葉綠體將光能轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存在糖分子中 【知識(shí)精研+能力提升】 高一生物 課件（滬科2020必修1）

第4節(jié)葉綠體將光能轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存在糖分子中

第4章

細(xì)胞的代謝1.光合作用原料是什么?2.光合作用需要什么條件?3.光合作用產(chǎn)物有哪些?4.葉綠體內(nèi)色素分布在什么部位?5.與光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體的什么部位？6.光合作用的反應(yīng)式？水、CO2光照O2、淀粉類囊體薄膜上類囊體膜和葉綠體基質(zhì)CO2+H2O（CH2O）+O2↑光能葉綠體產(chǎn)物中的氧是來(lái)自H2O還是來(lái)自CO2？光合作用主要發(fā)生在植物的綠色部位（不是所有植物細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用）磷是光能吸收和轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所這些部位的細(xì)胞中有葉綠體電子顯微鏡下可觀察到，葉綠體內(nèi)部有許多單層膜構(gòu)成的扁平囊狀的類囊體懸浮在葉綠體的基質(zhì)中類囊體膜上分布著豐富的與光合作用有關(guān)的色素和蛋白質(zhì)光合作用的反應(yīng)方程式？這兩個(gè)階段發(fā)生在葉綠體不同的位置，但存在一定的聯(lián)系光合作用的反應(yīng)過(guò)程不是一步完成的科學(xué)家在光暗間隔照射研究中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入黑暗階段，受試植物停止釋放O2但是其糖的合成還在進(jìn)行合成糖的過(guò)程不需光照光合作用中，需要光的階段稱為光反應(yīng)，不需光的階段為暗反應(yīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，暗反應(yīng)受光照促進(jìn)，近年來(lái)多稱為碳反應(yīng)光合作用包括哪兩個(gè)階段？葉綠素aATＰADP+Pi光能NADPH氧化葉綠素aeH2OO2H+O2H+H+eATP合成酶場(chǎng)所反應(yīng)物生成物類囊體膜類囊體腔NADP+光合作用光反應(yīng)過(guò)程示意圖葉綠素aATＰADP+Pi光能NADP+NADPH氧化葉綠素aH2OO2O2H+H+eATP合成酶水光解ATP產(chǎn)生NADPH產(chǎn)生類囊體膜類囊體腔清除eH+光合作用光反應(yīng)過(guò)程示意圖(CH2O)n多種酶參與催化ATP3CO26C3NADP+還原固定場(chǎng)所反應(yīng)物生成物葉綠體基質(zhì)NADPH3C5ADP+Pi光合作用暗反應(yīng)過(guò)程示意圖再生(CH2O)n多種酶參與催化NADPHATPADP+Pi3CO23C56C3NADP+還原固定固定還原清除光合作用暗反應(yīng)過(guò)程示意圖再生(CH2O)n3CO2C52C3卡爾文循環(huán)NADPHATPADP+Pi固定3C56C3暗反應(yīng)階段NADP+還原再生光合作用的反應(yīng)式：光能葉綠體CO2+2H2O*

（CH2O）+H2O+O*2光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)變化：把CO2和H2O

轉(zhuǎn)變成有機(jī)物并釋放氧氣能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝葉綠素aC52C3ATP多種酶能固定還原光反應(yīng)暗反應(yīng)(卡爾文循環(huán)）光合作用過(guò)程(CH2O)nH2OCO2可見(jiàn)光NADPHeNADP+e氧化葉綠素aH2OH+H+H+H+O2ADP+PiO2H+H+eH+ATP合成酶光A光能供氫酶供能３多種酶參加催化FD酶ATPEC5２CO2H2O１４類囊體上５葉綠體基質(zhì)中方框內(nèi)應(yīng)該填什么?H2OBCH2O葉綠素a光能供氫酶供能C3還原多種酶參加催化(CH20)ADP+Pi酶6C3CO2固定3CO2H2O水在光下分解光反應(yīng)類囊體上暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中方框內(nèi)應(yīng)該填什么?H2OO2[H]H2O鞏固ATP3C5再生光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體上

葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶多種酶水的光解

2H2O→4H++e+O2光光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能活躍化學(xué)能（ATP、NADPH）形成ATP

ADP+Pi+能量

ATP

酶活躍化學(xué)能（ATP、NADPH）光能電能CO2的固定CO2+C5→2C3

酶C3的還原C3(CH2O)+H2O

酶

ATP、[H]C5的再生2C3

酶2C5形成NADPH

NADP++e+H+

NADPH光酶暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、Pi、NADP+為光反應(yīng)補(bǔ)充原料光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑NADPH和能量ATP類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素NADPH和ATP糖類葉綠素aCO2固定三碳化合物類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素NADPH和ATP糖類葉綠素aCO2固定三碳化合物類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素NADPH和ATP糖類葉綠素aCO2固定三碳化合物類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素糖類O2CO2固定三碳化合物H2ONADPH和ATP葉綠素a類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素糖類CO2固定三碳化合物NADPH和ATP葉綠素aO2類囊體基質(zhì)光合作用過(guò)程四種色素糖類CO2固定三碳化合物NADPH和ATP葉綠素aH2OO2光合作用的兩個(gè)階段之間不僅會(huì)相互促進(jìn)，也會(huì)相互制約磷CO2吸收下降，光反應(yīng)速率也會(huì)降低光反應(yīng)減慢，提供的ATP和NADPH減少碳反應(yīng)中固定CO2的速率也會(huì)隨之降低如果CO2供應(yīng)量減少ATP和NADPH消耗降低可提供給光反應(yīng)的ADP和NADP+不足同樣制約光反應(yīng)進(jìn)行的速率中午陽(yáng)光直射條件下，一些陸生植物關(guān)閉氣孔以減少蒸騰光、碳反應(yīng)之間有什么關(guān)系？夏季的正午，為什么植物的光合作用速率有所下降？我們將此稱為植物的午休現(xiàn)象光合作用的強(qiáng)度，又稱為光合速率，我們?cè)撊绾伪硎竟夂纤俾剩苛字参锏墓夂纤俾什粌H受內(nèi)在因素的控制，還受多種環(huán)境因素的影響可以用單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光合作用釋放的O2量或消耗的CO2量來(lái)表示主要是_____________、__________、______________酶的數(shù)量和活性葉綠體的數(shù)量色素的含量主要是________、_____、_______光照強(qiáng)度溫度CO2濃度再提高光照強(qiáng)度，光合速率不再提高弱光下光合速率會(huì)隨光照強(qiáng)度增大而提高但是當(dāng)光合作用達(dá)到最大速率后圖像為什么會(huì)出現(xiàn)負(fù)值？植物的光合速率受到哪些因素的影響？CO2是光合作用的原料磷可使一些作物生長(zhǎng)加快，增產(chǎn)效果明顯在人工溫室栽培時(shí)補(bǔ)充室內(nèi)CO2的濃度溫度主要影響酶的活性和蛋白質(zhì)的功能熱帶、溫帶和寒帶植物都有各自適合生存的溫度范圍低于或高于這個(gè)范圍，光合作用效率降低CO2對(duì)光合速率的影響是怎樣的？溫度對(duì)光合速率的影響是怎樣的？水是光合作用的原料磷還有一些植物在中午陽(yáng)光直射時(shí)會(huì)關(guān)閉氣孔缺水會(huì)導(dǎo)致光合作用速率的減慢甚至停止許多陸生植物葉片表面有厚的蠟質(zhì)層從而減少水分蒸騰水對(duì)光合速率的影響是怎樣的？CO2+H2O（CH2O）+O2↑光能葉綠體2+H2O光合作用的總反應(yīng)式：物質(zhì)變化：能量變化：把無(wú)機(jī)物（CO2和H2O）轉(zhuǎn)變成有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（儲(chǔ)存在有機(jī)物中）為什么說(shuō)光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)？光合作用的實(shí)質(zhì)本堂小節(jié)光合作用光反應(yīng)碳反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所類囊體葉綠體基質(zhì)反應(yīng)條件光照、光合色素、酶NADPH、ATP、酶反應(yīng)物H20、ADP、Pi、NADP+C02、C5、ATP、NADPH產(chǎn)物02、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+物質(zhì)變化1.水的光解2.ATP的合成3.NADPH的合成1.CO2固定2.三碳化合物還原3.五碳糖再生能量變化光能→活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化性能產(chǎn)物去向1.02釋放出葉綠體（進(jìn)入線粒體或釋放出細(xì)胞）2.ATP、NADPH由類囊體進(jìn)入葉綠體基質(zhì)1.ADP、Pi、NADP+由葉綠體基質(zhì)進(jìn)入類囊體2.一部分三碳糖再生為五碳糖，繼續(xù)參與卡爾文循環(huán)；另一部分三碳糖從葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)變成蔗糖，并運(yùn)輸?shù)街参矬w的各個(gè)部分；或變成淀粉暫時(shí)儲(chǔ)存在葉綠體中聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了NADPH和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+意義將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物

正常葉片中葉綠素含量約為類胡蘿卜素的3倍，但隨著葉片衰老或季節(jié)變化，這兩類色素的比例會(huì)發(fā)生改變。

葉綠體中的色素：

葉綠體色素的顯著特點(diǎn)：主要集中在藍(lán)紫光和紅橙光區(qū)域，幾乎不吸收綠光。

不同色素分子吸收的光的波長(zhǎng)有差異，葉綠素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠體色素吸收可見(jiàn)光中特定波長(zhǎng)的光：

①葉綠素：葉綠素a(呈藍(lán)綠色)和葉綠素b(呈黃綠色)

②類胡蘿卜素：胡蘿卜素（呈橙黃色)和葉黃素(呈黃色)。

葉綠體中的色素分類：如何表示光合速率？磷影響光合速率的因素有哪些？可以用單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光合作用釋放的O2量或消耗的CO2量來(lái)表示內(nèi)在因素主要是葉綠體的數(shù)量、色素的含量、酶的數(shù)量和活性弱