光合作用与能量转化第二课时课件【知识建构+高效助教】高一上学期生物人教版（2019）必修1

光合作用与能量转换光合作用与能量转换2022高中生物必修一高中生物必修一 第五章第五章 第四节第四节第二课时第二课时化石燃料可以如何被代替化石燃料可以如何被代替？微藻与火电厂等重污染工业联产低碳生物经济微藻与火电厂等重污染工业联产低碳生物经济2010201020102010年，我国总二氧化碳排年，我国总二氧化碳排年，我国总二氧化碳排年，我国总二氧化碳排放量放量放量放量70707070亿吨，亿吨，亿吨，亿吨，位居世界第位居世界第位居世界第位居世界第1 1 1 1。科学家利用微藻科学家利用微藻科学家利用微藻科学家利用微藻培养与重工业行业联产。实现了二氧化碳及余热的综合利用培养与重工业行业联产。实现了二氧化碳及余热的综合利用培养与重工业行业联产。实现了二氧化碳及余热的综合利用培养与重工业行业联产。实现了二氧化碳及余热的综合利用火电厂火电厂 28.2428.24亿吨（约占亿吨（约占40.140.1）石油加工业石油加工业 11.0711.07亿吨（约占亿吨（约占15.715.7）黑色金属冶炼工业黑色金属冶炼工业 5.805.80亿吨（约占亿吨（约占7.37.3）排出排出吸收吸收COCO2 2微藻微藻微藻微藻约年产量十亿吨生物质约年产量十亿吨生物质约年产量十亿吨生物质约年产量十亿吨生物质相当于三亿吨生物燃料相当于三亿吨生物燃料相当于三亿吨生物燃料相当于三亿吨生物燃料相当于产值相当于产值相当于产值相当于产值2 2 2 2万亿万亿万亿万亿元元元元低碳工低碳工低碳工低碳工业业微藻：小球藻二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光合作用的光合作用的原料原料、产物产物、场所场所和和条件条件有什么？有什么？（教材（教材（教材（教材P102P102P102P102）光合作用释放的光合作用释放的光合作用释放的光合作用释放的OO2 2，是来自原料中的是来自原料中的是来自原料中的是来自原料中的H H2 2OO，还是还是还是还是COCO2 2？二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用C COO2 219191919世纪末世纪末世纪末世纪末C+HC+H2 2OO糖类糖类糖类糖类甲醛甲醛甲醛甲醛（有毒）（有毒）（有毒）（有毒）OO2 2CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体布莱克曼在布莱克曼在布莱克曼在布莱克曼在1905190519051905年提出：光合作用分为两个阶段。年提出：光合作用分为两个阶段。年提出：光合作用分为两个阶段。年提出：光合作用分为两个阶段。分别是依赖光的阶段分别是依赖光的阶段分别是依赖光的阶段分别是依赖光的阶段（光反应阶段光反应阶段光反应阶段光反应阶段）和不依赖光的阶段和不依赖光的阶段和不依赖光的阶段和不依赖光的阶段（暗反应阶段暗反应阶段暗反应阶段暗反应阶段）20202020世纪初，世纪初，世纪初，世纪初，布莱克曼布莱克曼布莱克曼布莱克曼二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用瓦尔宝瓦尔宝瓦尔宝瓦尔宝 设计了下图类似的实验检验布莱克曼的假说设计了下图类似的实验检验布莱克曼的假说设计了下图类似的实验检验布莱克曼的假说设计了下图类似的实验检验布莱克曼的假说利用利用利用利用小球藻小球藻小球藻小球藻模拟实验如下模拟实验如下模拟实验如下模拟实验如下A A A A组组组组连续光照连续光照连续光照连续光照135s135s135s135s光照光照光照光照7.5s7.5s7.5s7.5s，黑暗，黑暗，黑暗，黑暗7.5s7.5s7.5s7.5s，光暗交替各，光暗交替各，光暗交替各，光暗交替各135s135s135s135sB B B B组组组组光合产物量：光合产物量：光合产物量：光合产物量：a a a a光合产物量：光合产物量：光合产物量：光合产物量：1.2a1.2a1.2a1.2a若光合作用全要光，则若光合作用全要光，则若光合作用全要光，则若光合作用全要光，则B B B B组光合产物的量是多少组光合产物的量是多少组光合产物的量是多少组光合产物的量是多少？问题问题1 1二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用1937193719371937年，希尔年，希尔年，希尔年，希尔 英英英英 光反应的研究光反应的研究光反应的研究光反应的研究希尔反应希尔反应希尔反应希尔反应：溶液有气泡产生溶液有气泡产生溶液有气泡产生溶液有气泡产生 资料资料11光反应过程中作为还原剂的是光反应过程中作为还原剂的是还原型辅酶还原型辅酶还原型辅酶还原型辅酶（NADPHNADPHNADPHNADPH）【推论】【推论】【推论】【推论】离体叶绿体在适合的条件下，可以把离体叶绿体在适合的条件下，可以把离体叶绿体在适合的条件下，可以把离体叶绿体在适合的条件下，可以把水水水水进行进行进行进行光解产生氧气。光解产生氧气。光解产生氧气。光解产生氧气。问题问题2 2：能否说氧气中能否说氧气中的氧元素都来源于水的氧元素都来源于水？小球藻小球藻 H H2 2O OO O2 2+NADPH(NADPH(还原型辅酶还原型辅酶)光能光能叶绿体叶绿体小球藻小球藻小球藻小球藻取样时间取样时间取样时间取样时间/min/min/min/min反应物中的反应物中的反应物中的反应物中的18181818O O O O的含量的含量的含量的含量/H H H H2 2 2 218181818O O O O C C C C18181818O O O O2 2 2 2 产物中的产物中的产物中的产物中的18181818O O O O的含量的含量的含量的含量/18181818O O O O2 2 2 20 0 0 00.850.850.850.850.200.200.200.2045-11045-11045-11045-1100.850.850.850.850.410.410.410.410.840.840.840.84110-225110-225110-225110-2250.850.850.850.850.550.550.550.550.850.850.850.85225-350225-350225-350225-3500.850.850.850.850.660.660.660.660.850.850.850.850 0 0 00.200.200.200.200.850.850.850.8540-11040-11040-11040-1100.200.200.200.200.500.500.500.500.200.200.200.20110-185110-185110-185110-1850.200.200.200.200.400.400.400.400.200.200.200.20问题问题3 3：光合产物氧气中光合产物氧气中的氧元素是由哪的氧元素是由哪种原料提供的？种原料提供的？二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用1941194119411941年，鲁宾、卡门年，鲁宾、卡门年，鲁宾、卡门年，鲁宾、卡门 美美美美 光反应的研究光反应的研究光反应的研究光反应的研究同位素示踪法同位素示踪法同位素示踪法同位素示踪法结论：结论：植物光合作用植物光合作用产生的氧气中产生的氧气中的氧元素全部的氧元素全部都来自水原料都来自水原料1954195419541954年，阿尔农年，阿尔农年，阿尔农年，阿尔农 美美美美 光反应的研究光反应的研究光反应的研究光反应的研究光合磷酸化光合磷酸化光合磷酸化光合磷酸化在光下，叶绿体合成在光下，叶绿体合成在光下，叶绿体合成在光下，叶绿体合成ATPATPATPATPATPATP的合成的合成的合成的合成ADP+Pi ADP+Pi ATP ATP 光、酶光、酶光、酶光、酶 色素色素色素色素1957195719571957年，年，年，年，光反应的研究光反应的研究光反应的研究光反应的研究光合磷酸化与希尔反应相偶联光合磷酸化与希尔反应相偶联光合磷酸化与希尔反应相偶联光合磷酸化与希尔反应相偶联 资资资资料料料料2222随随随随着着着着科科科科学学学学家家家家研研研研究究究究的的的的深深深深入入入入发发发发现现现现，水水水水在在在在光光光光的的的的作作作作用用用用下下下下分分分分解解解解为为为为O O O O2 2 2 2的的的的同同同同时时时时还会释放出还会释放出还会释放出还会释放出H H H H+，并且释放两个高能的电子。，并且释放两个高能的电子。，并且释放两个高能的电子。，并且释放两个高能的电子。请写出水的光解方程式请写出水的光解方程式请写出水的光解方程式请写出水的光解方程式。水的光解水的光解水的光解水的光解NADP(氧化型辅酶)H+2e-NADPH(还原型辅酶)酶 资资资资料料料料3333光光光光反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中，高高高高能能能能电电电电子子子子经经经经过过过过传传传传递递递递，可可可可用用用用于于于于NADPNADPNADPNADP+（氧氧氧氧化化化化型型型型辅辅辅辅酶酶酶酶）与与与与H H H H+结结结结合合合合形形形形成成成成NADPHNADPHNADPHNADPH（还还还还原原原原型型型型辅辅辅辅酶酶酶酶），并并并并将将将将部部部部分分分分能能能能量量量量储储储储存存存存在在在在NADPHNADPHNADPHNADPH中中中中。请写出请写出请写出请写出NADPHNADPHNADPHNADPH合成的方程式。合成的方程式。合成的方程式。合成的方程式。H2O 2H 1/2O2 +2e-光能色素O21.1.光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应用用用用3min3min3min3min阅读课本阅读课本阅读课本阅读课本103103103103页，在课本找到答案并标注出来：页，在课本找到答案并标注出来：页，在课本找到答案并标注出来：页，在课本找到答案并标注出来：1.1.1.1.光反应光反应光反应光反应的的的的场所场所场所场所是什么是什么是什么是什么？2.2.2.2.进行光反应需要什么进行光反应需要什么进行光反应需要什么进行光反应需要什么条件条件条件条件？3.3.3.3.光反应过程中有什么光反应过程中有什么光反应过程中有什么光反应过程中有什么物质变化物质变化物质变化物质变化?（请用方程式的方式表示）（请用方程式的方式表示）（请用方程式的方式表示）（请用方程式的方式表示）4.4.4.4.光反应过程中光反应过程中光反应过程中光反应过程中能量能量能量能量有什么变化？有什么变化？有什么变化？有什么变化？5.5.5.5.小组合作完成右图，并上台展示小组合作完成右图，并上台展示小组合作完成右图，并上台展示小组合作完成右图，并上台展示光能光能光能光能叶绿体中叶绿体中叶绿体中叶绿体中的色素的色素的色素的色素H2OADP+PiADP+PiATPATPNADPNADP+NADPHNADPHH H+酶酶酶酶1.1.光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应光能光能光能光能叶绿体中叶绿体中叶绿体中叶绿体中的色素的色素的色素的色素H2OO2ADP+PiADP+PiATPATPNADPNADP+NADPHNADPHH H+酶酶酶酶条件：条件：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化能量变化：光、色素、酶光、色素、酶类囊体薄膜上类囊体薄膜上水的光解：水的光解：ATPATP的合成：的合成：光能光能光能光能转变为转变为转变为转变为活跃的化学能活跃的化学能活跃的化学能活跃的化学能储存在储存在储存在储存在ATPATPATPATP和和和和NADPHNADPHNADPHNADPH中中中中H2O 2H 1/2O2 光能NADPH NADPH酶ADP+Pi ADP+Pi ATP ATP 光、酶光、酶光、酶光、酶 色素色素色素色素暗反应的研究暗反应的研究暗反应的研究暗反应的研究卡尔文循环卡尔文循环卡尔文循环卡尔文循环实验过程实验过程1 1 1 1、向小球藻光合作用反应体、向小球藻光合作用反应体、向小球藻光合作用反应体、向小球藻光合作用反应体系中充入一定量的系中充入一定量的系中充入一定量的系中充入一定量的1414141