葉綠體有哪些適于進行光合作用的結構特點？復習回顧外膜內膜類囊體基粒分布著光合色素、基質酶分布著酶第4節光合作用與能量轉化第2課時

光合作用的原理和應用（一）光合作用的概念

綠色植物通過

，利用

，把

轉化成儲存著能量的

，并且釋放

的過程。葉綠體光能二氧化碳和水有機物氧氣光合作用的實質：合成有機物，儲存能量（一）探索光合作用原理的部分實驗實驗1：19世紀末：CO2O2+H2O（CH2O）甲醛縮合?1928年：

科學家發現甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化為糖。（一）探索光合作用原理的部分實驗實驗2：1937年，希爾向離體葉綠體的懸浮液加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出O2。

離體葉綠體在適當條件下發生水的光解，產生氧氣的化學反應稱作希爾反應。H2O離體葉綠體光能O2思考：

①希爾的實驗說明水的光解產生氧氣，是否說明植物光合作用產生的氧氣中的氧元素全部都來自水？

②希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？

不能說明。希爾反應僅說明了離體葉綠體在適當條件下可以發生水的光解，產生氧氣。該實驗沒有排除葉綠體中其他物質的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉移。

能夠說明。希爾反應是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成糖的另一種必需原料CO2，因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成相關聯，暗示著希爾反應是相對獨立的反應階段。（一）探索光合作用原理的部分實驗實驗3：1941年，魯賓和卡門同種植物CO2H2OC18O2H218O18O2O2第一組第二組同位素示蹤法結論：

光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，而并不來源于CO2。對比實驗（一）探索光合作用原理的部分實驗實驗4：1954年，美國阿爾農用離體的葉綠體做實驗：在給葉綠體照光時發現，當向反應體系中加入ADP、Pi等物質時，體系中就會有ATP出現。1957年，他發現這一過程總是與水的光解相伴隨。H+（還原型輔酶Ⅱ）（二）光合作用的過程1、光反應階段類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解NADPH酶①場所：類囊體薄膜上光、色素、酶水的光解：ATP的合成：②條件：③物質變化：NADPH的合成：H2O1/2O2+2H+

+2e-

光NADP++H++2e-NADPH酶ADP+Pi+能量

ATP酶④能量變化：光能ATP、NADPH中活躍的化學能（氧化型輔酶Ⅱ）（3）30秒后檢測產物，檢測到了多種帶14C標記的化合物。

20世紀40年代，美國科學家卡爾文等用經過14C標記的CO2供小球藻進行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終探明了CO2中的碳是如何轉化為有機物中的碳的。（1）光照時間為幾分之一秒時發現，90%的放射性出現在一種三碳化合物（C3）中。（2）在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。

稱為卡爾文循環CO2C3(CH2O)C5（CH2O）2C3C5CO2（二）光合作用的過程2、暗反應階段①場所：葉綠體基質中②條件：有沒有光都可以，需多種酶、CO2、ATP、NADPHADP+PiATPNADP+能量C52C3多種酶(CH2O)糖類CO2固定還原酶NADPH酶能量ATP、NADPH2C3(CH2O)+C5酶CO2＋C52C3酶③物質轉化：CO2的固定：C3的還原：④能量變化：ATP、NADPH中活躍的化學能糖類中穩定的化學能（二）光合作用的過程NADPHADP+PiATPNADP+2C3C5物質聯系：光反應為暗反應提供了

，暗反應將活躍的化學能轉化為

。光反應為暗反應提供了

，暗反應為光反應提供

。能量聯系：O2NADPH和ATPADP、Pi、NADP+活躍的化學能有機物中穩定的化學能光合作用中元素的轉移：②H的轉移：H2O→NADPH→(CH2O)

①C的轉移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2能量的轉移途徑：光能ATP和NADPH中活躍的化學能(CH2O)中穩定的化學能光照和CO2濃度變化對光合作用物質含量變化的影響CO2濃度不變光照減弱：NADPH、ATP含量減少，C5含量減少，C3含量增加，(CH2O)含量減少。光照增強：NADPH、ATP含量增加，C5含量增加，C3含量減少，(CH2O)含量增加。光照和CO2濃度變化對