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第二章,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？,第一节光合作用,光合作用,光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程。,1）能量方面：光能稳定的化学能,2）物质方面：水的光解并释放氧气二氧化碳的固定和还原糖类等有机物的形成,人们要想提高农作物的光合作用效率，就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入研究。,一光能在叶绿体中的转换,过程：,光反应,暗反应,图中的A、B表示色素，请问它们分别代表什么色素？以及各自有何作用？,（一）光能转换成电能,A：作用中心色素B：天线色素,绝大多数叶绿素a及全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,吸收、传递光能,少数处于特殊状态的叶绿素a,吸收、转换光能,（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,特殊状态的叶绿素a，在光的照射下发生了什么变化？,特殊状态的叶绿素a是怎么失去电子的？,天线色素将吸收的光能，传递给作用中心色素少数特殊状态的叶绿素a，这使叶绿素a被激活，失去电子(e)。,失去电子，又得到电子,（一）光能转换成电能,失去电子的叶绿素a从哪里夺取电子？,从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子(H+)。,试写出水分子光解的反应式？,2H2OO2+4H+4e-,失去电子的叶绿素a是什么性质？,叶绿素a失去电子后，变成一种强氧化剂，需要获得电子，才能恢复稳态。,（一）光能转换成电能,脱离叶绿素a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？,电子供体：H2O电子受体：NADP+,NADP+,辅酶：,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。,NADP+：,简称：辅酶全称：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸英文简称：NADP+,（一）光能转换成电能,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叶绿素a，连续不断地丢失电子和获得电子，从而形成电子流，使光能转换成电能。,（二）电能转换成活跃的化学能,O2,H2O,e,H+,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,2H2OO2+4H+4e-，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？写出其反应式。,（二）电能转换成活跃的化学能,电能转换成的活跃的化学能，贮存在什么物质中？,贮存在NADPH和ATP中,活跃的化学能意味着什么?,意味着能量很容易释放，供暗反应阶段合成有机物利用。,（二）电能转换成活跃的化学能,NADPH除了是携带一定能量的物质外，还具有什么性质？,NADPH是强还原剂。,NADPH用来还原什么？,NADPH在暗反应中可将CO2最终还原成糖类等有机物，自身则氧化成NADP+，继续接受脱离叶绿素a的电子。,（二）电能转换成活跃的化学能,条件：,过程：,场所：,光反应,光、色素、酶,叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜,水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：,暗反应,（活跃化学能）,条件：,过程：,场所：,暗反应,多种酶参与催化、ATP、NADPH,叶绿体的基质,CO2的固定：CO2的还原：,NADPH,NADP+,ATP,ADP+Pi,C5,2C3,（三）活跃的化学能转换成稳定的化学能,ATP和NADPH参与暗反应阶段的什么过程的反应？,C3的还原,在此过程中能量形式发生了什么变化以及场所在哪？,活跃的化学能稳定的化学能发生在：叶绿体基质,光能在叶绿体中的转换,O2,H2O,e,H+,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,(CH2O),光能转化成电能,水在光下分解,电能转换成活跃的化学能,NADPH的形成ATP的形成,CO2的固定,CO2还原及糖类等有机物的形成,活跃的化学能转换成稳定化学能,光能在叶绿体中的转换,1、在光合作用中，光能转换成电能时，电子来自_，最终传递给。2、在光合作用中，电能转换成的活跃的化学能，是指储存在中的化学能。3、在光合作用中，二氧化碳被固定时，既要接受释放的能量，又要被_还原。,练习,水,NADP+，ADP和Pi,NADPH和ATP,NADPH,NADPH和ATP,练习,4、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a，这时，叶绿素a分子所处的状态为（）A、被抑制、得到电子B、被激发、得到电子C、被抑制、失去电子D、被激发、失去电子,D,练习,5、在光合作用过程中，碳同化伴随的能量变化是（）A、将ATP和NADPH中活跃的化学能，转换成贮存在有机物中稳定的化学能B、光能转换为电能C、电能转换为活跃的化学能D、光能转换为活跃的化学能,A,练习,6、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（）A、NADP变为NADPHB、氧气的生成C、ADP转变为ATPD、CO2的固定和还原,D,7、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后，甲、乙两个钟罩内的小鼠和植物各发生了什么变化？分析产生此现象的原因。,练习,甲罩内的小鼠活着，乙罩内的小鼠死亡。,原因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（CO2）不能进行正常的暗反应，使小鼠缺氧死亡。,
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