人教版高中生物必修一课件：光合作用与能量转化新教材
光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
1、光合作用的探究历程 19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，
O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作 用转化成糖。
CO2的还原： 酶 2C3 + [H] ATP
(CH2O) + C5
ATP
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
三、光合作用原理的应用
植物自身因素 环境因素对光合作用的影响
1、光合作用的探究历程
1940年，鲁宾和卡门 （同位素标记法）
CO2
18O2
C18O2
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
光照射下的 小球藻悬液
H218O
结论：光合作用释放的氧来自水
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ H2O
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
都包括物质变化和能量变化
把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
总结： 光反应
水的光解： H2O →2 [H] + 1/2O2 光合磷酸化：ADP + Pi + 光能
酶
暗反应
CO2的固定酶： CO2 + C5 → 2C3
3
课堂巩固：
1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法 正确的是（ ）
A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
1 导入新课：
1 引入概念：
一、光合作用
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 (1) 概念:
量的有机物，并且释放出氧气的过程。
(2) 过程:
CO2 + H2O
光能
（CH2O)+O2
叶绿体
二、光合作用的原理
叶绿体是如何将光能转化为化学能？又是如何将化学能储存在糖类等有 机物中的？
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可见光
H2O
O2
光解
吸收
[H]
色素分子
还
ATP 原
酶能
ADP+Pi
2C3 固定 CO2
多种酶 C5
(CH2O)
光反应
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
光合作用的第一阶段 必须有光才能进行
暗反应
光合作用的第二阶段， 有没有光都可以进行
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反应阶段 反应部位 反应条件 物质变化
能量变化 产物 两阶段相同点 光合作用实质
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1、光合作用的探究历程 1954年，阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年，发现这一过程总是与水的光解相伴随。
上述实验表明 光合作用释放的O2来自H2O 在光照下，叶绿体可合成ATP。
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第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化 （2）
学习目标
核心素养
1．说出光合作用的概念和反应式。 2．简述细胞呼吸的过程。 3．说明影响光合作用的因素。
1．通过叶绿体结构和功能相统一的学 习，培养结构与功能相适应的生命观念。
2．通过探究光合作用的历程，提高实 验设计和实验结果分析的科学探究能力。
光反应与暗反应的比较 光反应
叶绿体类囊体的薄膜上
暗反应 叶绿体基质
叶绿体色素、酶、光能
酶
酶 H2O ADP+Pi+能量
[H] +O2 酶
ATP
CO2被固定C3被还原形成糖类 等有机物
酶 ATP→ADP+Pi+能量
光能→活跃的化学能
活跃的化学能→稳定的化学能
[H] ATP O2
ADP Pi （CH2O ） C5
2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 硝化细菌 2HNO3+能量
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6CO2+6H2O 能量
2C6H12O6+ 6O2
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1）光照
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
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四、化能合成作用
1、概念
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
2、光合作用的过程
H2O 水在光下分 解
光能
叶绿体中 的色素
光 反 应
（类囊体的薄膜）
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
O2 供氢
2C3
CO2
固 定
﹝H﹞ 酶
还 原
供能
ATP
多种酶 参加催化
酶
ADP+PI
暗
反
应
C5 （CH2O）
（叶绿体基质）
1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂 （悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
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1、光合作用的探究历程 19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，
O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作 用转化成糖。
CO2的还原： 酶 2C3 + [H] ATP
(CH2O) + C5
ATP
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三、光合作用原理的应用
植物自身因素 环境因素对光合作用的影响
1、光合作用的探究历程
1940年，鲁宾和卡门 （同位素标记法）
CO2
18O2
C18O2
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光照射下的 小球藻悬液
H218O
结论：光合作用释放的氧来自水
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ H2O
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都包括物质变化和能量变化
把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来
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总结： 光反应
水的光解： H2O →2 [H] + 1/2O2 光合磷酸化：ADP + Pi + 光能
酶
暗反应
CO2的固定酶： CO2 + C5 → 2C3
3
课堂巩固：
1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法 正确的是（ ）
A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
1 导入新课：
1 引入概念：
一、光合作用
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 (1) 概念:
量的有机物，并且释放出氧气的过程。
(2) 过程:
CO2 + H2O
光能
（CH2O)+O2
叶绿体
二、光合作用的原理
叶绿体是如何将光能转化为化学能？又是如何将化学能储存在糖类等有 机物中的？
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可见光
H2O
O2
光解
吸收
[H]
色素分子
还
ATP 原
酶能
ADP+Pi
2C3 固定 CO2
多种酶 C5
(CH2O)
光反应
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光合作用的第一阶段 必须有光才能进行
暗反应
光合作用的第二阶段， 有没有光都可以进行
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反应阶段 反应部位 反应条件 物质变化
能量变化 产物 两阶段相同点 光合作用实质
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1、光合作用的探究历程 1954年，阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年，发现这一过程总是与水的光解相伴随。
上述实验表明 光合作用释放的O2来自H2O 在光照下，叶绿体可合成ATP。
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第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化 （2）
学习目标
核心素养
1．说出光合作用的概念和反应式。 2．简述细胞呼吸的过程。 3．说明影响光合作用的因素。
1．通过叶绿体结构和功能相统一的学 习，培养结构与功能相适应的生命观念。
2．通过探究光合作用的历程，提高实 验设计和实验结果分析的科学探究能力。
光反应与暗反应的比较 光反应
叶绿体类囊体的薄膜上
暗反应 叶绿体基质
叶绿体色素、酶、光能
酶
酶 H2O ADP+Pi+能量
[H] +O2 酶
ATP
CO2被固定C3被还原形成糖类 等有机物
酶 ATP→ADP+Pi+能量
光能→活跃的化学能
活跃的化学能→稳定的化学能
[H] ATP O2
ADP Pi （CH2O ） C5
2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 硝化细菌 2HNO3+能量
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6CO2+6H2O 能量
2C6H12O6+ 6O2
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1）光照
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
四、化能合成作用
1、概念
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
2、光合作用的过程
H2O 水在光下分 解
光能
叶绿体中 的色素
光 反 应
（类囊体的薄膜）
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
O2 供氢
2C3
CO2
固 定
﹝H﹞ 酶
还 原
供能
ATP
多种酶 参加催化
酶
ADP+PI
暗
反
应
C5 （CH2O）
（叶绿体基质）
1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂 （悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
人教版高中生物必修一课件：5.4.2 光合作用与能量转化（新教材2019 ）(共18 张PPT)
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新教材高中生物 光合作用与能量转化 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
（3）温度
应用：温室栽培可适当提高昼夜温差，保证植物有机 物的积累。
综合因素：
曲线分析：（1）P点：此点之前，限制光合作用速率的因素 为横坐标所标示的因子，随着该因子的不断加强，光合作用 速率不断提高； （2）Q点：此点时，横坐标所标示的因子不再是影响光合作 用速率的因素，影响因素为坐标图中三条曲线所标示出的其 他因素。
A.上升；下降；上升
B.下降；上升；下降
C.下降；上升；上升
D.上升；下降；下降
2020/10/7
课后练习
二、拓展应用 1、（1）光照强度逐渐增大 （2）此时温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织， 致使光合作用暗反应受到限制 （3）光照强度不断减弱 （4）光照强度、温度 （5）根据本题信息，可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方 式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作 用强度。 2、植物的生活需要水、无机盐、阳光、适宜的温度、空气（含有 二氧化碳）。从给出的信息可以看出，植物生长的基本条件都是 满足的，因此，只要没有病虫害等不利因素，这株植物就能够生 存一段时间。但究竟能够生存多长时间，涉及的问题很多。
2020/10/7
（1）光照强度：
2、影响光合作用的环境因素
A: 呼吸强度 B: 光补偿点 C: 光饱和点
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 应用：（1）轮作：延长光合作用时间
（2）间种、合理密植：增加光合作用面积
（2）CO2浓度
应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”， 增施农家肥等措施增大CO2浓度，提高光能利用率。
异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界 摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存能量的 一类生物。 包括人、动物、真菌以及大多数细菌。 自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自 身的组成物质，并储存能量的一类生物。 包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌等生物（光合作用）
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共48张ppt)
美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体合成ATP的 过程总是伴随着水的光解 4、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系
H2O 叶 光绿照体 O2 +NADPH+能量
ADP+Pi+ ATP
光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应 。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分 为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段
能量联系：光反应为暗反应提供活跃的化学能，暗 反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
光合作用总过程：
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶
还 原
能
ADP+Pi
2C3 固定 CO2
多Байду номын сангаас酶 C5
(CH2O)
光反应
光能
6CO2 + 12H2O 叶绿体
暗反应
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
减 C光 止 光 变停光结体O少照C照(2止 照供OC合内或不不H2应供2O图的停变变不应)运止，,光解C变C停输光减O5反2分化止供受照少应应阻析合或不停：物光和[增减A增H加T少下C]加P↓3的减↓化减增少植合少加物物减突增的增还受少加加然含原阻停量止如输些如CC光何3受物何5 ↑照↓变减阻质变减减后化(成少少少C？含化，量H？2O减这量？其)合少
阅读教材P103-104,回答下列问题： 1、 暗反应的场所及反应条件？ 2、 暗反应中物质变化、能量转化过程是怎样的？ 3、光反应中产生的NADPH和ATP用于暗反应哪一步？
类囊体膜
H2O
酶
NADPH
ADP ＋Pi ATP
【新教材】5.4 光合作用与能量转化-人教版(2019)高中生物必修一课件
CO2+H2 O
光能 （CH2O）+O2 叶绿体
光合作用强度表示方法
1、单位时间内光合作用产生有机物的量 2、单位时间内光合作用吸收CO2的量 3、单位时间内光合作用放出O2的量
四、光合作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素 外界因素：光照、CO2、温度、水、矿质元素等
内部因素：不同部位、不同生育期 （2）提高农作物光合作用强度的措施 1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度 4、适当提高温度 5、适当增加植物体内的含水量 6、适当增加矿质元素的含量
光反应阶段
暗反应阶段
叶绿体的类囊体薄膜 光、色素和酶
水光解为O2和H+ ATP、NADPH的合成
叶绿体基质
多种酶、CO2
CO2的固定 C3的还原 ATP、NADPH的分解
光能转变为ATP、
ATP、NADPH中活跃的化学能转
NADPH中活跃的化学能 化为有机物中稳定的化学能
联系
1、物质联系： 2、能量联系：
2 现象：
装片中好氧细菌分布在叶绿体 所有受光部位的周围。
结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
❖ 实验过程
水绵+好氧细菌无黑空暗气
❖ 实验结论
极细光束照射 好氧细菌集中在 叶绿体被光束照射的部位
完全暴露光下 好氧细菌分布于 叶绿体所有受光部位
1、氧气是叶绿体释放出来的
2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
资料1：恩格尔曼的水绵实验
用透过三棱镜的光束照射水绵临时装片，发现大量的需氧
细菌聚集在
区域。
资料2：
在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
【课件】光合作用与能量转化课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
（一）捕获光能的色素
实验操作的误差分析
假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇； 同学乙在进行层析时不小心将滤液细线浸没于层析液之下。 请问两位同学的操作是否会影响实验结果？
① 同学甲的操作会导致提取的色素浓度过低，使色素提取液和色素带 颜色较浅；
② 同学乙的操作会导致绿叶纸条上的色素更多的溶解于层析液中，如 果时间较短，色素带颜色较浅；若时间较长，则可能无色素带出现。
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
资料： 又结合其他实验证据，科学家们证明了：在叶绿体基质中，含有多种
进行光合作用所必需的酶。
叶绿体是光合作用的场所，并且 能够吸收特定波长的光。
叶绿体内部巨大的膜表面上，分 布着许多吸收光能的色素分子，在 类囊体膜上和叶绿体基质中，还有 很多进行光合作用所必需的酶。
(5)在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡
中( × )
练习巩固
3．如图1所示为某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程，请分析回答下列问题：
(1) 提 取 色 素 时 为 了 研 磨 充 分 应 加 入 ___S_i_O_2____ ， 纸 层 析 法 分 离 色 素 的 原 理 是 _色__素__在__层__析__液__中__的__溶__解__度__不__同__，__溶__解__度__高__的__随__层__析__液__在__滤__纸__条__上__扩__散__的__快__，__反__之__则__慢_______。
（2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
（3）为什么用极细的光束照射？ 叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验二
新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用第四节光合作用与能量转化课件新人教版必修第一册
探究一 绿叶中色素的提取和分离
阅读教材第98~99页“探究·实践”,分析“绿叶中色素
的提取和分离”实验的原理、步骤及结果。 1.绿叶中色素的提取。 (1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_无__水__乙_
醇 中。 (2)过程。 取材:称取5 g绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中
研磨:向研钵中放入少许_S__iO__2 _和_C_a_C__O_3_,再加入 5~10 mL _无__水__乙__醇___,迅速、充分地进行研磨
(3)滤纸条上色素带重叠:①滤液细线不直;②滤液细线 过粗。
(4)滤纸条上看不见色素带:①忘记画滤液细线;②滤液 细线触及层析液,色素溶解到层析液中。
【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说 法正确的是( ) A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇 B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色 C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大 D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条 解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此 可以用无水乙醇提取色素,A项错误;叶绿素a呈现蓝绿色,B 项错误;叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素小,C项 错误;碳酸钙能防止研磨中叶绿素被破坏,因此研磨时若不 加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条,D项正确。 答案:D
实验中的注意事项及操作目的归纳
过程
注意事项
选新鲜绿色的叶片
研磨时加无水乙醇
提取 加少量SiO2和CaCO3 色素
迅速、充分研磨
盛放滤液的试管口加 棉塞
滤纸预先干燥处理
滤液细线要直、细、 分离 匀 色素 滤液细线干燥后再重
画一至两次
滤液细线不触及层析 液
操作目的 使滤液中色素含量 高 溶解色素 研磨充分和保护色 素 防止乙醇过度挥发, 充分溶解色素