资源简介

(共30张PPT)
内膜
外膜
类囊体
基质
基粒
形状:
结构：
扁平的椭球形或球形
双层膜，基粒、基质（含少量DNA、RNA、核糖体和有关光合作用的酶）
光合作用的场所
绿色植物中能进行光合作用的细胞
功能：
分布：
DNA
核糖体
1、叶绿体的结构(电镜下)
类囊体薄膜
类囊体薄膜和基质
色素分布：
酶分布：
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
极大地扩展了受光面积
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
水绵
好氧细菌
黑暗处理
极细光束照射
暴露在光下
2.叶绿体的功能
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
资料一 恩格尔曼的实验一
1 选用水绵：
2 先放在黑暗无空气的环境中：
3 极细的光束照射、好氧细菌检测：
4设置验证试验：
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。
排除环境中氧气和光的干扰。
迅速准确地判断出释放氧气的部位。
完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。
恩格尔曼实验的巧妙之处
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
三棱镜
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
照射 水绵
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
恩格尔曼的实验二
2.叶绿体的功能
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
1.下列关于恩格尔曼实验的叙述，正确的是 （ ）
A．用水绵做实验材料是因为其叶绿体呈椭球形便于观察
B．通过同位素示踪法证明了氧气是叶绿体释放出来的
C．实验材料先放在没有空气的黑暗环境中以排除氧气和光的干扰
D．根据产生气泡的位置来确定绿色植物进行光合作用的部位
C
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
第五章 细胞的能量供应和利用
第五章第4节
光合作用的过程及原理的应用
绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？
太阳能
太阳的光能又是
通过什么途径进
入植物体内的？
地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物。
地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11*10^18KJ,这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。
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。
①概念：
②反应式：
③实质：
合成有机物，储存能量
一、光合作用的原理
表示糖类
(一)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
CO2
O2
C + H2O
甲醛
(CH2O)
一、光合作用的原理
（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：
(一)探究光合作用原理的部分实验
①希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？
思考延伸拓展 强化素养
不能，仅说明离体叶绿体在适当条件下可发生水的光解，产生氧气。没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有观察到氧元素的转移。
②希尔的实验是否能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有水，没有合成糖的另一种必需原料——CO2
光合作用产生的O2来自于H2O。
4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法研究光合作用中O2的来源）
结论：
(一)探究光合作用原理的部分实验
O2
18O2
C18O2
H2O
CO2
H218O
光照射下的小球藻悬浮液
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。
在叶绿体中，在光照时，ADP与Pi结合生成ATP，即在光下叶绿体内同时进行两个反应
(一)探究光合作用原理的部分实验
年代 科学家 结论
十九世纪末 /
1928年 /
1937年 希尔
1941年 鲁宾和卡门
1954年 阿尔农
1957年 阿尔农
甲醛→糖 甲醛对植物有毒
甲醛不能通过光合作用转化成糖
水的光解产生氧气
同位素示踪法，光合作用氧气来自于水
光照下叶绿体合成ATP
ATP的合成总是与水的光解相伴
(一)探究光合作用原理的部分实验
划分依据:反应过程是否需要光能
一、光合作用的原理
(2)光合作用的过程
光反应在白天可以进行吗？夜间呢？
暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？
有光才能反应
有光、无光都能反应
光反应（光合作用第一阶段）
暗反应（光合作用第二阶段）又称碳反应
H2O
类囊体膜
酶
Pi ＋ADP
ATP
①光反应阶段
光、色素、酶
类囊体薄膜
水的光解：
H2O O2 +H+
光能
ATP的合成：
ADP＋Pi＋能量（光能) ATP
酶
光能→NADPH、ATP中活跃的化学能
场所：
条件：
物质变化
能量变化：
H+
NADP+
+
NADPH
氧化型辅酶Ⅱ
还原型辅酶Ⅱ
色素
O2
(2)光合作用的过程
NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
酶
②暗反应阶段
CO2的固定：
CO2＋C5 2C3
酶
叶绿体基质
NADPH、ATP活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
NADPH 、ATP、酶
场所：
条件：
物质变化
能量变化
（有光、无光均能进行）
(2)光合作用的过程
C3的还原：
ATP
2C3 (CH2O)
酶
NADPH
＋C5
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
多种酶
(CH2O)
CO2
固定
NADPH
NADP+
H2O
光能
叶绿体中
的色素
水在光下分解
O2
ADP+Pi
ATP
酶
供能
（CH2O）
CO2
2C3
固定
C5
还原
多种酶
参加催化
光反应
暗反应
（类囊体的薄膜）
（叶绿体基质）
供氢
酶
光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系，缺一不可
(2)光合作用的过程
光反应为暗反应提供______________，暗反应为光反应提供______________。
NADPH和ATP
ADP和Pi、
NADP＋
NADPH
(3)光反应与暗反应的联系
①光反应是暗反应的基础，
光反应为暗反应的进行提供NADPH和ATP,
②暗反应是光反应的继续；
暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi; NADP＋
总之，光反应和暗反应是两个既相互独立又同时进行、既相互制约又密切联系的两个生理过程。
相关信息
光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
注意
光合作用暗反应只能利用光反应产生的ATP和NADPH，不能利用呼吸作用产生的ATP、[H]
2.光反应产生的ATP用于暗反应。
3.叶绿体中的NADPH、ATP从产生部位 作用部位
思考：把光照下的植物移到黑暗条件下，光反应和暗反应如何变化？
光反应立刻停止，暗反应过一会儿停止。
反应阶段
反应部位
反应条件
物质变化
能量变化
联 系 物质变化
能量变化
光反应
暗反应
类囊体薄膜
叶绿体基质
叶绿体色素、酶、光
酶
H2O H+ +O2
酶
ADP+Pi+能量 ATP
酶
CO2的固定，C3的还原
光能→活跃的化学能
活跃的化学能→稳定的化学能
ATP → ADP+Pi+能量
酶
光反应与暗反应的比较
光反应为暗反应提供ATP和NADPH;
暗反应为光反应提供了ADP、Pi、NADP+
光能→ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能
(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(　　)
(5)14CO2中C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(　　)
×
辨析易错易混 练前清障
×
√
×
×
2、如图是绿色植物光合作用过程示意图。下列与此图相关的说法错误的是( )
B
A.如果A代表某结构，则A为类囊体
B.形成C、D的过程发生在叶绿体基质中
C.突然降低环境中CO2浓度，B的产生速率下降
D.C3中不仅有来自CO2中的碳，也有来自CO2中的氧
☆环境条件骤变时光合作用中相关物质的含量变化
(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。
C3↑
NADPH
光照突然停止
光反应停止
NADPH
ATP
C3的还原
受阻
不影响CO2的固定
↑
↑
C5
↑
C3
停止
CO2供应
CO2的固定
C3的还原
继续进行
C5
↑
↑
NADPH、ATP
↑
↑
(CH2O)
叶绿体
中的色素
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
NADP+
NADPH
CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
光照减弱 减少 增加 减少 减少
光照增强 增加 减少 增加 增加
☆环境条件骤变时光合作用中相关物质的含量变化
叶绿体
中的色素
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
NADP+
NADPH
光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
CO2浓度减少 增加 减少 增加 减少
CO2浓度增加 减少 增加 减少 增加
☆环境条件骤变时光合作用中相关物质的含量变化
色素
酶
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
NADP+
NADPH
酶
光反应与暗反应的比较
A C3增多，C5减少，ADP增多 B C3增多，C5增多，ADP增多
C C3减少，C5增多，ADP增多 D C3增多，C5减少，ADP减少
2．离体的叶绿体在适宜的光照下进行稳定的光合作用时，如果突然降低光照强度，短时间内叶绿体中C3、C5与ADP相对含量的变化是（　　）
A
3.正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是
A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP＋比值下降
√

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