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课件网) 第四章 细胞的生存需要营养物质和能量 沪科版 必修1 4.4光能的捕获、转换和储存 （第2课时） 回顾导入 什么叫光合作用? 有机物（淀粉等） CO2 H2O CO2 CO2 CO2 H2O H2O O2 O2 O2 O2 O2 讲授新课 三、光能的转换和储存 光合作用包括光反应（light reaction）和暗反应（dark reaction）两个阶段。暗反应现在也称为碳反应。 划分依据：反应过程是否需要光能 光反应： 必须有光 暗反应： 有光、无光均可进行 光反应必须在光照下才能进行，反应场所在叶绿体的类囊体膜上。类囊体膜上的色素分子捕获光能，将水分解成氧、H和电子，其中，氧以分子状态释放，电子则被系列物质逐级传递，形成电子流，从而实现了从光能向电能的转换。 光反应 伴随着电子传递，在类囊体膜外侧，氧化型辅酶Ⅱ（NADP得到电子和Ⅳ形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；类囊体膜内侧的H浓度逐渐高于外侧，电化学势能促使ADP与Pi结合形成ATP。 至此，电能转换成活跃的化学能，储存在NADPH和ATP中。 类囊体的薄膜上 光、色素、酶 光能转变为ATP中活跃的化学能 酶 ADP+Pi+光能 ATP 部位： 条件： 物质变化： 能量变化： H2O 2[H]+1/2O2 光 叶绿体中色素 H2O O2 [H] 酶 ATP 光能 ADP+Pi 水的光解 光反应阶段总结： 暗反应场所在叶绿体基质中。叶片从外界吸收的二氧化碳在酶的作用下与叶绿体内的一种五碳化合物（用C5表示）结合，形成三碳化合物（用C3表示），这个过程叫作二氧化碳的固定。 其中，一部分三碳化合物在ATP和多种酶的作用下，被 NADPH还原，经过一系列复杂的变化形成糖。 暗反应 这样，ATP和 NADPH中活跃的化学能就转变成稳定的化学能储存在糖分子中。另一部分三碳化合物经过复杂的变化再生为五碳化合物，继续参与二氧化碳的固定，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。 尽管暗反应阶段不需要光，但是停止光照后，暗反应会因为缺乏ATP和 NADPH而很快停止。 叶绿体基质 酶、CO2、[H]、ATP 暗反应阶段总结： 部位： 条件： 物质变化： CO2 的固定： CO2+C5 2C3 酶 C3的还原： C3 （CH2O） C5 酶、[H]、ATP ATP的水解:ATP ADP+Pi+能量 酶 ADP+Pi CO2 C5 2C3 ① 固 定 酶 ② 还 原 多种酶 参加催化 (CH2O) [糖类] [H] ATP CO2 O2 基质 基粒 光合作用过程示意图 阅读空间 卡尔文循环 20世纪50年代，美国生物化学家卡尔文开始用小球藻悬液研究光合作用的暗反应。卡尔文给小球藻提供持续的光照和CO2，一段时间后，加入放射性同位素标记的CO2，在不同时段（间隔3s、5s、10s等）内将细胞悬液迅速倾入煮沸的乙醇中以杀死细胞，使酶失活。 最后，使用双相纸电泳和放射自显影分离等方法分析产物，发现了C3等一系列中间产物，最终阐明了暗反应阶段的反应过程———卡尔文循环。卡尔文的工作促进了人们对光合作用的认识，他因此荣获了1961年诺贝尔化学奖。 卡尔文 小球藻光合产物的电泳和放射自显影图谱 1927年，我国植物生理学家李继侗和殷宏章对水生植物的光合作用进行了研究。他们发现当光照波长突然改变时，光合速率会发生瞬间调整，然后趋于稳定。这一发现将环境因素对光合作用影响的硏究引向深入。 四、光合作用受环境因素影响 实验探究： 探究不同环境因素对光合作用的影响 光照强度、温度、二氧化碳的浓度、土壤中的水分和光的波长等都是影响光合作用强度的环境因素。通过测定一定时间内光合作用原料的消耗或产物的生成，可以探究不同环境因素对光合作用的影响。 目的要求 1.学会探究不同因素对光合作用影响的方法。 2.解释不同环境因素影响光合作用的原理 材料器具 绿萝（或其他绿色植物），清水、制备好的二氧化碳气体，量筒、数据采集器、二氧化碳传感器、袖珍生化密封实验器、60W白 ... ...
