人教版高中生物必修一能量之源--光与光合作用

三.光反应与暗反应的区别和联系Fra Baidu bibliotek
项目
光反应
暗反应
场所
叶绿体内囊体膜上
叶绿体基质中
条件
光、色素、酶
酶、ATP、[H]、CO2
①水的光解 ：
①CO2的固定：
物质变化
H2O 光 [H]+O2
CO2+C5 酶 2C3
②ATP的合成 ： ADP+Pi+能量 酶
ATP
②C3的还原：
[H] ATP
2C3
酶 （CH2O）+C5
的碳原子，这种碳原子的转移途径是
A、二氧化碳 叶绿素 ADP
B、二氧化碳 叶绿体 ATP
C、二氧化碳 乙醇 糖类
D、二氧化碳 三碳化合物 糖类
有光照、无CO2时，光反应情况？
光反应和暗反应之间的联系：
光反应是暗反应的基础，为暗反应 提供【H】和ATP。光反应停止，暗反 应也随即终止。
同时，如果暗反应受阻，光反应也 会因产物积累而不能正常进行。
2H2O O2
2C3
酶
固定
光能
吸收
色素分子4[NADPH还]原 多种酶 ATP
C5
CO2
酶能
ADP+Pi
1941年鲁宾和卡门，同位素标记法 设计方案：
CO2
18O2 C18O2
O2
（小球 藻）
H218O
H2O
结论：光合作用释放的O2全部来自于H2O
20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)
用14C标记的CO2供小球藻实验， 追踪检测其放射性。探明CO2中的 C的转移途径。
卡尔文循环：CO2 → C3化合物→ (CH2O)
在类囊体膜上分布有光合作用所需的 色素 和 酶 ， 在叶绿体基质中也分布有光合作用所需的 酶 。
类囊体膜
基粒
外膜 内膜
叶绿体 基质
二.理解光合作用的动态过程：
光反应 暗反应
划分依据：反应过程是否需要光能
类囊体膜
H2O
酶
[H]
（1）光反应阶段 Pi ＋ADP ATP
类囊体膜
H2O
酶
[H]
Pi ＋ADP ATP
光合作用第2课时
普利斯特利实验
• 1771年，英国的普利斯特利设计了一个精彩 的实验：
结论：植物可以更新空气！
活动一：了解科学家对光合作用的探究历程
1．18世纪中期：水分是建造植物体的原料 2. 1771年普里斯特利：植物可以更新空气
英格豪斯重复实验
• 1779年荷兰的英格豪斯进行500多次植物更 新空气的实验，他的实验证实了普利斯特利 的实验结果。但实验只有阳光照射下才能成 功，只有绿叶才能更新污浊的空气。
黑暗
光照
结论：只有在光照 下和有绿叶时才能 更新空气！
柳暗花明：
1785年，发现了空气的组成成分，人们 才确定绿叶在光下放出的气体是O2，吸 收的是CO2 。
思考：在这一过程中，光能哪里去了呢？
1845年，德国科学家梅耶R.Mayer根据能量转 换和守恒定律明确指出，植物在进行光合作 用时把光能转换成化学能储存起来。
能量转换 联系
光能→
ATP→
ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供了[H]和ATP 暗反应为光反应提供了ADP和Pi
变式训练：
O2 供[H]
[H]
ATP
ADP+Pi
CO2 固定
（CH2O）
光反应过程
暗反应过程
①写出图中的字母和序号所代表的物质和过程的名称。 ② 无光照、有CO2时，暗反应情况？
（CH2O）
1．下列关于光合作用过程的叙述中，正确的是（ A ）
A．光反应离不开色素的作用 B．暗反应必须在黑暗的条件下进行 C．光反应为暗反应提供[H]、ATP和CO2 D．暗反应的产物是氧气和有机物
2H2O O2
2C3
酶
固定
光能
吸收
色素分子4[NADPH还]原 多种酶 ATP
C5
CO2
酶能
2、某科学家用含有AD14PC+的P二i 氧化碳来追（踪光CH合2O作）用中
光合作用的概念
绿色植物通过 叶绿体，利用 光能 ， 把 二氧化碳 和 水 转化成储存能量 的 有机物 （主要是淀粉），并且释 放出 氧气 的过程，叫光合作用。
活动二：光合作用过程分析
一.认识光合作用的细胞学基础
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶绿体亚显微 结构模式图
叶肉细胞 亚显微结构模式图
与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？
没有空气条件下：
恩格尔曼实验
好氧细菌
光照下
极细光束 照射 黑暗中
• 结论：光合作用的场所是叶绿体
从上我们可以得出，光合作用的化学反应式：
+ CO2
光能
H2O 叶绿体
+ (CH2O) O2
思考：光合作用的O2来自与CO2还是H2O？
同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变 化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学形质不会改 变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄 清化学反应的详细过程。
德国萨克斯：
在1864年做的实验：将盆栽天竺葵放到黑暗处 一昼夜，然后让一个叶片一半遮光，另一半曝光。过 一段时间后，把这个叶片放入盛有酒精的小烧杯里， 隔水加热，除去叶片含有的叶绿素，再滴加碘，发现 遮光部分无颜色变化，曝光一半则呈深蓝色。
思考：
（1）一半遮光，一半曝光，是设计了什么实验？ （2）实验前先将植物放在黑暗中12小时（饥饿处理）的目的？ （3）实验结论？
三碳化合物 2C3
（2）暗反应阶段 CO2
基质 C3的
CO2的 固定
多种酶
还原
五碳化合物 C5
（CH2O）
光合作用的全过程
H2O
水在光 下分解
O2 [H]
光能
叶绿体中 的色素
ATP 酶
ADP+Pi
2C3
多种酶参 还原 加催化
CO2 固定
C5
（CH2O）
光反应过程
暗反应过程
【归纳】 ①能量变化：光能→ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能