沪科版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 光能的捕获、转换和储存一等奖ppt课件

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光合作用包括光反应（light reactin）和暗反应（dark reactin）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。
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。
光能转变为ATP中活跃的化学能
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。
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。
酶、CO2、[H]、ATP
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。
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
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白炽灯、25W白炽灯等。
活动程序1.将绿萝放入暗箱内24~48h，进行预处理。2.向两只袖珍生化密封实验器内各加入5mL清水，并分别放入等量生长状况相近的绿萝，使茎部断面与水接触，将二氧化碳传感器与实验器连接，并用橡皮对实验器进行密封。3.连接二氧化碳传感器与数据采集器、计算机，打开通用软件，单击“组合曲线”，添加两条“二氧化碳-时间”图线，分别表示两个实验器内二氧化碳浓度的变化情况.
4.在两套装置间用不透光的隔板隔开。将60W白炽灯和25W白炽灯分别置于距离叶片15cm处，使叶片正面受光。关闭室内光源，打开白炽灯。观察实验曲线的变化。
光照强度对绿萝光合作用的影响实验曲线
5.将25W白炽灯换成60W白炽灯。使用注射器向其中一个实验器内缓慢注入二氧化碳气体，使实验器内的二氧化碳浓度达到lmL，快速连接实验器与二氧化碳传感器，并用橡皮密封实验器。重复程序4，观察实验曲线的变化。分析讨论1.不同光照强度和二氧化碳浓度对光合作用分别有什么影响？2.在60W白炽灯上罩以红、蓝等不同颜色的玻璃纸，对实验结果有影响吗？为什么？3.人们常采用人工照明方式提高设施农业的作物产量。你认为，选用什么光质的灯具可以达到节能高效的目的？
植物的光合作用会同时受到多种环境因素的影响：光照强度主要影响光反应，空气中CO2浓度主要影响暗反应温度通过影响酶的活性影响光合作用的进行，氮、镁等矿质元素和土壤中的水分也会影响光合作用的进行。在农业生产中，必须同时考虑各种因素，采取综合措施，才能有效地提高农作物的产量。
解释植物光合速率随光照强度变化的曲线曲线图是一类利用曲线的升降变化来直观地表示数据信息关系的图形结构。如图表示在其他条件适宜的情况下测得某植物光合速率（用CO2的吸收速率表示）随光照强度变化的曲线。请明确实验的变量，分析曲线上关键点的含义，解释各段曲线的变化。
CO2固 定停止
请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化?
1.与光合作用光反应有关的是( 　　 )①H2O ②ATP ③ADP ④CO2A.①②③　　　　 B.②③④C.①②④　　　　 D.①③④
2.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是( ) A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应