人教版高中生物必修一课件 136页

第一节 降低化学反应活化能的酶 一　酶的作用和本质 斯帕兰扎尼实验 过程： 现象： 推测： 证明： 本实验能证明： 问题探讨 肉块放入小金属笼内，让鹰吞下 肉块消失了 是胃内的化学物质将肉块分解了 收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解 胃具有化学消化的作用 一、酶的作用和本质 1. 细胞代谢 ：细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应，统称为细胞代谢是 生命活动的基础。 2. 酶在代谢中的作用 合成 代谢（ 同化 作用） 分解 代谢（ 异化 作用） 酶在细胞代谢中的作用 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2 1. 常温下反应 2. 加热 3.Fe 3+ 做催化剂 4. 过氧化氢酶 猪肝研磨液 加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加 FeCl 3 溶液 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H 2 O 2 浓度 剂量 二 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl 3 肝脏研磨液 2 滴清水 2 滴清水 2 滴 2 滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 自变量 因变量 无关变量 y=k · x y=kx+z 8 滴 大量 复燃 变量 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H 2 O 2 浓度 剂量 二 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl 3 肝脏研磨液 2 滴清水 2 滴清水 2 滴 2 滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 对照实验 酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。 各条件使反应加快的本质： 加热： Fe 3+ ： 酶： 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为 活化能 反应物 产物 ……………… 活化能 反应进程 能量 加热 主要特点 参与反应，不提供能量 降低反应所需的活化能 本身的量与化学性质不变 催化剂在化学反应中的作用 反应物 产物 ……………… 活化能 反应进程 能量 75 无催化剂催化 29 过氧化氢酶 54 用胶态铂催化 活化能 / kJ.mol -1 条件 ..………… 无机 催化剂 酶的作用： 同无机催化剂相比，酶 降低活化能的作用更显著 ，因而 催化效率更高 。 降低活化能 催化作用 3. 酶的本质 A. 酶本质的探索： （ 1 ） 1857 年，法国 巴斯德 通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在 结论： 没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的 (2) 德国 李比希 结论： 发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 （ 3 ）德国 毕希纳 过程： 结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶 （ 4 ）美国 萨姆纳 1926 年，从刀豆种子中提出 脲酶结晶，脲酶是一种蛋白酶 20 世纪 30 年代 , 相继提出了 多种酶的蛋白结晶 结论： 酶是一类具有催化作用的蛋白质 （ 5 ） 20 世纪 80 年代 切赫、奥特曼 发现 少数 RNA 也具有生物催化作用 结论： 酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是 RNA B. 酶的定义 ： 酶： 是 活细胞 产生的具有生物 催化作用 的 有机物 。绝大多数的酶是 蛋白质 ，少数的酶是 RNA 怎样验证酶的存在？ 与双缩脲反应 催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？ 判断：酶是蛋白质 所有的细胞都能产生酶 酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。 各条件使反应加快的本质： 加热： Fe 3+ ： 酶： 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡 烧杯 条件 水量 水温 浸泡时间 1 加酶洗衣粉 500mL 40℃ 20min 2 普通洗衣粉 500mL 60℃ 20min 课堂练习 我要设计广告 1. 请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作 用。 2. 请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间 为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和 艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的 生活气息，还要符合广告法。 第一节 降低化学反应活化能的酶 一　酶的特性 1. 高效性 （意义） 2. 专一性 一中酶只能催化一种或一类化学反应 3. 多样性 4. 作用条件比较温和 二、酶的特性 酶活性 ： 酶对化学反应的催化效率 最适 的温度和 PH 条件下， 酶的活性最高 不同的酶具有不同的 最适 的温度和最适 PH 过酸、过碱或温度过高，会使酶的 空间结构遭到破坏 ，使酶 永久失活 。 （ 不可逆 ） 低温，不破坏酶的空间结构，只是 降低酶的活性 。 （ 可恢复 ） 总结酶 1. 产生部位和作用部位： 所有的 活细胞 细胞内、细胞外、体外 2. 作用： 催化作用 降低活化能 3. 本质：有机物（绝大多数、少数） 具备蛋白质的性质 （合成受遗传物质的控制、与双缩脲反应为紫色、可水解为氨基酸） 4. 同无机催化剂一样， 只改变反应速率 ，不能改变反应方向和终产物的浓度，在 化学反应前后本身不发生改变 。 高效性 专一性 多样性 作用条件比较温和 5. 酶的特性 第 二 节 细胞的能量“通货” — ATP （ 1 ）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？ （ 2 ）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？ （ 3 ）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机 物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能 不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中 储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细 胞又是怎样解决这一矛盾的呢？ 1. 萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3. 萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 讨论： 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下 , 干燥后研磨成粉末 , 取三等份分别装入三支试管 , 各加入少量水使之混合 , 置于暗处 , 可见试管内有淡黄色荧光出现 , 约过 15 分钟荧光消失 萤火虫发光器 A B 医用葡萄糖溶液 2ml ATP 注射液 2ml 蒸馏水 2ml C B A 萤火虫发光器 的经典实验 C 问题思考： 1. 选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。 （参考答案：主要是它发光的现象容易观察等） 2. 将发光器捣碎的目的： （参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。） 3. 本实验的原理是： （参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而 ATP 能使离体的发光器重新发光） 具有改善肌体代谢的作用，同时又是 体内能量的主要来源 。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。 功能 : 二、 ATP 的结构简式 H—N—H C N N C C—H C C H O O O H N N O H C O P O ～ P O ～ P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OH P P P P P P A—P ～ P ～ P 腺嘌呤 高能磷酸键 核糖 腺苷 (A) ATP 分子结构 简 式 三个磷酸基团 三磷酸腺苷 ～ ～ ATP 分子中具有高能磷酸键 A—P ~ P ~ P ～ 高能磷酸键 : 30.54KJ/mol ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物 + A-P ~ P A-P ~ P P ~ P ATP ADP Pi ( 磷酸 ) 能量 + 酶 资料分析 1 . 一个成年人在平静状态下， 24 小时将有 40kg 的 ATP 发生转化，而细胞内 ATP 、 ADP 的总量仅有 2mg ～ 10mg 。 2. 用 32 P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出 ATP ， ATP 的总量变化不大，但是大部分 ATP 末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。 ATP 与 ADP 的相互转化： 能量的 　 储存 能量的 释放 ATP 酶 ADP + P i + 能量 ADP+P i + 能量 酶 ATP 2.ATP 的含量处在动态平衡之中，保证了稳定 供能。 1. 伴随能量的储存和释放 ATP 酶 ADP +Pi+ 能量 （能量 “ 通货 ” ） ATP 与 ADP 的相互转化： ATP 与 ADP 的相互转化 动物和人 绿色植物 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP+Pi 能量 ATP 酶 ADP 转化成 ATP 时所需能量的主要来源 光合作用 光能 ATP 有机物 呼吸作用 ATP ATP 是细胞各项生命活动的直接能源 比 较 ： 有机物 ATP— 是新陈代谢所需能量的 来源 糖类是生命活动的主要 物质 脂肪是生物体的 物质 光能 — 是生命活动的 最终 能量来源 直接 能源 储能 讨 论： （ 1 ）众多能源物质中， ATP 这种绝对含量 极少的物质为什么成为直接能源？ （ 2 ）为什么 ATP 是细胞内能量释放、储存、 转移和利用的中心物质，成为生物的 直接能源呢？ （ 3 ） ATP 对生命的维持是极其重要的，试想：当 产生 ATP 的过程停止时，会发生什么？ （ 4 ） ATP 在生物体中的绝对含量是极小的，但生 物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着 ATP ，但在正常情况下，生物体内的 ATP 量可 满足机体的要求，奥妙何在呢？ 讨 论： ATP 主动运输 发光发电 肌肉收缩 大脑思考 物质合成 ADP P i 能量 酶 光合 呼吸 P i 能量 酶 呼 吸 ATP 是生物体新陈代谢所需能量的直接来源 物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应 不可逆 ATP 酶 ADP + P i + 能量 ADP+P i + 能量 酶 ATP 动动脑筋 上面两个反应式可逆的吗？ 2. 在细胞内， 1mol 葡萄糖彻底氧化分解后，释放出 2870kJ 的能量。计算： 1 分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是 1 分子 ATP 水解所释放能量的多少倍？ 1.ATP 的结构式可以简写成（ ） A.A - P - P ～ P B.A - P ～ P ～ P C.A ～ P ～ P - P D.A ～ P ～ P ～ P B （ 94 ） 巩固练习 3.ATP 分子中大量的化学能储存在 _________ 内。 2 分子 ADP 中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是 __ 、 __ 、 __ 个。 高能磷酸键 2 4 2 作业： 设计出新实验方案并设计出实验步骤对结果进行预测。注意设计实验的思路是怎样的？怎样选材？怎样设计对照？ 萤火虫发光器 的经典实验 第 5 章 细胞的能量供应和利用 第 3 节 ATP 的主要来源 —— 细胞呼吸 实验成果展示： 取干种子（玉米或小麦）１００克平均分成 两份装入两个相同容器中： Ａ容器中：干种子 　 Ｂ容器中：干种子＋水 一段时间后 一段时间后 无明显变化 有发热现象 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成 CO 2 或其他产物，并且释放出能量的总过程。 细胞呼吸的概念： 细胞内 氧化分解 生成 CO 2 释放出能量 其他产物 又叫生物氧化。 实质：氧化分解有机物释放能量 1. 呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生 CO 2 等产物，并且都释放出能量。 26 2. 呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？ 不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。 问题探讨 在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。 但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。 3. 在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？ 呼吸： 机体与环境之间 O 2 和 CO 2 交换的过程。 细胞呼吸 也称 呼吸作用 是指 有机物 在细胞内经过一系列的 氧化分解 ， 生成 CO2 或其他物质，释放出能量并 生成 ATP 的过程。 对比 4. 呼吸和呼吸作用的区别 一、有氧细胞呼吸的过程示意图 有氧呼吸的三个阶段 葡萄糖的初步分解 C 6 H 12 O 6 酶 2CH 3 COCOOH + 4 [H] + 2 ATP （丙酮酸） 场所：细胞质基质 ① 丙酮酸彻底分解 酶 6CO 2 +20 [H] + 2 ATP 场所：线粒体基质 ② 2CH 3 COCOOH （丙酮酸） [H] 的氧化 酶 12H 2 O + 34 ATP 场所：线粒体内膜 ③ 24[H] + 6O 2 +6H 2 O 有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能 第一阶段 第二阶段 第三阶段 有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸 [H] 少量 丙酮酸 CO 2 、 [H] 少量 [H] 、 O 2 H 2 O 大量 线粒体 线粒体 对比 ① 主要场所： 线粒体 ② 能量去向： 一部分以热能形式散失 另一部分转移到 ATP 中　 ③ 总反应式： ④ 有氧呼吸概念： 细胞在 ____ 的参与下，通过 _______ 的催化作用，把 _______ 等有机物 _______________ ，产生 _____ 和 _____ ，释放 ______, 生成 _________ 的过程。 　 　 C 6 H 12 O 6 +6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 能量 酶 有氧呼吸小结 (1709kJ/mol, 约 60%) (1161kJ/mol, 约 40%) 氧 多种酶 葡萄糖 CO 2 H 2 O 能量 彻底氧化分解 许多 ATP 38 个 ATP 无氧呼吸： 一般是指细胞在 缺氧 的条件下，通过 酶 的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为 不彻底氧化的产物 ，同时释放出 少量能量 的过程。 葡萄糖 丙酮酸 无 O 2 过程： 酒精 +CO 2 + 少量能量 酶 （ 大部分高等植物、 酵母菌 ） 乳酸 + 少量能量 酶 （ 马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、 乳酸菌 ） 二、无氧呼吸 主要场所： 细胞质基质 无氧呼吸总反应式 C 6 H 12 O 6 酶 2 C 3 H 6 O 3 ( 乳酸 ) + 少量能量 C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH( 酒精 ) + 2CO 2 + 少量能量 酶 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官 （马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等） 例：大多数植物、酵母菌 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 发酵 微生物的无氧呼吸 （酒精发酵、乳酸发酵） 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中 无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。 人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。 三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 相同点 场所 条件 产物 能量 变化 联系 实质 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 需分子氧、酶 不需分子氧、需酶 CO 2 、 H 2 O 酒精和 CO 2 或乳酸 释放大量能量，合成 38ATP 释放少量能量，合成 2ATP 从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同 分解有机物，释放能量，合成 ATP 知识总结 呼吸作用的概念 呼吸作用类型 有氧呼吸 无氧呼吸 呼 吸 作 用 葡萄糖的初步分解 丙酮酸彻底分解 [H] 的氧化 丙酮酸不彻底分解 乳酸发酵 酒精发酵 葡萄糖的初步分解 VS 1. 场所 3. 物质变化 4. 能量变化 2. 条件 1. 呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。 四、呼吸作用的意义： 2. 呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。 五、细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。 1. 发酵技术 2. 农业生产 3. 粮食储藏和果蔬保鲜 3. 在有氧呼吸过程中 , 氧气的作用是 —————— ———————————————— 4. 生物的细胞呼吸可分为 —————— 和 ——————— 两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过 —————— 呼吸提供，其能源物质主要是 ———— 。 与氢结 合生成水，释放能量。 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧 葡萄糖 1. 葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在 —————— 2. 人在剧烈运动时 , 骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量 , 此时葡萄糖被分解为 —————— 线粒体 乳酸 课堂练习 5. 生物的生命活动所需要的能量主要来自： Ａ . 糖类的氧化分解 Ｂ . 脂类的氧化分解 Ｃ . 蛋白质的氧化分解 Ｄ . 核酸的氧化分解 6. 人体进行有氧呼吸的主要场所是 Ａ . 肺细胞 Ｂ . 内环境 Ｃ . 线粒体 Ｄ . 细胞质基质 A C 7. 与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 Ａ . 分解有机物 Ｂ . 释放能量 Ｃ . 需要酶催化 Ｄ . 有机物分解不彻底 8. 新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是 A. 呼吸作用减弱 B. 呼吸作用加强 C. 光合作用减弱 D. 促进了物质的分解 D A 5. 种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是 A. 根细胞吸收水分过多 B. 营养缺乏 C. 光合作用强度不够 D. 细胞有氧呼吸受阻 10. 同样消耗１ mol 的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 A.20 倍 B.19 倍 C. ６倍多 D.12.7 个百分点 D B 第三节 光合作用 一　捕获光能的色素和结构 第 5 章 细胞的能量供应和利用 叶绿体 外膜 内膜 基质 基粒 形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有 10 至数百个叶绿体，其长 3 ～ 6μm ，厚 2 ～ 3μm 。 运 动 叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运动， 而且可随光照的方向和强度而运动。在弱光下，叶 绿体以扁平的一面向光以接受较多的光能；而在强 光下，叶绿体的扁平面与光照方向平行，不致吸收 过多强光而引起结构和功能 的破坏。 叶绿体中色素的种类： 叶绿素 a( 蓝绿色） 叶绿素 b （黄绿色） 叶绿素 （ 3/4 ） 类胡萝卜素 （ 1/4 ） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 功 能： 吸收、传递和转化光能 叶绿素 色素 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 红橙光 和 蓝紫光 1. 为什么树叶一般都呈绿色？ 叶绿素占叶绿体色素的 3/4 ，叶绿素对绿 光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿 色。 2. 秋天为什么叶子会变黄？ 叶绿素解体。 问 题 2. 提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即 红藻反射出了红光 ， 绿藻反射出绿光 ， 褐藻反射出黄色的光 。 水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 一、光合作用的探究历程 1. 以前，人们一直以为，小小的种子之所以 能够长成参天大树，完全依靠于 土壤 。 A 组 : B 组 : 1771 年 ,( 英 ) 普里斯特利 (Joseph Priestley) 的实验 绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气 这个实验说明 碘蒸气处理 一半曝光，一半遮光 在暗处放置几小的叶片 1864 年 ,( 德 ) 萨克斯 (Julius von Sachs) 的实验 这个实验证明 : 绿叶在光合作用中产生了淀粉 黑暗中 光照下 1880 年 ,( 美 ) 恩格尔曼 (C.Engelmann) 的实验 这个实验证明 : 　 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 2. 第二组向同种绿色植物提供 H 2 18 O 和 CO2 1. 第一组向绿色植物提供 C 18 O 2 和 H 2 O 。 C 18 O 2 +H 2 O CO 2 +H 2 18 O 光照 光照 O 2 证明：光合作用释放的 O 2 全部 来自于 H 2 O 1930 年， ( 美 ) 鲁宾 (S.Ruben) 和卡门 (M.Kamaen) 用同位素标记法研究光合作用 : 18 O 2 CO 2 + H 2 O * (CH 2 O)+ O 2 * 光能 叶绿体 光合作用的概念及反应式 总结： 光合作用是指绿色植物通过 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 的过程。 【探索二】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？ 光合作用的过程 光能 叶绿素 a e NADP + e H 2 O [H] O 2 叶绿体 ATP NADPH 〔 H 〕 （ CH 2 O ） 2C 3 CO 2 C 5 暗反应 光反应 ( 类囊体的薄膜上 ) ( 基质中 ) ADP+P i 【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？ 光反应阶段 暗反应阶段 必须有光能才能进行 二、光合作用的过程 光反应 暗反应 【探索三】 光反应可以包含几个反应？其原料和产物分别是什么？反应场所是什么？ 【探索四】 暗反应可以分为几个阶段？其原料和产物分别是什么？ 思考：暗反应为什么称之为 “ 暗 ” 反应？ 暗反应在光下能不能进行？ H 2 O 光 2[H]+1/2O 2 酶 A D P + Pi + 能量 A T P 光反应 水的光解： ATP 的形成： 光合作用 酶 2 C 3 C O 2 +C 5 [H] ATP 酶 C 6 H 12 O 6 2 C 3 暗反应 C O 2 的固定： C O 2 的还原： 【总结】 光合作用的过程可以分为两个阶段 ， 光反应和暗反应 ，光反应阶段主要是在 囊状结构薄膜 上利用 光能 将 水 光解成 [H] 和 O 2 ，同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在 ATP 中；暗反应阶段主要在 叶绿体基质中将 CO 2 中的 C 通过 CO 2 的固定 和 CO 2 的还原 储存在有机物中，同时将 ATP 中的能量转移到有机物 中。 光合作用总反应反应式 6C O 2 +12H 2 O 叶绿体 光能 C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O+6 O 2 【探索五】 要生成 1 分子的 C 6 H 12 O 6 ，需要多少分子的 H 2 O 和 C O 2 ？ 过程 比较 光反应 暗反应 进行部位 进行条件 物质转化 能量转化 联系 光反应为暗反应提供 [H] 和 ATP 类囊体的薄膜 叶绿体的基质中 光 叶绿体色素酶 许多酶， 不受光限制 水转变成 [H] 和氧气；生成 ATP C O 2 转变为 C 3, 经 C O 2 的还原为 有机物 光能转化为 ATP 中 活跃 的化学能 ATP 中 活跃 的化学能转化为有机物中 稳定 化学能 【总结】 光反应与暗反应的区别与联系 三、光合作用的实质 无机物 有机物 2. 能量转化： 光能 有机物中的化学能 1. 物质转化： 【探索七】 光合作用的意义是什么？ 1. 生物界中有机物的来源 3. 调节大气中氧气和二氧化碳的含量 2. 生物生命活动所需能量的最终来源 4. 对生物的进化有重要作用 【探索六】 通过学习光合作用的实质是什么？ 四、光合作用原理的运 植物自身因素 环境因素对光合作用的影响 1 ）光照 2 ）温度 3 ）二氧化碳浓度 4 ）水分 5 ）矿质元素 影响光合作用的主要外界因素 光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件 二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一 温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响 水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用 矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用 光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大 1. 营养物质包括有机物、无机盐、水等 2. 根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为： 自养生物 异养生物 光能自养生物 化能自养生物 （绿色植物） （硝化细菌等） 一、光合作用的场所 ----- 叶绿体 叶绿体中色素的种类、颜色及作用 二、光合作用的过程 1. 光反应： 水的光解 ATP 的合成 2. 暗反应 二氧化碳的固定 二氧化碳的还原 四、光合作用的实质 1. 物质的转化 2. 能量的转化 五、光合作用的意义与应用 三、光合作用的概念和总反应式 光合作用 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对 CO 2 的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题： 1. 图中 D ～ E 段 CO 2 吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了 CO 2 固定。 光照强度逐步减弱 ATP NADPH 还原作用 五碳 2. 图中曲线中间 C 处光合作用强度暂时降低，可能是（ ） A. 光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体 效果 B. 温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较 多的有机物 C. 温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了 CO 2 原料的供应 D. 光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合 作用的进行 C 1. 在光合作用中，糖类是在 阶段形成的，氧气是在 阶段形成的， ATP 是在 阶段形成的。 2. 某科学家用 14 C 的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是 （ ） A. 二氧化碳 叶绿素 ATP B. 二氧化碳 三碳化合物 ATP C. 二氧化碳 三碳化合物 糖类 D. 二氧化碳 五碳糖 糖类 3. 光合作用过程中释放的氧气来源于（ ） A. 二氧化碳 B. 水 C. 叶绿体 D. 葡萄糖 暗反应 光反应 C B 光反应 巩固练习 第三节 光合作用 二　光合作用的原理和应用 第 5 章 细胞的能量供应和利用 一、光合作用的探究历程 1. 以前，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于 土壤 。 A 组 : B 组 : 1771 年 ,( 英 ) 普里斯特利 (Joseph Priestley) 的实验 绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气 这个实验说明 : 碘蒸气处理 一半曝光，一半遮光 在暗处放置几小的叶片 1864 年 ,( 德 ) 萨克斯 (Julius von Sachs) 的实验 这个实验证明 : 绿叶在光合作用中产生了淀粉 黑暗中 光照下 1880 年 ,( 美 ) 恩格尔曼 (C.Engelmann) 的实验 这个实验证明 : 　 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 2. 第二组向同种绿色植物提供 H 2 18 O 和 CO2 1. 第一组向绿色植物提供 C 18 O 2 和 H 2 O 。 C 18 O 2 +H 2 O CO 2 +H 2 18 O 光照 光照 O 2 证明：光合作用释放的 O 2 全部 来自于 H 2 O 1930 年， ( 美 ) 鲁宾 (S.Ruben) 和卡门 (M.Kamaen) 用同位素标记法研究光合作用 : 18 O 2 CO 2 + H 2 O * (CH 2 O)+ O 2 * 光能 叶绿体 光合作用的概念及反应式 总结： 光合作用是指绿色植物通过 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 的过程。 【探索二】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？ 光合作用的过程 光能 叶绿素 a e NADP + e H 2 O [H] O 2 叶绿体 ATP NADPH 〔 H 〕 （ CH 2 O ） 2C 3 CO 2 C 5 暗反应 光反应 ( 类囊体的薄膜上 ) ( 基质中 ) ADP+P i 【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？ 光反应阶段 暗反应阶段 必须有光能才能进行 二、光合作用的过程 光反应 暗反应 【探索三】 光反应可以包含几个反应？其原料和产物分别是什么？反应场所是什么？ 【探索四】 暗反应可以分为几个阶段？其原料和产物分别是什么？ 思考：暗反应为什么称之为 “ 暗 ” 反应？ 暗反应在光下能不能进行？ H 2 O 光 2[H]+1/2O 2 酶 A D P + Pi + 能量 A T P 光反应 水的光解： ATP 的形成： 光合作用 酶 2 C 3 C O 2 +C 5 [H] ATP 酶 C 6 H 12 O 6 2 C 3 暗反应 C O 2 的固定： C O 2 的还原： 【总结】 光合作用的过程可以分为两个阶段 ， 光反应和暗反应 ，光反应阶段主要是在 囊状结构薄膜 上利用 光能 将 水 光解成 [H] 和 O 2 ，同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在 ATP 中；暗反应阶段主要在 叶绿体基质中将 CO 2 中的 C 通过 CO 2 的固定 和 CO 2 的还原 储存在有机物中，同时将 ATP 中的能量转移到有机物 中。 光合作用总反应反应式 6C O 2 +12H 2 O 叶绿体 光能 C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O+6 O 2 【探索五】 要生成 1 分子的 C 6 H 12 O 6 ，需要多少分子的 H 2 O 和 C O 2 ？ 过程 比较 光反应 暗反应 进行部位 进行条件 物质转化 能量转化 联系 光反应为暗反应提供 [H] 和 ATP 类囊体的薄膜 叶绿体的基质中 光 叶绿体色素酶 许多酶， 不受光限制 水转变成 [H] 和氧气；生成 ATP C O 2 转变为 C 3, 经 C O 2 的还原为 有机物 光能转化为 ATP 中 活跃 的化学能 ATP 中 活跃 的化学能转化为有机物中 稳定 化学能 【总结】 光反应与暗反应的区别与联系 三、光合作用的实质 无机物 有机物 2. 能量转化： 光能 有机物中的化学能 1. 物质转化： 【探索七】 光合作用的意义是什么？ 1. 生物界中有机物的来源 3. 调节大气中氧气和二氧化碳的含量 2. 生物生命活动所需能量的最终来源 4. 对生物的进化有重要作用 【探索六】 通过学习光合作用的实质是什么？ 四、光合作用原理的运 植物自身因素 环境因素对光合作用的影响 1 ）光照 2 ）温度 3 ）二氧化碳浓度 4 ）水分 5 ）矿质元素 影响光合作用的主要外界因素 光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件 二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一 温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响 水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用 矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用 光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大 1. 营养物质包括有机物、无机盐、水等 2. 根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为： 自养生物 异养生物 光能自养生物 化能自养生物 （绿色植物） （硝化细菌等） 一、光合作用的场所 ----- 叶绿体 叶绿体中色素的种类、颜色及作用 二、光合作用的过程 1. 光反应： 水的光解 ATP 的合成 2. 暗反应 二氧化碳的固定 二氧化碳的还原 四、光合作用的实质 1. 物质的转化 2. 能量的转化 五、光合作用的意义与应用 三、光合作用的概念和总反应式 光合作用 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对 CO 2 的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题： 1. 图中 D ～ E 段 CO 2 吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了 CO 2 固定。 光照强度逐步减弱 ATP NADPH 还原作用 五碳 2. 图中曲线中间 C 处光合作用强度暂时降低，可能是（ ） A. 光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体 效果 B. 温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较 多的有机物 C. 温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了 CO 2 原料的供应 D. 光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合 作用的进行 C 1. 在光合作用中，糖类是在 阶段形成的，氧气是在 阶段形成的， ATP 是在 阶段形成的。 2. 某科学家用 14 C 的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是 （ ） A. 二氧化碳 叶绿素 ATP B. 二氧化碳 三碳化合物 ATP C. 二氧化碳 三碳化合物 糖类 D. 二氧化碳 五碳糖 糖类 3. 光合作用过程中释放的氧气来源于（ ） A. 二氧化碳 B. 水 C. 叶绿体 D. 葡萄糖 暗反应 光反应 C B 光反应 巩固练习