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导入新课
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。
导入新课
恩格尔曼的实验直接证明了光合作用的场所是叶绿体，那光合作用在叶绿体中是如何进行的呢？
第五章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
第二课时-光合作用的原理
学习目标
1.通过对光合作用相关实验的思考与讨论，说明光合作用的过程；
2.通过比较光反应和暗反应的区别与联系，说出光反应与暗反应过程中的物质和能量转化。
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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 （CH2O)+O2
光能
叶绿体
（1）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？
一
光合作用原理
1.光合作用概念：
2.过程：
自主学习：请自主阅读课本P102-103页并思考以下问题
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
一
光合作用原理
探究光合作用原理的部分实验
思考.讨论
4Fe3+ + 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2
光能
叶绿体
一
光合作用原理
3.1937年，希尔：
希尔反应：
离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应。
思考：是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？
不能说明，没有排除叶绿体中其他物质的干扰。
4Fe3+ + 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2
光能
叶绿体
一
光合作用原理
希尔反应：
思考：希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
可以说明，该实验中不存在合成糖类的原料-CO2，说明水光解是一个相对独立的反应阶段；
3.1937年，希尔：
离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应。
18O2
16O2
C18O2
H216O
C16O2
第一组
H218O
光照下的小球藻悬浮液
第二组
光照下的小球藻悬浮液
一
光合作用原理
4.1941年，美国鲁宾和卡门：
合作探究五：该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？
相互对照（即对比实验）
同位素标记法
光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。
一
光合作用原理
5.1954年，阿尔农：
离体叶绿体的悬浮液
思考：尝试用示意图来表示ATP的合成与尔反应的关系。
H2O O2 +2H++能量
光照
叶绿体
ADP+Pi ATP
一
光合作用原理
1.光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？
2.每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？ 完成大本P127表格
合作探究：请自主阅读课本P103-104页，小组合作完成以下问题。
光反应阶段 暗反应阶段
区别 反应条件
反应场所
物质变化
能量变化
联系
一
光合作用原理
反应过程是否需要光能
6.光合作用过程分类依据：
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
类囊体薄膜上
的色素分子
可见光
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
NADP+
酶
吸收
光解
H+
NADPH
酶
氧化型辅酶Ⅱ
还原型辅酶Ⅱ
（1）条件：
光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+
（2）场所：
叶绿体类囊体薄膜上
（3）主要产物：
O2、ATP、NADPH
一
光合作用原理
7.光合作用过程：
光反应阶段
水分解为氧和H+的同时，被叶绿体多去两个电子。电子经传递，可用于NADP+和H+结合形成NADPH。
（4）过程：
一
光合作用原理
①水的光解：
②ATP的形成：
H2O O2 + H+
光
色素
NADP＋＋H+ →NADPH
ADP+Pi ATP
光、酶
色素
（5）能量转化：
光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能
ADP+Pi
ATP
NADP+
能量
C5
2C3
多种酶
(CH2O)糖类
CO2
固定
还原
酶
NADPH
酶
能量
光合作用原理
8.光合作用过程：
暗反应阶段
（1）条件：
（2）场所：
（3）主要产物：
有没有光都可以，需多种酶、CO2、ATP、NADPH
叶绿体基质中
（CH2O）、ADP 、Pi、NADP+
一
光合作用原理
（4）过程：
（5）能量转化：
①CO2的固定：
②C3的还原：
CO2＋C5 2C3
酶
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
ATP、NADPH中活跃的化学能
有机物中稳定的化学能
一
光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管细胞，通过韧皮部运输到植株各处。
说明： C3是三碳化合物，即3-磷酸甘油酸； C5是五碳化合物，即核酮糖-1,5-二磷酸；
暗反应
CO2就如何转变为糖类的
CO2 C3 （CH2O）
同位素标记法
20世纪40年代美国科学家卡尔文
1、向小球藻类培养液中加入14CO2
2、连续60s取样，将藻类细胞置于热酒精中
3、分离溶解物中的分子
4、进行放射性显影，以确定放射性的部位
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
光反应
暗反应
NADP+
NADPH
光能→ATP和NADPH
中活跃的化学能
ATP和NADPH中活跃的化学能
→有机物中稳定的化学能
酶
光合作用原理
8.光合作用总过程：
一
光反应阶段 暗反应阶段（碳反应）
场所
条件
物质变化
能量变化
联系
项目
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
有光无光都可，多种酶
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH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ATP和NADPH
暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
过程
色素、酶
2H2O O2 + 4H+
光
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
酶
NADP+ + H+ NADPH
酶
CO2＋C5 2C3
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
光合作用原理
一
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
光合作用原理
一
9.光合作用中元素的转移：
（1）H的转移：
（2）C的转移：
（3）O的转移：
H2O → NADPH→ (CH2O )
CO2 → C3 →（CH2O）
CO2 → C3 →（CH2O）
H2O → O2
思考讨论：思考并写出C、H、O三种元素在光合作用过程中的元素去向。
光合作用原理
一
合作探究：正常进行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5、[H] 、ATP含量如何变化？若突然停止CO2的供应呢？
条件
停止光照
CO2供应不变
增强光照
CO2供应不变
光照不变
停止CO2供应
光照不变
增加CO2供应
C3
C5
ATP
NADPH
增加
减少
减少
增加
减少
增加
增加
减少
减少
增加
增加
减少
减少
增加
增加
减少
①图1中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
②图2中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
③图3中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
④图4中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
C5、NADPH、ATP
C3
C5、NADPH、ATP
C3
C5、NADPH、ATP
C3
C3
C5、NADPH、ATP
环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
能够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
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2
能量
光合作用原理
一
10.化能合成作用：
进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？
异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。
自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质。
化能合成作用与光合作用的比较：
项目 光合作用 化能合成作用
条件 酶
原料
产物 等有机物
能量来源 _____
生物种类 、硫细菌、铁细菌等
糖类
光能
硝化细菌
CO2和H2O等无机物
某些无机物氧化时释放的能量
光、色素、酶
绿色植物、蓝细菌等
拓展
代谢类型
同化作用
异化作用
自养
异养
光能自养
(光合作用)
化能自养
需氧呼吸
厌氧呼吸
兼性厌氧呼吸
当堂检测：完成课本P106一概念检测
课后作业：1.大本P128-131
2.小本：课时跟踪检测二十二

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