4.4 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中-2023-2024学年上海地区高一生物优质备课课件（沪科版2020必修1）

第4节 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中 必修1 分子与细胞 第4章 细胞的代谢 本节重点 1、光反应的物质变化和能量变化 2、碳反应的物质变化和能量变化 3、光合速率的表示方法？影响光合速率的因素？ 现在地球上有机物的根本来源是什么？ 观看《光合作用》视频 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 光合作用发生在什么场所？ 叶绿体的结构是怎样的？ 叶绿体中的色素可分为两大类：磷 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 一类是叶绿素，包括叶绿素a（呈蓝绿色）和叶绿素b（呈黄绿色） 另一类是类胡萝卜素，包括胡萝卜素（呈橙黄色）和叶黄素（呈黄色） 正常叶片中叶绿素含量约为类胡萝卜素的3倍 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿体色素的显著特点是能吸收可见光中特定波长的光 主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光 叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光 叶绿体中有哪些色素？ 叶绿体色素主要吸收什么光？ 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？ （1）光能的捕获与转换：磷 使叶绿素a分子激发释放出高能电子 类囊体膜上的光合色素吸收光能 并传递到特定的叶绿素a上 H+留在类囊体腔内 （2）水的光解： 失去电子后的叶绿素a分子具强氧化性 从类囊体腔内的H2O中夺取电子 叶绿素a分子被还原，继续参与光反应 失去电子后的H2O分子裂解为H+和O2 O2可以自由穿过各级膜释放到细胞外 使类囊体腔中H+浓度高于类囊体外基质 （3）高能化合物的形成： 叶绿素a释放的高能电子在类囊体膜上传递 最终与基质中的氧化型辅酶Ⅱ（NADP+） 以及H+结合形成高能的还原型辅酶Ⅱ（NADPH） 电子传递过程中 类囊体膜蛋白将叶绿体基质中H+泵入类囊体 光反应产生的ATP、NADPH推动叶绿体基质中碳反应的进行 H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合酶 驱动ATP的形成 光反应的具体过程是怎样的？ 碳反应是叶绿体利用ATP、NADPH 碳反应过程最先是美国科学家卡尔文等发现的 将CO2合成为糖的过程 又称为卡尔文循环 将活跃的化学能转变为稳定的化学能 植物吸收的CO2与叶绿体基质中的五碳糖结合 在酶的催化下形成2个三碳化合物（C3） C3在ATP的驱动下 接受NADPH提供的H+和电子 形成三碳糖（磷酸甘油醛） 都是利用光合作用产生的糖转变的 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 因此光照条件下在叶片中能检测到淀粉的存在 植物中的淀粉、纤维素、氨基酸、脂质等 碳反应的具体过程是怎样的？ 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