5.4 光合作用与能量转化（二、光合作用的原理）课件（27页） 2025-2026学年人教版（2019）高中生物学必修1

(课件网) 第4节 光合作用和能量转化 （第2课时） 第5章 细胞的能量供应和利用 能概述光合作用原理的探索历程。 能建构光合作用的光反应和暗反应的过程，说出其中的物质变化和能量变化。 能说出光合作用的光反应和暗反应的区别与联系。 “空气变馒头” 喝西北风管饱要成真啦！ 自然界中的植物通过光合作用合成淀粉等有机物，其过程非常繁琐，具体是怎样的呢？ 光合作用 1.概念 2.反应式 CO2 + H2O （CH2O) + O2 光能 叶绿体 （CH2O）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 叶绿体如何将光能转换成化学能的呢？ 注 绿色植物通过_____，利用_____，将_____转化成_____，并且释放出_____的过程。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 储存着能量的有机物 氧气 水 有机物 CO2 O2 一、光合作用的概念和反应式 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，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 CO2 O2 释放 C+ H2O 糖(CH2O) 多个缩合 甲醛 【初步判断】氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 二、光合作用的原理 资料1：1937年，英国植物学家希尔发现，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。 【任务①】 探索光合作用原理的部分实验，分析实验结果： 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） 讨论1：希尔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都来自水？ 实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素转移。 讨论2：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？ 不能。 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H2O，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。 光合作用生成的O2中的氧元素到底来自H2O还是CO2？如何设计实验进行探究？ 【任务①】 探索光合作用原理的部分实验，分析实验结果： 资料2：1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： 甲组 乙组 18O H218O C18O2 C18O2 H2O O2 H218O CO2 18O2 讨论3： ①甲组和乙组实验形成一组什么实验？ ②本实验可得出什么结论？ 对比实验 光合作用释放的氧全部来自水，不来源于CO2 【任务①】 探索光合作用原理的部分实验，分析实验结果： 资料3：1954年，美国科学家阿尔农等用游离的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现，当向反应体系供给ADP、Pi时，体系中就会有ATP的产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 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 讨论5：上述三个实验共同表明了什么？ 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。　 任务②：自主阅读P103-104，从场所、条件、物质能量变化角度分析光合作用 光反应阶段 暗反应阶段 区别 反应场所 … … 反应条件 … … 物质变化 … … 能量变化 … … 联系 … 光合作用过程的示意图 根据是否需要光能，光合 ... ...