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3.2 光合作用——光能的捕獲和轉換（第2課時）
H2O
酶
ADP＋Pi
ATP
光、光合色素、酶
類囊體膜
水的光解：
H2O O2 +2H+ + e-
光能
ATP的合成：
ADP＋Pi＋能量 ATP
酶
光能→電能→ATP、NADPH中活躍的化學能
場所：
條件：
物質變化
能量變化：
NADPH的合成：
+
NADP+
+
e-
NADPH
（[H]）
（氧化型輔酶Ⅱ）
（還原型輔酶Ⅱ）
+e-
酶
色素
O2
H+
NADP++H+ NADPH
光
光解
1.光反應階段
一、光合作用過程
ATP合成酶
拓展：葉綠體類囊體薄膜上能量轉化示意圖
①光系統Ⅱ進行水的光解，產生氧氣、H＋和自由電子(e－)，光系統Ⅰ主要是介導NADPH的產生。
②電子傳遞過程是高電勢到低電勢(由于光能的作用)，釋放的能量將質子(H＋)逆濃度梯度從葉綠體的基質側泵入囊腔側，從而建立了質子濃度(電化學)梯度。
③類囊體內的高濃度質子通過ATP合成酶順濃度梯度流出，而ATP合成酶利用質子順濃度梯度流出產生的能量來合成ATP。
④發生在葉綠體的類囊體薄膜上，需要光，電子供體是H2O，電子受體是NADP＋。　　　
CO2的固定：
CO2＋C5 2C3
酶
C3的還原：
ATP、NADPH
葉綠體基質
ATP、NADPH中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能
2C3 (CH2O)＋C5
酶
ATP、NADPH、多種酶
場所：
條件：
物質變化
能量變化：
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
多種酶
(CH2O)
CO2
固定
還原
NADPH
NADP+
C3是指三碳化合物
---3-磷酸甘油酸
C5是指五碳化合物
---二磷酸核酮糖
（RuBP）
①
②
（氣孔）
2.暗（碳）反應階段
3.光合作用元素轉化及實質
C的轉移路徑：
H轉移路徑：
CO2
C3
（CH2O）
H2O
NADPH
（CH2O）
光反應階段 暗反應階段（卡爾文循環）
場所
條件
物質變化
能量變化
聯系 項目
類囊體膜
葉綠體基質
光、光合色素、酶
ATP、NADPH 、多種酶
光能→ATP、NADPH中
活躍的化學能
ATP、NADPH中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能
過程
H2O H+ +e-+ O2
光能
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
酶
NADP+ + H++e- NADPH
4.光反應與暗反應的區別和聯系：
酶
CO2＋C5 2C3
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
ATP和NADPH（[H]）
光反應 暗反應
ADP、Pi、NADP+
沒有光反應，暗反應無法長時間進行；沒有暗反應，有機物無法合成。
葉綠體
中的色素
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多種酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
還原
光反應
暗反應
NADP+
NADPH
酶
可見光
類囊體膜
葉綠體基質
？
？
夏季午后，氣孔部分關閉，短時間內，C3 ；C5 。
突然停止光照，其它條件不變，短時間內，C3 ；C5 。
減少
增加
增加
減少
NADPH的作用？
①還原C3；
②為C3的還原提供能量
①
②
通過氧化外界環境中的無機物獲得的化學能來合成有機物的方式
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
2HNO2+O2 2HNO3+能量
1.概念：
2.例子
化學能
CO2 + H2 O （CH2O)+ O2
硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數種類的細菌
二、化能合成作用
在綠色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先轉移到含有四個碳原子的有機物(C4)中，然后才轉移到C3中，科學家將這類植物叫作C4植物，將其固定二氧化碳的途徑，叫作C4途徑。
拓展：C4植物
①C4植物葉肉細胞中的葉綠體有類囊體能進行光反應，而維管束鞘細胞中沒有完整的葉綠體，所以C4植物光反應發生在葉肉細胞的葉綠體類囊體薄膜上。
②C4植物PEP羧化酶對CO2具有高親和力，當外界環境干旱(特別是在高溫、光照強烈、干旱條件下)，導致植物氣孔導度減小時，C4植物比C3植物有較強光合作用能力，并且無光合“午休”現象。常見的C4植物有玉米、高粱、甘蔗、莧菜等。　　　
拓展：C4植物
景天科植物(CAM植物)景天科植物在夜間，大氣中CO2從氣孔進入，被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化，與PEP結合形成草酰乙酸(OAA)，再經蘋果酸脫氫酶作用還原為蘋果酸，儲存于液泡中。在白天，蘋果酸從液泡中釋放出來，經脫羧酶作用形成CO2和丙酮酸，CO2產生后用于卡爾文循環。
拓展：CAM途徑
①仙人掌、菠蘿和許多肉質植物都進行這種類型的光合作用。這類植物特別適合于干旱地區，其特點是氣孔夜間開放，白天關閉。
②該類植物葉肉細胞夜間淀粉減少，蘋果酸增加，細胞液pH下降；白天淀粉增加，蘋果酸減少，細胞液pH上升。　　　
拓展：光合產物及運輸
①磷酸丙糖是光合作用中最先產生的糖，也是光合作用產物從葉綠體運輸到細胞質基質的主要形式。
②光合作用產生的磷酸丙糖既可以在葉綠體中形成淀粉，暫時儲存在葉綠體中，又可以通過葉綠體膜上的磷酸轉運器運出葉綠體，在細胞質基質中合成蔗糖。合成的蔗糖或臨時儲藏于液泡內，或從光合細胞中輸出，經韌皮部裝載長距離運輸到其他部位。　　　
拓展：光合產物及運輸
光合作用
概念
光合作用的過程
光反應
暗反應
反應式
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
葉綠體
水的光解
NADPH 和 ATP 的形成
CO2 的固定
C3 的還原

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