第4節光合作用與能量轉化——光合作用的原理與過程5葉綠體的功能資料1：1881年,德國科學家恩格爾曼利用水棉與好

氧菌進行了光合作用發生場所的探究。①把載有水綿和好氧細菌臨時裝片放在沒有空氣的黑

暗環境里；②然后用極細的光束照射水綿，通過顯微鏡觀察發現，

好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；③若將上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌則分

布在葉綠體所有受光部位的周圍。④他在證明光合作用放氧場所后，緊接著又做了一個

實驗:他用三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發

現大量的好氧細菌聚集在紅光和藍光區域。資料2：在類囊體膜上和葉綠體基質中，含有多種

進行光合作用所必需的酶。問題思考1.本實驗為什么選擇水棉作為實驗材料？水棉不僅具有細長的帶狀染色體，而且以螺旋狀分布于細胞中，便于觀察。2.初始設置沒有空氣的黑暗環境的目的是什么？排除了環境中氧氣和光的干擾。3.本實驗如何進行實驗對照的設計？①極細光的點投：葉綠體上可分為光照部位和無光照部位；②暗下局部光照與完全暴露在光下形成對照。葉綠體是光合作用發生的場所。氧氣是光下由葉綠體釋放的。4.恩格爾曼的第二個實驗結果說明什么？葉綠體中的色素吸收紅光、藍紫光，用于光合作用放出氧氣。一﹑光合作用的概念光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放氧氣的過程。1.概念：2.反應式：CO2+H2O光能葉綠體O2+(CH2O)3.實質：合成有機物，儲存能量二﹑光合作用的原理1.1928年，發現甲醛對植物有毒害，且不能通過光合作用轉化成糖。2.①水的光解產生氧氣；②氧氣的產生和糖類的合成不是同一個化學反應。小球藻3.1941年，美國科學家魯賓和卡

門利用同位素標記法對O2來自

于H2O還是CO2進行了探究。討論

1.本實驗是否存在對照?實驗組和對照組各是什么?存在對照。兩組均是實驗組，是對比實驗。氧氣來自于水二﹑光合作用的原理4.1954年，阿爾農發現，在光照

時葉綠體中生成ATP。這一過

程總是與水的光解相伴隨。2.嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。2H2O光能葉綠體O2+4H++能量ADP+PiATP三﹑光合作用的過程1.光反應過程葉綠體色素H2OO2NADPHADP＋PiATP①水的光解：2H2O光能光合色素4[H]+O2②ATP的合成：ADP+Pi+能量酶ATP還原型輔酶Ⅱ(NADPH)NADP++H++2e-→NADPH將光能轉變為ATP與NADPH中的活躍化學能。場所:葉綠體類囊體薄膜三﹑光合作用的過程20世紀40年代，美國科學家卡爾文利用同位素14C研究小球藻在光合作用中如何固定CO2。三﹑光合作用的過程2.暗反應過程場所:葉綠體基質①CO2的固定：②C3的還原：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5將ATP與NADPH中的化學能轉變為有機物中穩定化學能ADP+PiC3：3-磷酸甘油酸C5：核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)H2OO2H+NADP+NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O）光反應暗反應＊相關信息：①葡萄糖、淀粉在葉綠體基質中合成；②蔗糖在細胞質基質中合成。蔗糖篩管植物各處葡萄糖淀粉三﹑光合作用的過程光反應NADPH、ATP暗反應ADP、Pi、NADP+①光反應產生的ATP、[H]主要用于暗反應；②光合作用產生的[H](光反應產生)是NADPH，呼吸作用產生

的[H](有氧呼吸第一、第二階段產生)是NADH，所以它們

不是同一種物質；③呼吸作用產生的ATP用于各項生命活動。四、條件突變時光合作用相關物質的變化例1：請分析，當環境中光照強度不變，CO2濃度下降的時候，細胞中ATP﹑[H]﹑C3﹑C5﹑(CH2O)等物質如何變化？①C3：CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5C3的生成C3的消耗②C5：C5的消耗C5的生成③ATP﹑[H]：光反應暗反應ATP,[H]的生成CO2+C5酶2C32C3+[H]酶ATP(CH2O)+C5ATP,[H]的消耗④(CH2O)：光照強度不變,CO2濃度下降,總光合速率下降，產物減少。條件CO2供應由充足到不足，光照不變光照由弱到強，CO2供應不變光照由強到弱，CO2供應不變CO2供應由不足到充足，光照不變C3含量C5含量[H]和ATP的含量(CH2O)的合成量四、條件突變時光合作用相關物質的變化C3與C5成反比，C5與ATP﹑[H]成正比五、化能合成作用1.概念：在自然界中存在少數細菌,雖然細胞內沒有葉綠素,不能進行光合作用,但是能夠利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用就叫化能合成作用。2.營養類型：自養型自養型：進行光合作用的綠色植物,藍藻,其他能進行化能合成作用的生物，能將無機物轉化為有機物。異養型：不能自身合成有機物,只能利用現有有機物。3.典型實例：硝化細菌的化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H20+能量

亞硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量

硝化細菌6CO2+6H20C6H12O6+602

酶能量來源與光合作用不同除硝化細菌外，能進行化能合成作用的生物還有硫細菌，鐵細菌等。1.離體的葉綠體在光照下進行穩定光合作用時，如果突然中斷CO2氣

體的供應，短時間內葉綠體中C3化合物與C5化合物相對含量的變化

是(

)A.C3

化合物減少，C5化合物增多

B.C3

化合物增多，C5化合物增多C.C3

化合物減少，C5化合物減少