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1、第二章第二章光合作用与生物固氮光合作用与生物固氮资料 粮食危机严重地影响着人类的生存和发 展，是当今世界面临的重大问题之一。 我国的可耕地仅占世界总量的7，需要 养活的人口却占世界人口的22，满足 人们对粮食的需求，事关重大。提高农作物的光合作用效率和通过生 物固氮为农作物提供氮素，可以使粮食 产量明显提高。如何解决上述问题？如何解决上述问题？第一节第一节光合作用光合作用光合作用光合作用光合作用是光合作用是叶绿体叶绿体内进行的一个复杂的内进行的一个复杂的 能量转换能量转换和和物质变化物质变化过程。过程。1 1）能量方面：）能量方面：光能 稳定的化学能2 2）物质方面：）物质方面：水的光解并释放
2、氧气并释放氧气 二氧化碳的的固定和和还原糖类等有机物的等有机物的形成人们要想提高农作物的人们要想提高农作物的光合作用效率光合作用效率， 就必须对光合作用中就必须对光合作用中能量转换能量转换和和物质变化物质变化过过 程进行程进行深入研究深入研究。一一 光能在叶绿体中的转换光能在叶绿体中的转换 过程：1 1）光能光能 电能电能转换转换2 2）电能）电能 活跃的化学能活跃的化学能转换转换3 3）活跃的化学能）活跃的化学能 稳定的化学能稳定的化学能转换转换光光 反反 应应暗暗 反反 应应图中的图中的A A、B B表示色表示色 素，请问它们分别素，请问它们分别 代表什么色素？以代表什么色素？以 及各自有
3、何作用？及各自有何作用？ （一）光能转换成电能（一）光能转换成电能A A：作用中心色素作用中心色素B B：天线色素天线色素天线色素 种类作用作用中心 色素种类作用绝大多数叶绿素绝大多数叶绿素a a及及全部叶绿全部叶绿 素素b b、胡萝卜素胡萝卜素和和叶黄素叶黄素吸收吸收、传递传递光能光能少数少数处于处于特殊状态特殊状态的的叶绿素叶绿素a a吸收、转换吸收、转换光能光能（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 叶绿体中的类囊体薄膜上色素的分类：（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a a，在光的照射下发生了在光的照射下发生了 什么变化？什么变化？ 特殊状态的叶
4、绿素特殊状态的叶绿素a a是怎么失去电子的？是怎么失去电子的？失去电子，又得到电子失去电子，又得到电子天线色素将吸收的天线色素将吸收的光能光能，传递给作用中心色，传递给作用中心色 素素少数特殊状态的叶绿素少数特殊状态的叶绿素a a，这使叶绿这使叶绿 素素a a被激活被激活，失去电子失去电子( (e e) )。（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 失去电子的叶绿素失去电子的叶绿素a a从哪里夺取电子？从哪里夺取电子？从从水分子水分子中夺取电子，使水分子中夺取电子，使水分子氧化氧化 生成生成氧分子氧分子和和氢离子氢离子( (HH+ +) )。 试写出水分子光解的反应式？试写出水分子光解的反应式
5、？2 2HH2 2OO O O2 2+ + 4H 4H+ + + 4e 4e- - 失去电子的叶绿素失去电子的叶绿素a a是什么性质？是什么性质？叶绿素叶绿素a a失去电子后，变成一种失去电子后，变成一种强氧强氧 化剂化剂，需要，需要获得电子获得电子，才能，才能恢复稳态恢复稳态。（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 脱离叶绿素脱离叶绿素a a的电子去哪里了的电子去哪里了 ？脱离叶绿素a的电子，经过一系列的 传递，最后传递给一种带正电荷的有机物 NADP+。 最终的电子供体和电子受体分别是？最终的电子供体和电子受体分别是？电电子供体：H2O电子受体：NADP+NADPNADP+ + 辅酶辅酶
6、 ：许多酶除了含有蛋白质以外，还含有许多酶除了含有蛋白质以外，还含有 核苷酸等物质，这类物质叫做辅酶。核苷酸等物质，这类物质叫做辅酶。 NADPNADP+ +： 简称：辅酶简称：辅酶 全称：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸全称：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 英文简称：英文简称：NADPNADP+ +（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 综上所述，光能是怎样转换成电能的？综上所述，光能是怎样转换成电能的？在光的照射下，少数处于特殊状态的在光的照射下，少数处于特殊状态的 叶绿素叶绿素a a，连续不断地丢失电子和获得电子 ，从而形成，从而形成电子流，使光能转换成电能。，使光能转换成电能。类囊体类囊体（二）电
7、能转换成（二）电能转换成活跃的化学能活跃的化学能光光光光OO2 2HH2 2OOe eHH+ +NADPNADP+ +NADPHNADPHADP+PiADP+PiATPATP 2 2HH2 2OOOO2 2+ +4H4H+ + +4e4e- - ，水的光解产生的电，水的光解产生的电 子和氢离子最终传递给什么物质，并生成子和氢离子最终传递给什么物质，并生成 了什么物质？尝试写出物质变化的反应式了什么物质？尝试写出物质变化的反应式 。 在电子传递过程中还形成了什么物质？在电子传递过程中还形成了什么物质？写出其反应式。写出其反应式。（二）电能转换成（二）电能转换成活跃的化学能活跃的化学能NADPNA
8、DP+ + 2+ 2e + He + H+ +NADPHNADPH酶酶酶酶ADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量( (电能电能) ) ATPATP（二）电能转换成（二）电能转换成活跃的化学能活跃的化学能 电能转换成的活跃的化学能，贮存在什么电能转换成的活跃的化学能，贮存在什么 物质中？物质中？贮存在贮存在NADPHNADPH 和和 ATP ATP 中中 活跃的化学能意味着什么活跃的化学能意味着什么? ?意味着能量很容易释放，供暗反应阶意味着能量很容易释放，供暗反应阶 段合成有机物利用。段合成有机物利用。（二）电能转换成（二）电能转换成活跃的化学能活跃的化学能 NADPHNADPH
9、除了是携带一定能量的物质外，除了是携带一定能量的物质外， 还具有什么性质？还具有什么性质？NADPHNADPH是是强还原剂强还原剂。 NADPHNADPH用来还原什么？用来还原什么？NADPHNADPH在暗反应中可将在暗反应中可将COCO2 2最终还最终还 原成糖类原成糖类等有机物，自身则氧化成等有机物，自身则氧化成NADPNADP+ +，继续接受脱离叶绿素继续接受脱离叶绿素a a的电子。的电子。 条件条件 ： 过程过程 ： 场所场所 ：光反应光反应2 2HH2 2O O OO2 2+ +4H4H+ + +4e4e- -光光色素色素光光、色素色素、酶酶叶绿体的叶绿体的囊状结构囊状结构（类囊体类
10、囊体）薄膜薄膜水的光解：水的光解：NADPHNADPH的形成：的形成：ATPATP的形成：的形成：暗反应暗反应ADP ADP + Pi + Pi + 电能电能 ATPATP 酶酶（活跃化学能（活跃化学能 ）NADPNADP+ + +2 2e e+ +HH+ +NADPHNADPH酶酶 条件条件 ： 过程过程 ： 场所场所 ：暗反应暗反应多种多种酶酶参与催化、参与催化、ATPATP 、NADPHNADPH叶绿体的叶绿体的基质基质COCO2 2的固定：的固定：COCO2 2的还原：的还原：COCO2 2NADPHNADPHNADPNADP+ +ATPATPADP+PiADP+Pi（CHCH2 2O
11、O ）酶酶C C5 52 2C C3 3（三）活跃的化学能（三）活跃的化学能转换成稳定的化学能转换成稳定的化学能 ATPATP和和NADPHNADPH参与暗反应阶段的什么过程参与暗反应阶段的什么过程 的反应？的反应？C C3 3的还原的还原 在此过程中能量形式发生了什么变化以及场在此过程中能量形式发生了什么变化以及场 所在哪？所在哪？活跃的化学能活跃的化学能 稳定的化学能稳定的化学能 发生在：发生在：叶绿体基质叶绿体基质光能在叶绿体中的转换光能在叶绿体中的转换光光光光OO2 2HH2 2OOe eHH+ +NADPNADP+ +NADPHNADPHADP+PiADP+PiATPATP( (CH
12、CH2 2O)O)COCO2 2反应阶段能量变化物质变化光反应暗反应光能光能转化成转化成电能电能水在光下分解水在光下分解电能电能转换成转换成活跃活跃 的化学能的化学能NADPHNADPH的形成的形成 ATPATP的形成的形成COCO2 2的固定的固定COCO2 2还原及糖类还原及糖类 等有机物的形成等有机物的形成活跃的化学能转活跃的化学能转 换成换成稳定化学能稳定化学能光能在叶绿体中的转换光能在叶绿体中的转换1 1、在光合作用中，光能转换成电能时，电子、在光合作用中，光能转换成电能时，电子 来自来自_，最终传递给，最终传递给 。2 2、在光合作用中，电能转换成的活跃的化学、在光合作用中，电能转
13、换成的活跃的化学 能，是指储存在能，是指储存在 中的化学能中的化学能 。3 3、在光合作用中，二氧化碳被固定时，既要、在光合作用中，二氧化碳被固定时，既要 接受接受 释放的能量，又要被释放的能量，又要被 _还原。还原。练习练习水水NADPNADP+ +，ADPADP和和PiPiNADPHNADPH和和ATPATPNADPHNADPHNADPHNADPH和和ATPATP练习练习4 4、在光照条件下，某些色素能够吸收并传、在光照条件下，某些色素能够吸收并传 递光能，将光能传递给少数叶绿素递光能，将光能传递给少数叶绿素a a，这时这时 ，叶绿素，叶绿素a a分子所处的状态为分子所处的状态为 （ （
14、）A A、被抑制、得到电子被抑制、得到电子 B B、被激发、得到电子 被激发、得到电子 C C、被抑制、失去电子被抑制、失去电子 D D、被激发、失去电子被激发、失去电子 D D练习练习5 5、在光合作用过程中，碳同化伴随的能量、在光合作用过程中，碳同化伴随的能量 变化是变化是 （ （ ）A A、将将ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的化学能，中活跃的化学能， 转换成贮存在有机物中稳定的化学能转换成贮存在有机物中稳定的化学能B B、光能转换为电能光能转换为电能C C、电能转换为活跃的化学能电能转换为活跃的化学能DD、光能转换为活跃的化学能光能转换为活跃的化学能 A A练习练习6 6、光合作用过程中，不在叶绿体基粒囊状、光合作用过程中，不在叶绿体基粒囊状 结构的薄膜上进行的是结构的薄膜上进行的是 （ ） ）A A、 NADP NADP变为变
