光合作用 （第1课时）.

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1 光合作用 （第1课时）

2 俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据： ①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨有机物；
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？ 太阳的光能又是 通过什么途径进 入植物体内的？ 太阳能

3 结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。
17世纪比利时 海尔蒙特 柳苗栽培实验 开始时 5年后 实验前后的差值 柳树的质量 2.3kg 76.7kg 干土的质量 90.8kg 90.743kg +74.7kg －0.057kg 结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。

4 光合作用的发现 1771年，英，普里斯特利的实验 1779年，荷，英根豪斯的实验 1864年，德，萨克斯的实验
1880年，美，恩吉尔曼的实验 20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验

5 普利斯特利实验

6 普利斯特利实验 结论：植物可以更新空气。

7 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功
英根豪斯实验 结论1：只有在光下 植物才能更新空气。 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功 1779年 结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。

8 萨克斯实验 一半遮光 一半曝光 碘蒸汽 绿色叶片 黑暗处理 遮光曝光 不变蓝 变蓝 结论：绿色叶片在光合作用下产生了淀粉。

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10 结论：氧是叶绿体所释放的,叶绿体是绿色植物光合作用的场所
恩吉尔曼实验 实验组 对照组 将水绵和好氧细菌暴露在光照下,好 氧细菌集中在叶绿体所有受光部位 将水绵和好氧细菌放在无空气的黑暗环境中,极细光束照射水绵,好氧细菌集中在被照叶绿体部位 结论：氧是叶绿体所释放的,叶绿体是绿色植物光合作用的场所

11 恩吉尔曼的第二个实验

12 鲁宾和卡门实验 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，化学性质不会改变。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。这种方法叫做同位素标记法。

13 鲁宾和卡门实验 向绿色植物提供H218O、CO2 , 释放的氧是18O2 向绿色植物提供H2O、 C18O2 ,释放的氧是O2
实验组 对照组 向绿色植物提供H218O、CO2 , 释放的氧是18O2 向绿色植物提供H2O、 C18O2 ,释放的氧是O2 结论:光合作用释放的氧全部来自水

14 控制变量 实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称做自变量；随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。 除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

15 光合作用的场所——叶绿体 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素a 叶绿素 叶绿素b 色素 叶黄素 类胡萝卜素
吸收可见的太阳光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光

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18 光合作用过程 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 多种酶 ADP+Pi ATP 酶 2H2O O2 4[H] C5
光能 叶绿体 总方程式 多种酶 ADP+Pi ATP 酶 色素分子 可见光 吸收 2H2O O2 4[H] 光解 C5 2C3 CO2 固定 光反应 还原 CH2O+H2O 能 碳反应

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20 光反应 需要水与光,产物是O2、ATP、NADPH 碳反应 需要CO2 、 ATP、NADPH ，产物是糖
NADPH：与NADH是同一类辅酶，都是氢载体，比NADH多一个磷酸基团。其氧化态为NADP+ 。 碳反应 需要CO2 、 ATP、NADPH ，产物是糖

21 问题 探讨 根据课本文字或图片资料找出光系统I和光系统II有什么共同点？ 光系统II 光系统I 光合作用的光反应示意图 高能电子
H2O O2+2H+ 1 2 高能电子 光合作用的光反应示意图

22 问题 探讨 光系统I和光系统II所激发的高能电子的作用相同吗？ 光系统II 光系统I 光合作用的光反应示意图 高能电子 H2O O2+2H+
1 2 高能电子 光合作用的光反应示意图

23 问题 探讨 在植物的一生中，光合作用要源源不断的进行，那么两个光系统丢失电子之后又如何得到补充呢？ 光系统II 光系统I
H2O O2+2H+ 1 2 高能电子 光合作用的光反应示意图

24 问题 探讨 光系统I和光系统II是如何配合完成能量的转换的？在这个过程中有哪些物质转变？ 光系统II 光系统I 光合作用的光反应示意图
H2O O2+2H+ 1 2 高能电子 光合作用的光反应示意图

25 一、光反应 场所： 类囊体膜上

26 光系统Ⅱ 光能 水分解供电子 叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体 叶绿素中低能电子激发并呈高能状态，色素缺失电子 ADP+Pi ATP
获能 ATP 失能电子进入光系统Ⅰ

27 光系统Ⅰ 光能 叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体 光系统Ⅱ提供电子 叶绿素中低能电子被激发并呈高能状态，色素缺失电子
NADP+与H+接受2个高能电子生成NADPH

28 光反应发生的变化 （1）水在光下裂解为H＋、O2和电子 （2）光能被吸收并转化为ATP中的化学能 （3）水中的氢（ H＋＋e－ ）在光下将 NADP＋还原为NADPH

29 光反应的反应式: 1、物质转化： H2O O2+2H+ ADP+Pi ATP 2、能量转变： NADP++H++2e- NADPH
3、条件： H2O O2+2H+ ADP+Pi ATP NADP++H++2e NADPH 光能 电能 ATP、NADPH中活跃的化学能 光、H2O、色素分子和酶

30 梅尔文·卡尔文 1961年诺贝尔化学奖获得者，通过化学分析，阐明光合作用中碳化合物的合成过程，即发现卡尔文循环

31 二、碳反应 场所：叶绿体基质

32 二、碳反应 问题探讨 空气中CO2不断和细胞内的C5分子结合，并还原为C3，可是植物体内的C5分子怎么得到补充？

33 二、碳反应 问题探讨 生成一分子的三碳糖，需要几分子的CO2呢？该过程中又需要几分子的C5参与反应呢？

34 二、碳反应 问题探讨 卡尔文循环是否需要光？光照由强 弱时，对碳反应有什么影响？

35 二、碳反应 1、物质转化： 2、能量转变： 3、条件： CO2+C5 2C3 三碳糖 1三碳糖 5三碳糖
NADPH NADP+ ATP ADP 三碳糖 1三碳糖 5三碳糖 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 ATP、NADPH、CO2和多种酶。

36 ？ CO2+核酮糖二磷酸 C6 2C3 ATP ADP+Pi NADPH NADP++H+ 三碳糖磷酸 C3
酶 酶 CO2+核酮糖二磷酸 C6 2C3 ATP ADP+Pi NADPH NADP++H+ 三碳糖磷酸 C3 ？ 如何再生核酮糖二磷酸（RuBp）？生成一个C6H12O6要经过几次卡尔文循环？ 5个经一系列变化再生为3个RuBp 6个三碳糖磷酸 3个CO2 1个保持用于糖的生成或其他

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38 暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
光反应和碳反应的比较 光反应 碳反应 进行部位 条件 物质 变化 能量变化 联系 叶绿体基粒囊状结构 叶绿体基质 光、水、色素和酶 CO2 、ATP 、[H]和酶 水的光解 H2O 2[H]+1/2O2 合成ATP ADP+Pi ATP 光 CO2的固定CO2+C C3 三碳的还原2C 三碳糖 酶 酶 光能 酶 ATP [H] 光能转换成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供 [H] 和ATP 暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料