与能量变化”等的生物学观念。 能够基于“假说-演绎”法，自制实验装置，改进实验方法，分组探究，深化相关生物学概念。 能够基于光合作用的过程及原理，关注社会生活问题，尝试为“如何提高人工光合作用的效率”提出合理建议，提高社会责任意识。 光合作用是怎样进行的？ 光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？ 光合作用原理在生产中有哪些应用？ 光合作用是指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。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 (CH2O)表示糖类 叶绿体如何将光能转化为化学能？又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 1937年·英国科学家希尔 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氧气。 铁盐等氧化剂 O2 只有H2O 没有CO2 离体的叶绿体悬浮液 希尔反应 离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应。 4Fe3+ + 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2 光能 叶绿体 （HILL REACTION） 探索光合作用原理的部分实验 讨论 希尔顿的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？ 不能说明。希尔反应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。该实验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。 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。 能够说明。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，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 讨论1 讨论2 1941年·美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen) 讨论3 分析鲁宾和卡门做 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2 。 的实验得出什么结论？ 对比实验 相互对照 光照射下的小球藻悬液 CO2 18O2 C18O2 O2 H218O H2O 1954年·美国科学家阿尔农 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。 思考：从该实验，你能得出什么结论？ 讨论4 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 ATP的合成场所 类囊体 H2O 光能 叶绿体 O2 + H+ + 能量 合成条件 需光（酶） ADP + Pi ATP 19世纪末 1928年 1937年 1954年 1941年 甲醛 → 糖 甲醛对植物有毒，不能通过光合作用转化成糖 希尔反应 水的光解产生氧气 鲁宾和卡门 同位素标记法光合作用氧气来自于水 阿尔农 光照下叶绿体合成ATP该过程总是与水的光解相伴 光合作用的过程 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。 光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。 反应过程是否需要光能 光反应（光合作用第一阶段） 暗反应（光合作用第二阶段）又称碳反应 有光才能反应 有光、无光都能反应 阅读教材103页，尝试从场所、条件、物质能量变化角度分析，叙述光合作用的光反应过程 1.场所 类囊体薄膜 2.条件 ADP 光 色素 酶 水 Pi NADP+ 光合作用的过程 (一) 光反应阶段 水的光解： ATP的合成： 2H2O O2+ 4H++4 e- 光 色素 NADPH的合成： 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP + Pi + 能量 ATP + H2O 酶 NADP+ + ... ...