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第二章 光合作用與生物固氮 資料 糧食危機嚴(yán)重地影響著人類的生存和發(fā)展 是當(dāng)今世界面臨的重大問題之一 我國的可耕地僅占世界總量的7 需要養(yǎng)活的人口卻占世界人口的22 滿足人們對糧食的需求 事關(guān)重大 提高農(nóng)作物的光合作用效率和通過生物固氮為農(nóng)作物提供氮素 可以使糧食產(chǎn)量明顯提高 如何解決上述問題 第一節(jié)光合作用 光合作用 光合作用是葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一個復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程 1 能量方面 光能 穩(wěn)定的化學(xué)能 2 物質(zhì)方面 水的光解并釋放氧氣二氧化碳的固定和還原糖類等有機物的形成 人們要想提高農(nóng)作物的光合作用效率 就必須對光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程進(jìn)行深入研究 一光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 圖中的A B表示色素 請問它們分別代表什么色素 以及各自有何作用 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 A 作用中心色素B 天線色素 吸收 傳遞光能 少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a 吸收 轉(zhuǎn)換光能 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 葉綠體中的類囊體薄膜上色素的分類 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 特殊狀態(tài)的葉綠素a 在光的照射下發(fā)生了什么變化 特殊狀態(tài)的葉綠素a是怎么失去電子的 失去電子 又得到電子 天線色素將吸收的光能 傳遞給作用中心色素 少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a 這使葉綠素a被激活 失去電子 e 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 失去電子的葉綠素a從哪里奪取電子 從水分子中奪取電子 使水分子氧化生成氧分子和氫離子 H 試寫出水分子光解的反應(yīng)式 2H2O O2 4H 4e 失去電子的葉綠素a是什么性質(zhì) 葉綠素a失去電子后 變成一種強氧化劑 需要獲得電子 才能恢復(fù)穩(wěn)態(tài) 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 脫離葉綠素a的電子去哪里了 脫離葉綠素a的電子 經(jīng)過一系列的傳遞 最后傳遞給一種帶正電荷的有機物 NADP 最終的電子供體和電子受體分別是 電子供體 H2O電子受體 NADP NADP 輔酶 許多酶除了含有蛋白質(zhì)以外 還含有核苷酸等物質(zhì) 這類物質(zhì)叫做輔酶 NADP 簡稱 輔酶 全稱 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸英文簡稱 NADP 一 光能轉(zhuǎn)換成電能 綜上所述 光能是怎樣轉(zhuǎn)換成電能的 在光的照射下 少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a 連續(xù)不斷地丟失電子和獲得電子 從而形成電子流 使光能轉(zhuǎn)換成電能 二 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 O2 H2O e H NADP NADPH ADP Pi ATP 2H2O O2 4H 4e 水的光解產(chǎn)生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質(zhì) 并生成了什么物質(zhì) 嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)式 在電子傳遞過程中還形成了什么物質(zhì) 寫出其反應(yīng)式 二 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 二 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 電能轉(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能 貯存在什么物質(zhì)中 貯存在NADPH和ATP中 活躍的化學(xué)能意味著什么 意味著能量很容易釋放 供暗反應(yīng)階段合成有機物利用 二 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 NADPH除了是攜帶一定能量的物質(zhì)外 還具有什么性質(zhì) NADPH是強還原劑 NADPH用來還原什么 NADPH在暗反應(yīng)中可將CO2最終還原成糖類等有機物 自身則氧化成NADP 繼續(xù)接受脫離葉綠素a的電子 條件 過程 場所 光反應(yīng) 光 色素 酶 葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu) 類囊體 薄膜 水的光解 NADPH的形成 ATP的形成 暗反應(yīng) 活躍化學(xué)能 條件 過程 場所 暗反應(yīng) 多種酶參與催化 ATP NADPH 葉綠體的基質(zhì) CO2的固定 CO2的還原 NADPH NADP ATP ADP Pi C5 2C3 三 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能 ATP和NADPH參與暗反應(yīng)階段的什么過程的反應(yīng) C3的還原 在此過程中能量形式發(fā)生了什么變化以及場所在哪 活躍的化學(xué)能 穩(wěn)定的化學(xué)能發(fā)生在 葉綠體基質(zhì) 光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 O2 H2O e H NADP NADPH ADP Pi ATP CH2O 光能轉(zhuǎn)化成電能 水在光下分解 電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 NADPH的形成ATP的形成 CO2的固定 CO2還原及糖類等有機物的形成 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定化學(xué)能 光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 1 在光合作用中 光能轉(zhuǎn)換成電能時 電子來自 最終傳遞給 2 在光合作用中 電能轉(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能 是指儲存在中的化學(xué)能 3 在光合作用中 二氧化碳被固定時 既要接受釋放的能量 又要被 還原 練習(xí) 水 NADP ADP和Pi NADPH和ATP NADPH NADPH和ATP 練習(xí) 4 在光照條件下 某些色素能夠吸收并傳遞光能 將光能傳遞給少數(shù)葉綠素a 這時 葉綠素a分子所處的狀態(tài)為 A 被抑制 得到電子B 被激發(fā) 得到電子C 被抑制 失去電子D 被激發(fā) 失去電子 D 練習(xí) 5 在光合作用過程中 碳同化伴隨的能量變化是 A 將ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能 轉(zhuǎn)換成貯存在有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能B 光能轉(zhuǎn)換為電能C 電能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能D 光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能 A 練習(xí) 6 光合作用過程中 不在葉綠體基粒囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上進(jìn)行的是 A NADP 變?yōu)镹ADPHB 氧氣的生成C ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TPD CO2的固定和還原 D 7 甲 乙兩個密閉的玻璃鐘罩內(nèi) 分別喂養(yǎng)同樣小鼠各一只 和長勢良好的同樣綠色植物各一盆 與甲罩不同的是 乙罩內(nèi)多了一杯氫氧化鈣溶液 兩玻璃罩同在陽光下培養(yǎng)一段時間后 甲 乙兩個鐘罩內(nèi)的小鼠和植物各發(fā)生了什么變化 分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因 練習(xí) 甲罩內(nèi)的小鼠活著 乙罩內(nèi)的小鼠死亡 原因是甲罩內(nèi)的綠色植物能正常進(jìn)行光合作用 而乙罩內(nèi)的綠色植物因缺少原料 CO2 不能進(jìn)行正常的暗反應(yīng) 使小鼠缺氧死亡 四川代懷孕