光合作用的原理和应用完整
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希尔反应： 结论： 水的光解产生氧气。 O2全部来自于H2O吗？
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法）
O2 O2
O2 O2 OO2 2
H2O O2
O2
O2
O2
O2 O2 O2 C18O2
O2 O2
18O2 18O2
18O2
18O2 18O2
思考.讨论： 1.光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、 发生的物质变化和能量转换等方面有什么区别？ 2.光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量联系 是怎样的？
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光反应和暗反应区别和联系
光反应为暗反应提供ATP和NADPH 暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
讨论：叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP 以及(CH2O)合成量的动态变化
H2O
O2
水在光下分解
光 能
叶绿体 色素
酶
ATP
供能
供氢
（三）光合作用过程
H2O
O2
水在光下分解
2C3 供氢
CO2 固定
多种酶参
还 加催化
光 能
叶绿体
ATP 供能
原
色素 酶
酶
C5
ADP+Pi
（CH2O）
光反应（叶绿体类囊体薄膜）
暗反应（叶绿体基质）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：
(CH2O)
CO2 C3
C5
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
②暗反应阶段
条件：NADPH 、ATP、酶 场所： 叶绿体的基质中
物质 变化
能量 变化
CO2的固定：CO2＋C5 酶 2C3
18O2 18O2
18O2
H218O
18O2 CO2
结论： 光合作用产生的O2来自于H2O。
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5、1954年，阿尔农
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。
光反应 暗反应
阅读光课反文应P在103白—1天04思可考以：进行吗？夜间呢？ 光反应阶段有和光暗才反能应反阶应段在所需条件、进行
场所暗、反物应质在变白化天、可能以量进转行换吗方？面夜的间内呢容？ 有光、无光都能反应
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
结论： 在光照时，叶绿体中生成了ATP。
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T） 5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
（三）光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
③实质： 合成有机物，储存能量
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末 氧气 甲醛→糖
CO2
O2
C + H2O
甲醛
(CH2O)
2、1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒
3、1937年，希尔
高铁盐 低铁盐 （有H2O，无CO2）
能量变化
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光能→活跃的化学能
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
卡尔文循环
1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了植物在进行光合作用时CO2转化为糖的路 线。 （1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记 的化合物。 （2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6). （3）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。
过程 项目
场所 条件
物质变化
能量变化
联系
光反应阶段
暗反应阶段（碳反应）
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶
2H2O →O2+4NADPH ADP+Pi+能量→ATP
CO2+C5→2C3
2C3
NADPH ATP
(CH2O) +C5
光能→ATP、NADPH中 的化学能
ATP、NADPH中的化学能→ 糖类中的化学能
C3的还原：2C3
酶
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
(CH2O) 糖类
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
三碳化合物 2C3
CO2
CO2的 固定
叶绿体基质 多种酶
ATP NADPH
五和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光合作用中元素的转移
CO2+H2O* 叶绿体
光能
（CH2O）+O2*
①H的转移：H2O → NADPH → (CH2O ) ②C的转移：CO2 → C3 →（CH2O） ③O的转移： H2O* →O2*
CO2 → C3 →（CH2O）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
• 双层膜,内有与光合作用有关的酶 • 类囊体增大膜面积的结构 • 有少量的DNA和RNA
外膜
基粒 叶绿体基质 (酶)
类囊体 (酶、色素)
内膜
二、光合作用的原理和应用
（一）光合作用
①概念： 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。
②反应式：
①光反应阶段
类囊体膜
色酶
O2
H2O
素
H+
Pi ＋ADP
ATP
+
NADP+
氧化型辅酶Ⅱ
场所：叶绿体内的类囊体薄膜上
NADPH 还原型辅酶Ⅱ
条件：光、色素、酶
物质 变化
水的光解：H2O 光能 O2 +H+ NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能) 酶 ATP
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法）
O2 O2
O2 O2 OO2 2
H2O O2
O2
O2
O2
O2 O2 O2 C18O2
O2 O2
18O2 18O2
18O2
18O2 18O2
思考.讨论： 1.光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、 发生的物质变化和能量转换等方面有什么区别？ 2.光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量联系 是怎样的？
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光反应和暗反应区别和联系
光反应为暗反应提供ATP和NADPH 暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
讨论：叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP 以及(CH2O)合成量的动态变化
H2O
O2
水在光下分解
光 能
叶绿体 色素
酶
ATP
供能
供氢
（三）光合作用过程
H2O
O2
水在光下分解
2C3 供氢
CO2 固定
多种酶参
还 加催化
光 能
叶绿体
ATP 供能
原
色素 酶
酶
C5
ADP+Pi
（CH2O）
光反应（叶绿体类囊体薄膜）
暗反应（叶绿体基质）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：
(CH2O)
CO2 C3
C5
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
②暗反应阶段
条件：NADPH 、ATP、酶 场所： 叶绿体的基质中
物质 变化
能量 变化
CO2的固定：CO2＋C5 酶 2C3
18O2 18O2
18O2
H218O
18O2 CO2
结论： 光合作用产生的O2来自于H2O。
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5、1954年，阿尔农
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。
光反应 暗反应
阅读光课反文应P在103白—1天04思可考以：进行吗？夜间呢？ 光反应阶段有和光暗才反能应反阶应段在所需条件、进行
场所暗、反物应质在变白化天、可能以量进转行换吗方？面夜的间内呢容？ 有光、无光都能反应
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
结论： 在光照时，叶绿体中生成了ATP。
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T） 5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
（三）光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
③实质： 合成有机物，储存能量
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末 氧气 甲醛→糖
CO2
O2
C + H2O
甲醛
(CH2O)
2、1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒
3、1937年，希尔
高铁盐 低铁盐 （有H2O，无CO2）
能量变化
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光能→活跃的化学能
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
卡尔文循环
1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了植物在进行光合作用时CO2转化为糖的路 线。 （1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记 的化合物。 （2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6). （3）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。
过程 项目
场所 条件
物质变化
能量变化
联系
光反应阶段
暗反应阶段（碳反应）
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶
2H2O →O2+4NADPH ADP+Pi+能量→ATP
CO2+C5→2C3
2C3
NADPH ATP
(CH2O) +C5
光能→ATP、NADPH中 的化学能
ATP、NADPH中的化学能→ 糖类中的化学能
C3的还原：2C3
酶
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
(CH2O) 糖类
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
三碳化合物 2C3
CO2
CO2的 固定
叶绿体基质 多种酶
ATP NADPH
五和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光合作用中元素的转移
CO2+H2O* 叶绿体
光能
（CH2O）+O2*
①H的转移：H2O → NADPH → (CH2O ) ②C的转移：CO2 → C3 →（CH2O） ③O的转移： H2O* →O2*
CO2 → C3 →（CH2O）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
• 双层膜,内有与光合作用有关的酶 • 类囊体增大膜面积的结构 • 有少量的DNA和RNA
外膜
基粒 叶绿体基质 (酶)
类囊体 (酶、色素)
内膜
二、光合作用的原理和应用
（一）光合作用
①概念： 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。
②反应式：
①光反应阶段
类囊体膜
色酶
O2
H2O
素
H+
Pi ＋ADP
ATP
+
NADP+
氧化型辅酶Ⅱ
场所：叶绿体内的类囊体薄膜上
NADPH 还原型辅酶Ⅱ
条件：光、色素、酶
物质 变化
水的光解：H2O 光能 O2 +H+ NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能) 酶 ATP