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(共32张PPT)
第4节 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中
第4章 细胞的代谢
1.光合作用原料是什么
2.光合作用需要什么条件
3.光合作用产物有哪些
4.叶绿体内色素分布在什么部位
5.与光合作用有关的酶分布在叶绿体的什么部位？
6.光合作用的反应式？
水、CO2
光照
O2、淀粉
类囊体薄膜上
类囊体膜和叶绿体基质
CO2+H2O （CH2O）+ O2↑
光能
叶绿体
产物中的氧是来自H2O还是来自CO2？
光合作用主要发生在植物的绿色部位（不是所有植物细胞都能进行光合作用）磷
是光能吸收和转换的场所
这些部位的细胞中有叶绿体
电子显微镜下可观察到，叶绿体内部有许多单层膜构成的扁平囊状的类囊体
悬浮在叶绿体的基质中
类囊体膜上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质
光合作用的反应方程式？
这两个阶段发生在叶绿体不同的位置，但存在一定的联系
光合作用的反应过程不是一步完成的
科学家在光暗间隔照射研究中发现，进入黑暗阶段，受试植物停止释放O2
但是其糖的合成还在进行
合成糖的过程不需光照
光合作用中，需要光的阶段称为光反应，不需光的阶段为暗反应
进一步研究发现，暗反应受光照促进，近年来多称为碳反应
光合作用包括哪两个阶段？
叶绿素a
ATＰ
ADP+Pi
光能
NADPH
氧化叶绿素a
e
H2O
O2
H+
O2
H+
H+
e
ATP合成酶
场所
反应物
生成物
类囊体膜
类囊体腔
NADP+
光合作用光反应过程示意图
叶绿素a
ATＰ
ADP+Pi
光能
NADP+
NADPH
氧化叶绿素a
H2O
O2
O2
H+
H+
e
ATP合成酶
水光解
ATP产生
NADPH产生
类囊体膜
类囊体腔
清除
e
H+
光合作用光反应过程示意图
(CH2O)n
多种酶参与催化
ATP
3CO2
6C3
NADP+
还
原
固定
场所
反应物
生成物
叶绿体基质
NADPH
3C5
ADP+ Pi
光合作用暗反应过程示意图
再生
(CH2O)n
多种酶参与催化
NADPH
ATP
ADP+ Pi
3CO2
3C5
6C3
NADP+
还
原
固定
固定
还原
清除
光合作用暗反应过程示意图
再生
(CH2O)n
3CO2
C5
2C3
卡尔文循环
NADPH
ATP
ADP+ Pi
固定
3C5
6C3
暗反应阶段
NADP+
还原
再生
光合作用的反应式：
光能
叶绿体
CO2+2H2O* （CH2O）+ H2O + O*2
光合作用的实质
物质变化：把CO2和H2O
转变成有机物并释放氧气
能量变化：把光能转变成
有机物中的化学能
最基本的物质代谢和能量代谢
叶绿素a
C5
2C3
ATP
多种酶
能
固定
还原
光反应
暗反应(卡尔文循环）
光合作用过程
(CH2O)n H2O
CO2
可见光
NADPH
e
NADP+
e
氧化叶绿素a
H2O
H+
H+
H+
H+
O2
ADP+Pi
O2
H+
H+
e
H+
ATP合成酶
光
A
光能
供氢
酶
供能
３
多种酶参加催化
F
D
酶
ATP
E
C5
２
CO2
H2O
１
４
类囊体上
５
叶绿体基质中
方框内应该填什么
H2O
B
C
H2O
叶绿素a
光能
供氢
酶
供能
C3还原
多种酶参加催化
(CH20)
ADP+Pi
酶
6C3
CO2固定
3CO2
H2O
水在光下分解
光反应
类囊体上
暗反应
叶绿体基质中
方框内应该填什么
H2O
O2
[H]
H2O
巩固
ATP
3C5
再生
光反应阶段 暗反应阶段
进行 部位
条件
物质 变化
能量 变化
联系 叶绿体类囊体上
叶绿体基质中
光、色素和酶
多种酶
水的光解 2H2O→4H++e+O2
光
光反应阶段和暗反应阶段的比较
有机物中 稳定化学能
活跃化学能
（ATP、NADPH）
形成ATP ADP+Pi+能量 ATP
酶
活跃化学能
（ATP、NADPH）
光能
电能
CO2的固定 CO2+C5 →2C3
酶
C3的还原 C3 (CH2O)+H2O
酶
ATP、 [H]
C5的再生 2C3
酶
2C5
形成NADPH
NADP+ +e+H+ NADPH
光
酶
暗反应产生的ADP、Pi、NADP+为光反应补充原料
光反应为暗反应提供还原剂NADPH和能量ATP
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
NADPH和ATP
糖类
叶绿素a
CO2固定
三碳化合物
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
NADPH和ATP
糖类
叶绿素a
CO2固定
三碳化合物
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
NADPH和ATP
糖类
叶绿素a
CO2固定
三碳化合物
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
糖类
O2
CO2固定
三碳化合物
H2O
NADPH和ATP
叶绿素a
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
糖类
CO2固定
三碳化合物
NADPH和ATP
叶绿素a
O2
类囊体
基质
光合作用过程
四种色素
糖类
CO2固定
三碳化合物
NADPH和ATP
叶绿素a
H2O
O2
光合作用的两个阶段之间不仅会相互促进，也会相互制约磷
CO2吸收下降，光反应速率也会降低
光反应减慢，提供的ATP和NADPH减少
碳反应中固定CO2的速率也会随之降低
如果CO2供应量减少
ATP和NADPH消耗降低
可提供给光反应的ADP和NADP+不足
同样制约光反应进行的速率
中午阳光直射条件下，一些陆生植物关闭气孔以减少蒸腾
光、碳反应之间有什么关系？
夏季的正午，为什么植物的光合作用速率有所下降？
我们将此称为植物的午休现象
光合作用的强度，又称为光合速率，我们该如何表示光合速率？磷
植物的光合速率不仅受内在因素的控制，还受多种环境因素的影响
可以用单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示
主要是_____________、__________、______________
酶的数量和活性
叶绿体的数量
色素的含量
主要是________、_____、_______
光照强度
温度
CO2浓度
再提高光照强度，光合速率不再提高
弱光下光合速率会随光照强度增大而提高
但是当光合作用达到最大速率后
图像为什么会出现负值？
植物的光合速率受到哪些因素的影响？
CO2是光合作用的原料磷
可使一些作物生长加快，增产效果明显
在人工温室栽培时补充室内CO2的浓度
温度主要影响酶的活性和蛋白质的功能
热带、温带和寒带植物都有各自适合生存的温度范围
低于或高于这个范围，光合作用效率降低
CO2对光合速率的影响是怎样的？
温度对光合速率的影响是怎样的？
水是光合作用的原料磷
还有一些植物在中午阳光直射时会关闭气孔
缺水会导致光合作用速率的减慢甚至停止
许多陆生植物叶片表面有厚的蜡质层
从而减少水分蒸腾
水对光合速率的影响是怎样的？
CO2+ H2O （CH2O）+ O2↑
光能
叶绿体
2
+H2O
光合作用的总反应式：
物质变化：
能量变化：
把无机物（CO2和H2O）转变成有机物
把光能转变成化学能（储存在有机物中）
为什么说光合作用是地球上最重要的化学反应？
光合作用的实质
本堂小节
光合作用 光反应 碳反应
反应场所 类囊体 叶绿体基质
反应条件 光照、光合色素、酶 NADPH、ATP、酶
反应物 H20、ADP、Pi、NADP+ C02、C5、ATP、NADPH
产物 02、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+
物质变化 1.水的光解 2.ATP的合成 3.NADPH的合成 1.CO2固定
2.三碳化合物还原
3.五碳糖再生
能量变化 光能→活跃化学能 活跃化学能→稳定化性能
产物去向 1.02释放出叶绿体（进入线粒体或释放出细胞） 2.ATP、NADPH由类囊体进入叶绿体基质 1.ADP、Pi、NADP+由叶绿体基质进入类囊体
2.一部分三碳糖再生为五碳糖，继续参与卡尔文循环；另一部分三碳糖从叶绿体转运到细胞质基质中转变成蔗糖，并运输到植物体的各个部分；或变成淀粉暂时储存在叶绿体中
联系 光反应为暗反应提供了NADPH和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+ 意义 将光能转变为化学能；将无机物转变为有机物 正常叶片中叶绿素含量约为类胡萝卜素的3倍，但随着叶片衰老或季节变化，这两类色素的比例会发生改变。
叶绿体中的色素：
叶绿体色素的显著特点：主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光。
不同色素分子吸收的光的波长有差异，叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
叶绿体色素吸收可见光中特定波长的光：
①叶绿素：叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)
②类胡萝卜素：胡萝卜素（呈橙黄色)和叶黄素(呈黄色)。
叶绿体中的色素分类：
如何表示光合速率？磷
影响光合速率的因素有哪些？
可以用单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示
内在因素主要是叶绿体的数量、色素的含量、酶的数量和活性
弱光下光合速率会随光照强度增大而提高，
但是当光合作用达到最大速率后再提高光照强度，
光合速率不再提高
随着光照强度的变化，光合速率如何变化？
外在因素主要是光照强度、温度、CO2浓度、水
总光合速率和净光合速率的关系？
净光合速率=总光合速率-呼吸速率
什么是光补偿点？什么是光饱和点
光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光照强度
光饱和点：光合速率达到最大值时的最小光照强度
A
B
AB段
B点以后
图1
图2
图3
图4

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