5.4光合作用与能量转化(第二课时)
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光合作用与能量转化
——光合作用的原理
1.光合作用的过程与基本原理； 2.光合作用过程中物质和能量的变化 及相互关系。
叶绿体的结构如何 行使其功能？
一、光合作用的原理
光合作用概念：
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。
CO2 + H2O
光能 叶绿体
(×) (5)14CO2中C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)( × )
H2O
O2
光能
NADPH
ADP+Pi 酶
ATP
光反应
场 所：叶绿体的类囊体薄膜上 条 件：光、色素、酶、水
物质变化：
水的光解： H2O 光能 NADPH + O2 ATP的合成： ADP＋Pi ＋ 能量 酶 ATP
能量变化： 光能
ATP中活跃的化学能
卡尔文实验
实验思路： 用放射性同位素标记来研究物质的去路
材料：
小球藻
处理：
用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行 光合作用
(CH2O)
CO2
C3
C5
结论:
光合产物中有机物的碳来自CO2
暗反应
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。
NADPH 供氢
酶
ATP 供能
酶
ADP+Pi
还原
2C3 固 CO2
定
多种酶 参加催化
CO2 的固
2C3 CO2
定
五碳化合物C5
ATP
C3
叶绿体基质 的
多种酶
还
原
卡尔文循 环糖类
练习巩固
(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应( × ) (2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( × ) (3)光合作用中ADP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( √ )
(4)光合作用过程中产生的ATP可以为细胞内的各项生命活动提供能量
H2O
光解
O2
NADPH
光能
色素分子
NADP+
ATP
ADP+Pi
2C3
还 原
多种酶
固定 CO2 C5
(CH2O)
联系：
光反应
光反应阶段为暗反应阶段提供ATP
光反应阶段合成ATP提供原料。
暗反应
NADPH ，暗反应阶段产生的 NADP+ ADP、Pi 为
小结
类囊体膜
H2O
酶
[H]
Pi＋ADP
三碳化合物
（CH2O) + O2
代表糖类
氧气中的氧原子来源于哪种物质？
CO2/H2O？
鲁宾和卡门实验：
实验思路： 用放射性同位素标记来研究物质的去路
材料： 处理：
小球藻 用18O分别标记CO2和H2O，给予适宜光照
CO2
18O2
C18O2
O2
H218O
光照射下的 小球藻悬液
H2O
结论: 光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2
C5
(CH2O) 淀粉、蔗糖
暗反应
场所： 叶绿体的基质中
条件： NADPH 、ATP、酶、CO2
物质变化 CO2的固定：CO2＋C5 酶 2C3
C3的还原： 2C3NADPH
酶 、ATP
ADP+Pi
能量变化 ATP中活跃的化学能
CH2O) + H2O + C5
有机物中稳定的化学能
光反应与暗反应关系
希尔实验： 实验思路： 材料： 处理： 结论:
施加单一变量进行研究 离体叶绿体 加水、加氧化剂和适当的光照 叶绿体中水的光解产生氧气。
思考： 希尔实验中的氧化剂有什么作用？ 结合H2O分解产生的H+和e-
色素吸收的光 能全部转化为 NADPH吗？
思考： 叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么物质？ NADP+(氧化型辅酶Ⅱ)
条件
光反应阶段
暗反应阶段
光、色素、酶 酶、[H]、ATP
Baidu Nhomakorabea
场所 叶绿体类囊体膜
叶绿体基质中
物质变化 水的光解；ATP 的生成
CO2的固定；C3的还原
能量变化 光能
ATP中活 ATP中活 有机物中稳 跃化学能 跃化学能 定化学能
联系 光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]
和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。
NADP+ + H+ + e- → NADPH（还原性辅酶Ⅱ）
阿尔农实验： 材料： 离体叶绿体 处理： 加入ADP和Pi，给予适当光照 结果: 有ATP生成，同时产生氧气 结论: 光照下，水光解的同时合成ATP
光反应
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。
场所：类囊体薄膜上 条件：光、色素、酶 反应物：水
——光合作用的原理
1.光合作用的过程与基本原理； 2.光合作用过程中物质和能量的变化 及相互关系。
叶绿体的结构如何 行使其功能？
一、光合作用的原理
光合作用概念：
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。
CO2 + H2O
光能 叶绿体
(×) (5)14CO2中C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)( × )
H2O
O2
光能
NADPH
ADP+Pi 酶
ATP
光反应
场 所：叶绿体的类囊体薄膜上 条 件：光、色素、酶、水
物质变化：
水的光解： H2O 光能 NADPH + O2 ATP的合成： ADP＋Pi ＋ 能量 酶 ATP
能量变化： 光能
ATP中活跃的化学能
卡尔文实验
实验思路： 用放射性同位素标记来研究物质的去路
材料：
小球藻
处理：
用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行 光合作用
(CH2O)
CO2
C3
C5
结论:
光合产物中有机物的碳来自CO2
暗反应
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。
NADPH 供氢
酶
ATP 供能
酶
ADP+Pi
还原
2C3 固 CO2
定
多种酶 参加催化
CO2 的固
2C3 CO2
定
五碳化合物C5
ATP
C3
叶绿体基质 的
多种酶
还
原
卡尔文循 环糖类
练习巩固
(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应( × ) (2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( × ) (3)光合作用中ADP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( √ )
(4)光合作用过程中产生的ATP可以为细胞内的各项生命活动提供能量
H2O
光解
O2
NADPH
光能
色素分子
NADP+
ATP
ADP+Pi
2C3
还 原
多种酶
固定 CO2 C5
(CH2O)
联系：
光反应
光反应阶段为暗反应阶段提供ATP
光反应阶段合成ATP提供原料。
暗反应
NADPH ，暗反应阶段产生的 NADP+ ADP、Pi 为
小结
类囊体膜
H2O
酶
[H]
Pi＋ADP
三碳化合物
（CH2O) + O2
代表糖类
氧气中的氧原子来源于哪种物质？
CO2/H2O？
鲁宾和卡门实验：
实验思路： 用放射性同位素标记来研究物质的去路
材料： 处理：
小球藻 用18O分别标记CO2和H2O，给予适宜光照
CO2
18O2
C18O2
O2
H218O
光照射下的 小球藻悬液
H2O
结论: 光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2
C5
(CH2O) 淀粉、蔗糖
暗反应
场所： 叶绿体的基质中
条件： NADPH 、ATP、酶、CO2
物质变化 CO2的固定：CO2＋C5 酶 2C3
C3的还原： 2C3NADPH
酶 、ATP
ADP+Pi
能量变化 ATP中活跃的化学能
CH2O) + H2O + C5
有机物中稳定的化学能
光反应与暗反应关系
希尔实验： 实验思路： 材料： 处理： 结论:
施加单一变量进行研究 离体叶绿体 加水、加氧化剂和适当的光照 叶绿体中水的光解产生氧气。
思考： 希尔实验中的氧化剂有什么作用？ 结合H2O分解产生的H+和e-
色素吸收的光 能全部转化为 NADPH吗？
思考： 叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么物质？ NADP+(氧化型辅酶Ⅱ)
条件
光反应阶段
暗反应阶段
光、色素、酶 酶、[H]、ATP
Baidu Nhomakorabea
场所 叶绿体类囊体膜
叶绿体基质中
物质变化 水的光解；ATP 的生成
CO2的固定；C3的还原
能量变化 光能
ATP中活 ATP中活 有机物中稳 跃化学能 跃化学能 定化学能
联系 光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]
和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。
NADP+ + H+ + e- → NADPH（还原性辅酶Ⅱ）
阿尔农实验： 材料： 离体叶绿体 处理： 加入ADP和Pi，给予适当光照 结果: 有ATP生成，同时产生氧气 结论: 光照下，水光解的同时合成ATP
光反应
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。
场所：类囊体薄膜上 条件：光、色素、酶 反应物：水