2020年第二章 光合作用与生物固氮(新课)参照模板
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第二章 光合作用与生物固氮高品质版
A PD ——作用中心色素（P），原 初电子供体（D）和原初电子 受体（A）
聚光色素或天线色素——只起吸收和传递 光能,不进行光化学反应的光合色素，全部 叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,大部分叶绿 素a。
作用中心色素——吸收光能或由聚光色素 传递而来的激发能后,发生光化学反应引起 电荷分离的少数特殊状态的叶绿素a。
• 光反应
•
电能转变为活跃的化学能（ATP、
•
NADPH）——电子传递和光合磷酸化
• 暗反应：活跃的化学能变为稳定的化学能——
•
碳同化
①光能转换成电能
光合作用的细胞器——叶绿体
•高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形, 阴叶大于阳叶。 20-200个叶绿体/细胞
叶绿体在不同光强下的 运动：低光下扁平面向 光排列，
第二章 氮
光合作用与生物固
人类社会面临的危机
人口爆炸、环境污染、资源匮泛、 能源短缺和粮食危机。
粮食危机严重地影响人类的生 存和发展，是当今世界面临的重大 问题之一。而我国可耕地面积只有 世界总量的7%，却要养活世界人口 的22%。如何解决十多亿人口的吃 饭问题，是我国面临各种问题的重 中之重！
③活跃的化学能转换成稳定的化学能
在暗反应阶段中，
：
二氧化碳被固定后
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形成一些三碳化合
物（C3），在有关
酶的催化作用下，
接受ATP和NADPH释
放出的能量并且被
NADPH还原，再经过
一系列复杂的变化，
最终形成糖类等富
含稳定化学能的有
机物。
随着年岁的叠加，我们会渐渐发现：越是有智慧的人，越是谦虚，因为昂头的只是稗子，低头的才是稻子；越是富有的人，越是高贵，因为真正的富裕是灵魂上的高贵以 及精神世界的富足；越是优秀的人，越是努力，因为优秀从来不是与生俱来，从来不是一蹴而就。随着沧桑的累积，我们也会慢慢懂得：成功的路，其实并不拥挤，因为 能够坚持到底的人实在太少；所有优秀的人，其实就是活得很努力的人，所谓的胜利，其实最后就是自身价值观的胜利。人到中年，突然间醒悟许多，总算明白：人生， 只有将世间的路一一走遍，才能到尽头；生活，只有将尘世况味种种尝遍，才能熬出头。这世间，从来没有最好，只有更好。每天，总想要努力醒得比太阳还早，因为总 觉得世间万物，太阳是最能赐人力量和能量的。每当面对喷薄的日出，心中的太阳随之冉冉腾起，生命之火熊熊燃烧，生活的热情就会光芒四射。我真的难以想象，那些 从来不早起的人，一生到底能够看到几回日升？那些从来没有良好习惯的人，活到最后到底该是多么的遗憾与愧疚？曾国藩说：早晨不起，误一天的事；幼时不学，误一 生的事。尼采也说：每一个不曾起舞的日子，都是对生命的辜负。光阴易逝，岂容我待？越是努力的人，越是没有时间抱怨，越是没有工夫颓丧。每当走在黎明的曙光里， 看到那些兢兢业业清洁城市的“美容师”，我就会由衷地欣赏并在心底赞叹他们，因为他们活得很努力很认真。每当看见那些奔跑在朝霞绚烂里的晨练者，我就会从心里 为他们竖起大拇指，因为他们给自己力量的同时，也赠予他人能量。我总觉得：你可以不优秀，但你必须有认真的态度；你可以不成功，但你必须努力。这个世界上，从 来没有谁比谁更优秀，只有谁比谁更努力。我也始终认为：一个活得很努力的人，自带光芒万丈；一个人认真的样子，比任何时候都要美好；一个能够自律自控的人，他 的人生也就成功了大半。世间每一种的好，从来都只为懂得努力的人盛装而来。有时候，我真的感觉，人生的另一个名字应该叫做努力，努力了就会无悔，努力了就会无 愧；生活的另一种说法应该叫做煎熬，熬过了漫漫黑夜，天就亮了，熬过了萧萧冬日，春天就来了。人生不易，越努力越幸运；余生不长，越珍惜越精彩。人生，是一本 太仓促的书，越认真越深刻；生命，是一条无名的河，越往前越深邃。愿你不要为已逝的年华叹息，不要为前路的茫茫而裹足不前愿你相信所有的坚持总能奏响黎明的号 角，所有的努力总能孕育硕果的盛驾光临。愿你坚信越是成功的人越是不允许自己颓废散漫，越是优秀的人越是努力……生活中很多时候，我们遇到一些复杂的情况，会 很容易被眼前的障碍所蒙蔽，找不到解决问题的方法。这时候，如果能从当前的环境脱离出来，从一个新角度去解决问题，也许就会柳暗花明。一个土豪，每次出门都担 心家中被盗，想买只狼狗栓门前护院，但又不想雇人喂狗浪费银两。苦思良久后终得一法：每次出门前把WiFi修改成无密码，然后放心出门每次回来都能看到十几个人捧 着手机蹲在自家门口，从此无忧。护院，未必一定要养狗换个角度想问题，结果大不同。一位大爷到菜市场买菜，挑了3个西红柿到到秤盘，摊主秤了下：“一斤半3块 7。”大爷：“做汤不用那么多。”去掉了最大的西红柿。摊主:“一斤二两，3块。”正当身边人想提醒大爷注意秤时，大爷从容的掏出了七毛钱，拿起刚刚去掉的那个大 的西红柿，潇洒地换种算法，独辟蹊径，你会发现解决问题的另一个方法。生活中，我们特别容易陷入非A即B的思维死角，但其实，遭遇两难困境时换个角度思考，也许 就会明白：路的旁边还有路。一个鱼塘新开张，钓费100块。钓了一整天没钓到鱼，老板说凡是没钓到的就送一只鸡。很多人都去了，回来的时候每人拎着一只鸡，大家 都很高兴！觉得老板很够意思。后来，钓鱼场看门大爷告诉大家，老板本来就是个养鸡专业户，这鱼塘本来就没鱼。巧妙的去库存，还让顾客心甘情愿买单。新时代，做 营销，必须打破传统思维。孩子不愿意做爸爸留的课外作业，于是爸爸灵机一动说：儿子，我来做作业，你来检查如何？孩子高兴的答应了，并且把爸爸的“作业”认真 的检查了一遍，还列出算式给爸爸讲解了一遍不过他可能怎么也不明白为什么爸爸所有作业都做错了。巧妙转换角色，后退一步，有时候是另一种前进。��
第二章 光合作用与生物固氮(新课)
在实验中，卡尔文发现，在光照下C3化合物和C5化合物很快 达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后，C3化合物的浓度急速升 高，同时C5化合物的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧 化碳的供应，则C5化合物就积累起来，C3化合物就消失。
澳大利亚科学家Hatch和S1ack在研究玉米、甘蔗等原产热带 地区的绿色植物时发现，当向这些绿色植物提供14CO2时，光合 作用开始后的1s内，竟有90％以上的14C出现在含有四个碳原子 的有机酸(一种C4化合物)中。随着光合作用的进行，C4化合物中 的14C逐渐减少，而C3化合物中的14C逐渐增多。
CO2吸收
影响光合作用的因素
光补偿点：同一叶片在同一时
1、光照
间内，光合过程吸收的CO2和呼
吸过程放出的CO2等量时的光照
强度
光补偿点 光饱和点
光照强度
光饱和点：叶片光合速率一般随 光照强度的增加而加快，一定范 围内呈正相关，超过一定范围后， 光合速率增加减慢；达到某一光 照强度时光合速率不在增加，称 为光饱和现象，此时的光照强度。
叶绿素b（C55H70O6N4Mg）
叶绿素a（C55H72O5N4Mg）
胡萝卜素（C40H56）
少数--作用中心色素
叶黄素（C40H56O2）
多数--天线色素
（二） 光能在叶绿体中的转换
光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能 1、光能转换成电能 条件：光、色素、酶
聚光色素
C e
AD
H2O
2H2O → O2+4H++4e-
CO2放出
①不同植物的光饱和点与光补偿点是否一致？分析阴生植物与 阳生植物的区别 阳生植物的光饱和点与光补偿点均高于阴生植物
②表观光合速率=真正光合速率+呼吸速率
澳大利亚科学家Hatch和S1ack在研究玉米、甘蔗等原产热带 地区的绿色植物时发现，当向这些绿色植物提供14CO2时，光合 作用开始后的1s内，竟有90％以上的14C出现在含有四个碳原子 的有机酸(一种C4化合物)中。随着光合作用的进行，C4化合物中 的14C逐渐减少，而C3化合物中的14C逐渐增多。
CO2吸收
影响光合作用的因素
光补偿点：同一叶片在同一时
1、光照
间内，光合过程吸收的CO2和呼
吸过程放出的CO2等量时的光照
强度
光补偿点 光饱和点
光照强度
光饱和点：叶片光合速率一般随 光照强度的增加而加快，一定范 围内呈正相关，超过一定范围后， 光合速率增加减慢；达到某一光 照强度时光合速率不在增加，称 为光饱和现象，此时的光照强度。
叶绿素b（C55H70O6N4Mg）
叶绿素a（C55H72O5N4Mg）
胡萝卜素（C40H56）
少数--作用中心色素
叶黄素（C40H56O2）
多数--天线色素
（二） 光能在叶绿体中的转换
光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能 1、光能转换成电能 条件：光、色素、酶
聚光色素
C e
AD
H2O
2H2O → O2+4H++4e-
CO2放出
①不同植物的光饱和点与光补偿点是否一致？分析阴生植物与 阳生植物的区别 阳生植物的光饱和点与光补偿点均高于阴生植物
②表观光合速率=真正光合速率+呼吸速率
第二章光合用和生物固氮
第二章光合作用和生物固氮1．光合作用的本质是什么？答：从能量方面看，光合作用将光能最终转换成稳定的化学能。
从物质方面看，光合作用包括水在光下分解并释放出氧气，二氧化碳的固定和还原，以及糖类等有机物的形成。
2．叶绿体中色素的位置、种类、作用、吸收光谱提取及分离的方法？答：叶绿体中色素位于叶绿体内类囊体薄膜上；根据功能可分为两类；一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，能够吸收转换光能。
叶绿素a和b的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，胡萝卜素和叶黄素在蓝紫光区。
叶绿体中色素可用丙酮或酒精提取，用纸层析法分离叶绿体中四种色素。
3．叶绿体中色素组成元素分别是什么？都含矿质元素吗？植物却缺镁时老叶还是嫩叶先发黄？答：叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg，含矿质元素N、Mg；类胡萝卜素的组成元素是C、H、O，无矿质元素。
植物却缺镁时老叶先发黄。
4．高等植物光合作用中能量的变化情况是什么？分别属于光合作用的哪个阶段？答：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能，其中，第一步和第二步属于光反应阶段，第三步属于暗反应阶段。
5．辅酶II是什么物质的简称？英文简称是什么？组成元素？它是酶吗？答：辅酶II是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的简称。
英文简称是NADP+。
组成元素C、H、O、N、P。
它不是酶。
6．特殊状态下的叶绿素a比其他色素少得多，这一事实说明什么？答：光能的转化需要比较多的能量。
7．右图是光能转换成电能的示意图，依图回答：⑴光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能，是在叶绿体的______进行的。
⑵图中B代表的色素是_____。
A代表的色素是__________。
⑶图中C和D是_______________。
⑷E是_____________，当它得到_________和_________就形成F______________。
这样一部分电能就转化成___________储存在F__________中。
光合作用与生物固氮
根瘤菌
异养需氧型 消费者
圆褐固氮菌 异养需氧型 分解者
E（反硝化作用） NO3¯→N2
反硝化细菌 异养厌氧型 分解者
f
氨或NO3¯→有机N 植物
自养需氧型 生产场所：叶绿体的基质
• 条件：多种酶参与催化、ATP 、NADPH
• 过程： NADP+
CO2的固定： NADPH CO2的还原：
ATP
ADP+Pi
2C3
CO2
酶
C5
（CH2O）
光能在叶绿体中的转换
反应阶段 能量变化
物质变化
光反应
光能转化成电能
电能转换成活跃 的化学能
水在光下分解
NADPH的形成 ATP的形成
高考对本章的要求
• 1.光合作用的过程 (包括光能在叶绿体中的 转换)
• 2. C3和C4植物的概念及叶片结构的特点 • 3.提高农作物的光合作用效率
• 4.共生固氮微生物和自生固氮微生物的特点 • 5.生物固氮的意义及在农业生产上的应用
高考常见的测试点
1.光合作用过程的细节,C3和C4植物的概念及 叶片结构的特点常以选择题的形式出现.
2.光合作用效率的提高在生产实践中的应用,其 出题方式常以坐标图和实验题的形式出现,特 别是CO2,光和温度对光合作用效率的影响.
3.将”生物固氮”渗入自然界氮循环中进行考 查
本章与其它内容的联系
1.与必修教材<光合作用>整合 2.光合作用与生产实践,如大棚生产、温室、 无土栽培等进行综合。 3.生物固氮与基因工程相联系,解决粮食问题
C3植物：象小麦、水稻、大豆等绝大多数
绿色植物在光合作用暗反应阶段中，吸收的 14CO2被C5化合物固定后只生成2 14C3 。
光合作用与生物固氮
光合作用与生物固氮
第二章光合作用和生物固氮（选修本）
此练习请在10分钟内完成。
可不能的作上标记过后查书。
查书后请把答错的或可不能的题再答一遍。
什么是光合作用？
光合作用的实质是什么？
光能在叶绿体中的转换分为哪三个步骤？
叶绿体类囊体膜上具有吸取和传递光能作用的色素有哪些？
叶绿体类囊体膜上具有吸取、传递光能和将光能转换成电能的色素是什么？
电能转换成活跃化学能的反应式是什么？
C4植物光合作用过程中形成C3吗？
C3植物光合作用过程中形成C4吗？
什么是C3植物？什么是C4植物？
C3植物的叶片维管束鞘细胞含叶绿体吗？
C4植物的叶片维管束鞘细胞含叶绿体吗？
C4植物的叶片维管束鞘细胞的叶绿体有基粒吗？
C4植物的叶肉细胞的叶绿体有基粒吗？
C4植物在高温、光照强烈和洪涝条件下，光合作用比C3植物强吗？
什么是光合作用效率？
有哪些措施能够提升农作物对光能的利用率？
有哪些措施能够提升农作物的光合作用效率？
什么是生物固氮？
固氮微生物有哪两大类？
共生固氮微生物是指什么？
如何观看根瘤菌？
什么是自生固氮微生物？
分离自生固氮微生物所用的培养基中含有硝酸盐吗？
圆褐固氮菌能够分泌生长素吗？能够促进植株的生长和果实的发育吗？
大气中的氮能够直截了当被植物体利用吗？
植物获得氮素的途径有哪些？
固氮有哪些途径？
土壤中的氮素为何会减少？
土壤要紧通过氮肥的施用获得氮素补充？
对小麦进行根瘤菌拌种能够有效地提升作物产量吗？
用豆科植物耕埋或堆沤后施用到农田什么缘故能够提升作物产量？
用生物固氮代替施用氮素化肥的最大好处是什么？。
光合作用与生物固氮
五.生物固氮
㈠固氮微生物的种类； 自生固氮微生物； 必需矿质元素的供应；
㈡生物固氮过程；
氮循环
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光合作用与生物固氮
一.光合作用的过程
（CH2O）
一.光合作用的过程-拓展
二章节光合作用和生物固氮-PPT精选文档
C4植物光合作用暗反应过程
C4途径的意义
在高温、强光和干旱的条件下，能够 利用叶肉细胞间隙中含量很低的CO2进行 光合作用，提高了光合作用的效率。
练习
1）C4植物光合作用过程中的重要特点是 （A） A、既有C4途径又有C3途径
B、只有C4途径没有C3途径
C、先进行C3途径后进行C4途径
D、只有C3途径没有C4途径
二氧化碳的供应
通风透光 使用农家肥料，可以使土壤中微生物的数量增 多，活动增强，分解有机物，放出二氧化碳。 植物的秸秆通过深耕埋于地下，可以通过微生 物的分解作用产生二氧化碳。Βιβλιοθήκη 使用NH4HCO3 肥料
二氧化碳的供应
光合作用强度 C
CO2饱和点
O
B
CO2补偿点
CO2含量
在相同光照和温度条件下，空气中CO2 含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系 如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用 CO2，使光合产量高于m的选项是 A.若a点在a2， b点在b2时 B.若a点在a1， b点在b1时 C.若a点在a2， b点在b1时 D.若a点在a1， b点在b2时
答案：D
必需矿质元素的供应
矿质元素直接或 间接影响光合作用效率， 只有保证必需矿质元素供应，才 能提高光合作用效率。
氮： 叶绿体膜结构的组成成分
NADP＋和ATP的组成成分
叶绿素的组成成分
磷：光合作用有关的酶的组成成分 NADP＋和ATP的组成成分 叶绿体膜结构的组成成分 钾： 与糖类合成、运输有关
（05全国III）右图表示在适宜的温度、 水分和CO2条件下，两种植物光合作用强 度的变化情况，下列说法错误的是（ ） A．当光照强度增加到一定程度时，光合作 用强度不在增加，即达到饱和 B．C3植物比C4植物光合 作用强度更容易达到饱和 C．C4植物比C3植物光能 利用率高 D．水稻是阴生植物，玉 米是阳生植物
【生物课件】第二章 光合作用与生物固氮
①光能转换成电能
包括光能的吸收,传递 h
h
和光化学反应 ：
在光的照射下,
具有吸收和传 递光能的色素
外 围 为
将吸收的光能 天
传递给少数处 线
A PD
光 合 单
于特殊状态的 色 叶绿素a ，使 素
位
这些叶绿素a 被激发而失去 电子(e)。
A PD ——作用中心色素（P），原 初电子供体（D）和原初电子 受体（A）
一、光能在叶绿体中的转换
光能在叶绿体中的转换分为三个步骤： ㈠光能转化为电能 ㈡电能转化为活跃的化学能 ㈢活跃的化学能转化为稳定的化学能。
光能转化为电能及电能转化为跃的化学 能属于光合作用的光反应阶段，活跃的化学 能转化为稳定的化学能属于光合作用的暗反 应阶段。
• 光合作用的全过程
•
光能转化为电能——原初反应
耕地面积不可能增加，如何解决13亿多人 口的吃饭问题？
答案只有一个，那就是提高单位面积的粮 食产量！也就是说，提高作物光合作用的效率 是解决我国13亿人口吃饭问题的唯一出路！
第一节 光合作用
光合作用的实质： 能量方面看：
光合作用将光能最终转换成稳定的化学能。
物质方面看：
光合作用包括①水在光下分解并释放出氧 气②二氧化碳的固定和还原③糖类等有机 物的合成
A PD ——作用中心色素（P），原 初电子供体（D）和原初电子 受体（A）
聚光色素或天线色素——只起吸收和传递 光能,不进行光化学反应的光合色素，全部 叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,大部分叶绿 素a。
作用中心色素——吸收光能或由聚光色素 传递而来的激发能后,发生光化学反应引起 电荷分离的少数特殊状态的叶绿素a。
• 光反应
•
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卡尔文循环三个阶段（羧化阶段、还原阶段和更新阶段）
RuBP羧化酶
1．羧化阶段：核酮糖—1，5二磷酸+CO2 2分子3—磷酸甘油酸
2．还原阶段：3—磷酸甘油酸被ATP磷酸化，形成1，3—二磷酸 甘油酸，再被NADPH+H+还原，形成3—磷酸甘 油醛(PGAld)，这就是糖类（磷酸丙糖）。
3．更新阶段：PGAld经过一系列的转变，再形成RuBP的过程。
在实验中，卡尔文发现，在光照下C3化合物和C5化合物很快 达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后，C3化合物的浓度急速升 高，同时C5化合物的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧 化碳的供应，则C5化合物就积累起来，C3化合物就消失。
澳大利亚科学家Hatch和S1ack在研究玉米、甘蔗等原产热带 地区的绿色植物时发现，当向这些绿色植物提供14CO2时，光合 作用开始后的1s内，竟有90％以上的14C出现在含有四个碳原子 的有机酸(一种C4化合物)中。随着光合作用的进行，C4化合物中 的14C逐渐减少，而C3化合物中的•14C逐渐增多。
地变成碳水化合物的。在卡尔文的研究过程中，14C成了主要工具，
发挥了特别重要的作用。二氧化碳的同化是相当复杂的。卡尔文
等利用放射性核素示踪和纸层析等方法，经过10年的系统研究，
在20世纪50年代提出二氧化碳同化的循环途径，称为卡尔文循环
(the Calvin cycle)。由于这个循环中的二氧化碳受体是一种戊糖
PEP羧化酶
C4途径
化碳
CO2泵
含量 高的 二氧 化碳
RuBP羧化酶C3途径 Nhomakorabea产物
PEP羧化酶与CO2亲和的Km值为7μmol, RuBP羧化酶与 CO2亲和的Km值为450μmol,前者可以固定较低浓度的CO2 C4植物光合作用的产生的淀粉存在于维管束鞘细胞, 如甘蔗、 玉米；C3植物光合作用的产生的淀粉仅积累在叶肉细胞中,如 小麦、水稻。 C4植物较C3植物更适应CO2浓•度低的环境。
•
NADP+ NADPH
两个光系统的协调作用
光系统Ⅰ（PSI）：P700 光系统Ⅱ（PSⅡ）：P680
•
•
2、 电能转换成活跃的化学能
O2 H2O
e H+
ADP+Pi ATP
NADP+ NADPH
贮存活跃化学能的物质：ATP、NADPH
反应式： NADP++2e+H+ 光、酶 NADPH
光、酶
•
2、 C3植物和C4植物叶片结构的特点
C3植物叶片结构
维管束鞘细胞
C4植物叶片结构
C3植物叶片结构维管束鞘细胞不含叶绿体 C4植物叶片结构维管束鞘细胞较大,含没有基粒的叶绿体
C3 – 小麦维管
束鞘细胞无叶绿
体
C4 –玉米维管束
鞘细•胞有叶绿体
C3途径（卡尔文循环）
卡尔文(1911—1997)生于美国明尼苏达州，1931年获得密歇
维管束鞘细胞中的叶绿体
C4 CCOO22
2C3
多种酶参
C3
C5 加催化
(丙酮酸)
(CH2O)
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
C4植物光合作用的C4途径发生在叶肉细胞的叶绿体内， C3途径发生在维管束鞘细胞的叶绿体内
•
② C4植物较C3植物进化的原因
能量
能量
大气 中的 二氧 化碳
含量
低的 二氧
第二章 光合作用与生物固氮
•
第一节 光合作用
一、光能在叶绿体中的转换
（一）、叶绿体的结构与其中的色素
•
•
光合色素 包括：叶绿素、类胡萝卜素， 比例约为3:1。
-CHO in chl b
叶绿素分为a、b，比例约 为3:1。
全部叶绿素和几乎所有的类 胡萝卜素都包埋在类囊体 膜中，与蛋白质以非共价 键结合。
反应阶段
光反应
光反应
暗反应
•
二、 C3植物和C4植物
1、C3植物和C4植物的概念：
C4植物：在光合作用过程中，CO2中的C首先转移 到 C4（草酰乙酸）中，然后才转移到C3中的 绿色植物。如甘蔗、高粱、玉米等
C3植物：在光合作用过程中，CO2中的C转移到 C3 （3-磷酸甘油酸）中，无C4出现的绿色植 物。如水稻、小麦、大豆、棉花等
根采矿技术学院的化学学士学位，1935年获明尼苏达州大学的博
士学位，1944年一1945年在曼哈顿计划中从事铀和钚的研究，
因揭示了植物光合作用的暗反应机理而获得了1961年的诺贝尔化
学奖。
1940年，鲁宾和卡门发现碳的长寿命同位素14C，使卡尔文有
了一种理想的工具来追踪二氧化碳是如何在暗反应阶段中一步步
(核酮糖二磷酸)，故又称为还原戊糖磷酸途径。这个途径的二氧化
碳固定最初产物是一种三碳化合物，故又称为C3途径。沿着C3途
径同化CO2的植物如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物，称
之为C3植物。
•
卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球藻悬浮液，并注 入普通的二氧化碳，然后按照预先设定的时间长度向装置中注入 14C标记的二氧化碳。在每个时间长度结束时，杀死小球藻，使 酶反应终止，并提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现，当 把光照时间缩短为几分之一秒时，磷酸甘油酸(一种C3化合物)占 全部放射性的90％。这就证明了磷酸甘油酸是光合作用中由二 氧化碳转化的第一个产物。在5秒中的光合作用后，卡尔文找到 了含有放射性的C3化合物、C5化合物和C6化合物。
叶绿素b（C55H70O6N4Mg）
胡萝卜素（C40H56） 叶黄素（C40H56O2）
叶绿素a（C55H72O5N4Mg）
少数--作用中心色素 多• 数--天线色素
（二） 光能在叶绿体中的转换
光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能 1、光能转换成电能 条件：光、色素、酶
聚光色素
C e
AD
H2O
2H2O → O2+4H++4e-
卡尔文循环的总反应式：
3CO2+3H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→PGAld+6NA
DP++9ADP+9Pi
6分子的CO2参与反应生成的糖？ 循环使用的RuBP为几个分子？
•
3、C3途径和C4途径
① C4途径
CO2
叶肉细胞中的叶绿体 C4
C3 (PEP)
ADP+Pi PEP羧化酶
ATP
ADP+Pi
ATP
•
3、活跃的化学能转换成稳定的化学 能
ADP+Pi ATP 供能
NADP+ NADPH 供氢、供能
（CH2O）
暗反应
CO2
光合作用各种能量转变概况:
能量转变
光能 → 电能 → 活跃的化学能 → 稳定的化学能
贮存能量的物质 光量子 电子 ATP、NADPH
糖类等
进行转变的部位 基粒囊状结构薄膜 基粒囊状结构薄膜 基质