选修光合作用

光光 合合 作作 用用光合作用光合作用 光光光光合合合合作作作作用用用用:绿绿绿绿色色色色植植植植物物物物通通通通过过过过叶叶叶叶绿绿绿绿体体体体，利利利利用用用用光光光光能能能能，把把把把二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳和和和和水水水水合合合合成成成成储储储储存存存存能能能能量量量量的的的的有有有有机机机机物物物物，并并并并且且且且释释释释放放放放出出出出氧氧氧氧气气气气的的的的过过过过程。程。程。程。复习：光合作用的总反应式是什么？光合作用的总反应式是什么？光合作用的总反应式是什么？光合作用的总反应式是什么？光合作用的两个阶段？光合作用的两个阶段？光合作用的两个阶段？光合作用的两个阶段？光反应阶段：光反应阶段：光反应阶段：光反应阶段：场所、物质、能量场所、物质、能量场所、物质、能量场所、物质、能量暗反应阶段：暗反应阶段：暗反应阶段：暗反应阶段：场所、物质、能量场所、物质、能量场所、物质、能量场所、物质、能量 COCOCOCO2 2 2 2+12H+12H+12H+12H2 2 2 2O CO CO CO C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6+6O+6O+6O+6O2 2 2 2+6H+6H+6H+6H2 2 2 2O O O O光光光光叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光合作用光合作用 光光合合作作用用是是叶叶绿绿体体内内进进行行的的一一个个复复杂杂的的能量转换能量转换和和物质变化物质变化过程。过程。1）能量方面：）能量方面：光能光能 稳定的化学能稳定的化学能2）物质方面：）物质方面：水的光解水的光解并释放氧气并释放氧气 二氧化碳二氧化碳的的固定固定和和还原还原 糖类糖类等有机物的等有机物的形成形成 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：过程：1）光能光能 电能电能转换转换转换转换2）电能）电能 活跃的化学活跃的化学能能转换转换转换转换3）活跃的化学能）活跃的化学能 稳定的化学稳定的化学能能转换转换转换转换光光反反应应暗暗反反应应（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能叶绿体中叶绿体中囊状结构薄膜囊状结构薄膜上色素的分类：上色素的分类：种类种类作用作用种类种类作用作用吸收、转换光能吸收、转换光能吸收、转换光能吸收、转换光能少数处于特殊状态的叶绿素少数处于特殊状态的叶绿素少数处于特殊状态的叶绿素少数处于特殊状态的叶绿素a a吸收、传递光能吸收、传递光能吸收、传递光能吸收、传递光能绝大多数叶绿素绝大多数叶绿素绝大多数叶绿素绝大多数叶绿素a a、全部叶绿素、全部叶绿素、全部叶绿素、全部叶绿素b b、胡萝卜胡萝卜胡萝卜胡萝卜素和叶黄素素和叶黄素素和叶黄素素和叶黄素“天线色素天线色素天线色素天线色素”分分分分子子子子“作用中心色素作用中心色素作用中心色素作用中心色素”分子分子分子分子（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？特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a a是如何失去电子的？是如何失去电子的？天线色素将吸收的天线色素将吸收的光能光能，传递给少，传递给少数特殊状态的叶绿素数特殊状态的叶绿素a a，使得叶绿素使得叶绿素a a被激被激活活，失去电子失去电子(e e)。失去电子，又得到电子失去电子，又得到电子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？脱离叶绿素脱离叶绿素a a的电子，经过一系列的电子，经过一系列的传递，最后传递给一种带的传递，最后传递给一种带正电荷正电荷的有机的有机物物 NADPNADP+。（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是什么性质？是什么性质？叶绿素叶绿素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，才能恢复稳态。，才能恢复稳态。（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，使水分子氧氧化化生成生成氧分子氧分子和和氢离子氢离子(H H+)。试写出水分子光解的反应式？试写出水分子光解的反应式？2 2H H2 2O O O O2 2 +4H 4H+4e 4e-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：子供体：H H2 2O O电子受体：电子受体：NADPNADP+（一）光能转换成电能（一）光能转换成电能 综上所述，在光的照射下，少数处于综上所述，在光的照射下，少数处于特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a，连续不断地丢失电子连续不断地丢失电子和获得电子和获得电子，从而形成，从而形成电子流电子流，使光能转，使光能转换成电能。换成电能。随着光能转换成电能随着光能转换成电能,NADP+得得到两个电子和一个氢离子到两个电子和一个氢离子,就形成了就形成了NADPH(还原型辅酶还原型辅酶)这个过程的反应式如下这个过程的反应式如下:叶绿体把光能转换成的另一部分电叶绿体把光能转换成的另一部分电能储存在哪一种化合物中能储存在哪一种化合物中?NADP+2e+H+NADPH酶酶酶酶酶酶酶酶ADP+Pi+能量能量(电能电能)ATP（二）电能转换成活跃的化学能（二）电能转换成活跃的化学能 从而实现了电能向活跃的化学能的转化从而实现了电能向活跃的化学能的转化 活跃的化学能很容易释放，供暗活跃的化学能很容易释放，供暗反应阶段合成有机物利用。反应阶段合成有机物利用。（二）电能转换成活跃的化学能（二）电能转换成活跃的化学能NADPHNADPH除了携带一定能量的物质外，还除了携带一定能量的物质外，还是是很强的还原剂。很强的还原剂。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最终还原最终还原成糖类成糖类等有机物，自身则氧化成等有机物，自身则氧化成NADPNADP+，继继续接受脱离叶绿素续接受脱离叶绿素a a的电子。的电子。（二）电能转换成活跃的化学能（二）电能转换成活跃的化学能条件：条件：过程：过程：场所：场所：光反应光反应2 2H H2 2O O O O2 2+4H4H+4e4e-光光光光色素色素色素色素光光、色素色素、酶酶叶绿体的叶绿体的囊状结构囊状结构（类囊体类囊体）薄膜薄膜水的光解：水的光解：NADPH的形成：的形成：ATP的形成：的形成：暗反应暗反应ADP ADP+Pi+电电能能 ATPATP 酶酶酶酶（活跃化学能）（活跃化学能）（活跃化学能）（活跃化学能）NADP+2e+H+NADPH酶酶酶酶条件：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：CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）酶酶C52C3ATPATP和和NADPHNADPH参与暗反应阶段的什么过程的参与暗反应阶段的什么过程的反应？反应？C3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（三）活跃的化学能转换成稳定（三）活跃的化学能转换成稳定 的化学能的化学能反应阶段反应阶段能量变化能量变化物质变化物质变化光反应光反应暗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CO2的固定的固定CO2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二、二、C C3 3 植物和植物和C C4 4植物植物问题：问题：你知道的人们对植物分出了哪些类型？你知道的人们对植物分出了哪些类型？高等植物、低等植物、种子植物、藻类植物高等植物、低等植物、种子植物、藻类植物这些植物类群是人们根据植物的哪些特征分出来的？这些植物类群是人们根据植物的哪些特征分出来的？形态、结构、遗传、生殖特点及亲缘关系等形态、结构、遗传、生殖特点及亲缘关系等 看书思考：1、C3 指的是_，C4 指的是_。2、C3 植物指的是_ 3、C4 植物指的是_ _光合作用中光合作用中COCO2 2中中C C首先转移到首先转移到C C4 4中，然后才转中，然后才转移到移到C C3 3中的植物。中的植物。光合作用光合作用COCO2 2中中C C只被只被C C5 5固定转移到固定转移到C C3 3中的植物。中的植物。三个碳三个碳原子的化合物原子的化合物含四个碳含四个碳原子的草酰乙酸原子的草酰乙酸（一）（一）C C3 3 植物和植物和C C4 4 植物的概念植物的概念含有含有“花环状花环状”环绕环绕在维管束鞘细胞在维管束鞘细胞外外含有含有大大含有含有排列疏松排列疏松不含不含小小维维管管束束C C4 4 植物植物C C3 3 植物植物叶绿体叶绿体排排 列列叶绿体叶绿体细胞大小细胞大小叶肉细胞维管束鞘细胞比较比较类型类型维维管管束束C4 植物的叶片结构海绵组织海绵组织维维管束鞘细胞管束鞘细胞栅栏组织栅栏组织维维管束管束鞘细胞鞘细胞一部分叶一部分叶肉细胞肉细胞多种酶参加催化（三）（三）C C3 3途径和途径和C C4 4途径途径1、C4植物光合作用特点示意图叶肉细胞中的叶绿体维管束鞘细胞中的叶绿体CO2C4C4CO2C3（PEP）（CH2O）NADPHNADP+ADP+PiATP C3（丙酮酸）ADP+PiATP 2C3C52、C3植物和C4植物光合作用途径比较C3途径C4途径维管束鞘细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体C4PEP（C3）C3途径叶肉细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体2C3C5C4植物C3植物暗暗反应反应途径途径C C3 3还原还原的场所的场所COCO2 2固定固定的场所的场所COCO2 2固定固定后产物后产物COCO2 2的受体的受体项目种类 栅栏组织：紧靠上表皮下方，细胞通常栅栏组织：紧靠上表皮下方，细胞通常1 1至至数层，长圆柱状，垂直于表皮细胞，并紧密排数层，长圆柱状，垂直于表皮细胞，并紧密排列呈栅状，内含较多的叶绿体。在两面叶或针列呈栅状，内含较多的叶绿体。在两面叶或针形叶，栅栏组织亦分布于下表皮上方或整个表形叶，栅栏组织亦分布于下表皮上方或整个表皮内侧四周，但亦有一些水生及阴生植物的叶皮内侧四周，但亦有一些水生及阴生植物的叶是完全没有栅栏组织的。是完全没有栅栏组织的。栅栏组织栅栏组织(palisade cell),(palisade cell),又称栅栏细胞又称栅栏细胞或栅状细胞，是叶肉组织中的一群细胞。主要或栅状细胞，是叶肉组织中的一群细胞。主要分布在植物的叶片之中。乃因应光合作用而特分布在植物的叶片之中。乃因应光合作用而特化出来的细胞。化出来的细胞。1.1.属于薄壁细胞属于薄壁细胞-利于各种物质的进出，特利于各种物质的进出，特别是使植物易于吸收光线。别是使植物易于吸收光线。2.2.内含大量的叶绿体。内含大量的叶绿体。3.3.各个细胞排列紧密，呈现栅状，即其名称各个细胞排列紧密，呈现栅状，即其名称之来由。之来由。叶肉的一种绿色薄壁组织。细胞形状多样，叶绿叶肉的一种绿色薄壁组织。细胞形状多样，叶绿体数量较少，层次不清，排列疏松，胞间隙发达，呈体数量较少，层次不清，排列疏松，胞间隙发达，呈海绵状，一般位于叶的远轴面（背腹叶）或叶肉中部海绵状，一般位于叶的远轴面（背腹叶）或叶肉中部（等面叶），栅栏组织下方。（等面叶），栅栏组织下方。海绵组织细胞主要用来气体交换，也可进行光合海绵组织细胞主要用来气体交换，也可进行光合作用。作用。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_，最终传给，最终传给 。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，释放的能量，又要被又要被_还原。还原。练习练习水水NADPNADP+NADPHNADPH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 （）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，转中活跃的化学能，转换成贮存在有机物中稳定的化学能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 D D、光能转换为活跃的化学能光能转换为活跃的化学能 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变为变为NADPHNADPH B B、氧气的生成氧气的生成 C C、ADPADP转变为转变为ATP ATP D D、COCO2 2的固定和还原的固定和还原 D7 7、甲、乙两个密闭的玻璃钟罩内，分别喂养同、甲、乙两个密闭的玻璃钟罩内，分别喂养同样小鼠各一只，和长势良好的同样绿色植物各样小鼠各一只，和长势良好的同样绿色植物各一盆。与甲罩不同的是，乙罩内多了一杯氢氧一盆。与甲罩不同的是，乙罩内多了一杯氢氧化钙溶液。两玻璃罩同在阳光下培养一段时间化钙溶液。两玻璃罩同在阳光下培养一段时间后，甲、乙两个钟罩内的小鼠发生了什么变化后，甲、乙两个钟罩内的小鼠发生了什么变化？分析产生此现象的原因。？分析产生此现象的原因。练习练习甲罩内的小鼠活着，乙罩内的小鼠死亡。甲罩内的小鼠活着，乙罩内的小鼠死亡。原因原因是甲罩内的绿色植物能正常进行是甲罩内的绿色植物能正常进行光合作用，而乙罩内的绿色植物因缺少原料光合作用，而乙罩内的绿色植物因缺少原料（COCO2 2）不能进行正常的暗反应，使小鼠缺氧不能进行正常的暗反应，使小鼠缺氧死亡。死亡。