5.4.2 光合作用与能量转化 ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物必修一.pptx

1、CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。概念：反应式：实质：合成有机物，储存能量探究光合作用原理的部分实验1、19世纪末 甲醛糖2、1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒CO2O2C + H2O甲醛(CH2O)（有H2O，无CO2）3、1937年，希尔高铁盐低铁盐希尔反应：O2全部来自于H2O吗？水的光解产生氧气。结论：光合作用产生的O2来自于H2O。4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法）结论：H2O H218O CO2 O2 O2 O2O2 O2 O2 C18O2O2 O2

2、O2 O2 O2O2 O2 O2 O218O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 5、1954年，阿尔农结论： 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验： 在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 在光照时，叶绿体中生成了ATP。1957年 这一过程总是与水的光解相伴光合作用原理的部分探索实验19世纪末 甲醛糖 甲醛对植物有毒1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年 希尔反应，水的光解产生氧气1941年 鲁宾和卡门，同位素标记法光合作用氧气来

3、自于水1954年 阿尔农，光照下叶绿体合成ATP光合作用过程是否需要光能划分：光合作用过程是否需要光能划分：光反应光反应和和暗反应暗反应（碳反应）（碳反应）。1 1、光反应阶段、光反应阶段光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段叫作光反应阶段。叶绿体中叶绿体中的色素的色素光能光能H H2 2O O水在光下分解水在光下分解O O2 2NADPHNADPHADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP光、色素、酶、水光、色素、酶、水叶绿体的叶绿体的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：2H2H2 2O 4NADPH

4、+ OO 4NADPH + O2 2光能光能ATPATP的合成：的合成：ADPADPPi Pi 能量能量 ATPATP酶酶场场 所：所：条条 件：件：物质变化物质变化能量变化能量变化光能光能 ATPATP中活跃的中活跃的化学能化学能1 1、光反应阶段、光反应阶段光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。叫作暗反应阶段。C CO O2 2C C5 5 固固 定定2 2C C3 3NADPHNADPH供氢供氢酶酶( (C CH H2 2O)O)淀粉、蔗糖淀粉、蔗糖多种酶多种酶参加催化参加催化还原还原酶酶ATPATP供

5、能供能ADP+PiADP+Pi1 1、光反应阶段、光反应阶段COCO2 2的固定：的固定： COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C C3 3的还原：的还原：叶绿体的叶绿体的基质基质中中ATPATPNADPH NADPH 、ADP+PiADP+Pi2C2C3 3 CH CH2 2O) + HO) + H2 2O + CO + C5 5酶酶NADPH NADPH 、ATPATP、酶、酶、COCO2 2场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化 ATPATP中中活跃活跃的的化学能化学能有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2 2、暗反应阶段、暗反应阶段暗反应光反应比较项目

6、能量变化联 系物质变化条 件场 所类囊体薄膜上类囊体薄膜上叶绿体的基质叶绿体的基质需光需光, ,色素和酶色素和酶不需光不需光, ,色素色素; ;需酶需酶2H2H2 2O 4HO 4H+ +O+O2 2光解光解ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量ATPATP酶酶COCO2 2+ C+ C5 5 2C 2C3 3酶酶2C2C3 3 (CH (CH2 2O)+CO)+C5 5ATPATP、H H 酶酶稳定的化学能稳定的化学能光能光能 活跃的化学能活跃的化学能光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供ATPATP和和NADPHNADPH，暗反应为，暗反应为光反应提供光反应提供ADPADP和和Pi Pi、NA

7、DPNADP+ +光反应阶段光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体类囊体薄膜）暗反应阶段暗反应阶段（叶绿体基质）（叶绿体基质）ADP+PiADP+PiNADPNADP+ +C C1818O O2 22C2C3 3C C5 5（CHCH2 21818O O）多种酶多种酶参加催化参加催化固固 定定还还原原ATPATPNADPHNADPH光能光能叶绿体叶绿体中的色素中的色素1818O O2 2水的光解水的光解H H2 21818O O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。 例如：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

8、2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O C6H12O6+ 6O2能量如人、动物、真菌及大多数的细菌。光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌）化能自养生物（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌）以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 CO2浓度 水 分 光 照 矿质元素 温 度1、光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体探究.实践探究光照强度对光合作用强度的影响1.打孔2.处理叶片3.自变量处理4.观

9、察记录2.影响光合作用的因素（1）光照强度A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸强度。B点：光补偿点，即光合作用强度=细胞呼吸强度。C点对应的横坐标：光饱和点，增加光照强度光合作用强度不再增加。光补偿点光饱和点AB段：光合呼吸1.间作套种2.通过轮作,延长光合作用时间3.通过合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃5.防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡,呼吸强于光合,影响生殖生长应用：（2）CO2浓度A点：CO2补偿点（表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度）；A点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B和B点：CO2饱和点（两组都表示在一定范围内CO2浓度

10、达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。应用：1.多施有机肥 2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等 3.大田中还要注意通风透气（2）CO2浓度（3）温度温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。应用：1.适时播种 2.温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温 3.植物“午休”现象的原因之一N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分 （4）矿质元素应用：合理施肥 （5）水 光合作用强度O时间A 7 12 14 181.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体应用：预防干旱 合理灌溉光合作用与能量转化光合作用光合作用应用概念反应式探究历程影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、矿质元素 硝化细菌光合作用原理过程光反应：类囊体薄膜暗反应：叶绿体基质化能合成作用CO2 + H2O （CH2O)+O2 课堂小结：