Transcript (一)光合作用
第二章 第三節 光合作用 與呼吸作用 課程概念 植物的能量代謝 光合作用 場所 葉 綠 體 反應過程 光 反 應 暗 反 應 呼吸作用 影 響 因 素 生態功能 場所 粒 線 體 反應過程 有 氧 呼 吸 生理功能 無 氧 呼 吸 影 響 因 素 壹、光合作用及其影響因素 一.光合作用 (一)定義： 植物利用光能， 將水和二氧化碳合成醣類 (二)器官：葉為主要器官 (三)場所：細胞內的葉綠體 (一)光合作用 (四)葉綠體構造 1.雙層膜：由外膜和內膜構成 2.基質 (stroma)： (1)定義：葉綠體內的 液體物質 (2)主要成分： A.蛋白質 B.少量的核酸 (一)光合作用 3.葉綠囊(thylakoids)： (1)位置：基質之中 (2)構造：扁平膜囊 (3)葉綠餅 (grana)： A.扁平膜囊 多層相疊而形成 B.葉綠餅之間 有通道相連 (4)色素： 葉綠素（chlorophyll） (一)光合作用 (五)反應式： (六)過程： (1)光反應 反應場所：囊狀膜 必須有光才能進行 將吸收的光能轉變成化學能，儲存於ATP與 NADPH中 H2O 光能 葉綠素 O2 (↑) + H+ + e－ H+ + e－ + NADP+ + ADP + Pi NADPH + ATP 葉綠體內的色素 所在位置：囊狀膜上 光合色素的種類 葉綠素 類胡蘿蔔素、葉黃素 葉綠體的囊狀膜上除了含 有葉綠素外，還含有其他輔助 色素如：由橙黃色至棕紅色的 類胡蘿蔔素和葉黃素等，這些 色素都可以吸收特殊波長的光， 並將所吸收的光能轉移給葉綠 素，以進行「光反應」 課本圖2-22 (1)光反應 光水解，產生O2 電子傳遞 ATP、NADPH形成 ATP、NADPH形成 電子傳遞的能量促ATP及NADPH 的形成，可用於暗反應。 ATP 三磷酸腺苷 ATP → ADP + Pi + 能 高能化合物，可提供能量 NADPH 菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷磷酸 NADP+ + e- + H+ → NADPH 輔酶，高能化合物，可提供能量 NADP+ NADPH H+ H+ H+ 2e- H2O H2O 2e- H+ H+ H+ H+ 2e- H+ H+ 2 2e- 2e- H+ 1O 2 2 NADP+ NADPH H+ 2e- 2e- H+ H+ H+ 2e- H+ ADP+Pi ADP+Pi H+ ATP ATP 2e- (一)光合作用 2.暗反應──卡爾文循環 (Calvin cycle)： 光反應 葉綠體基質：ATP 和 NADPH 提供 能量 二 氧 化 碳 卡爾文循環 醣類 (2)暗反應(碳反應) 反應場所：基質 不需要直接依賴光能進行 (但仍於白天進行暗反 應) 需要利用光反應所產生的ATP與NADPH CO2 + NADPH + ATP →C6H12O6 + NADP+ + ADP + Pi 課本圖2-21 (二)影響因素 二.影響因素 (一)植物本身：碳三、碳四、CAM 植物 (二)非生物因素： 1.主要因素：不同波長的光、光照強度 在特定波長範圍內 (1)光照強度與光反應效率成正比 (2)光照強度太強時→會破壞參與光合作用 的酵素系統→阻礙光合作用的進行 二、影響因素 2.溫度：影響酵素活性→對暗反應的影響較大 3.水： (1)光反應的原料 (2)影響氣孔開閉→影響氧及二氧化碳的進出 →二氧化碳為暗反應的原料 4.土壤中氮、鉀、鎂等無機鹽的供給： 影響植物的生長及酵素活性 →影響光合作用的進行 光反應v.s.暗反應 貳、呼吸作用及其影響因素 一.呼吸作用： (一)定義：細胞將葡萄糖氧化，釋出能量的過程 (二)功能： 1.產生的能量一般以「ATP」 的形式儲存 2.當細胞生理代謝需要能量時， 由 ATP釋出能量以供利用 (三)種類：有氧呼吸、無氧呼吸 (一)呼吸作用：有氧呼吸 1.有氧呼吸 (1)狀態：「有氧」情況下 (2)場所： A.粒線體 (a)外膜 (b)內膜：形成褶皺 (c)膜間腔 (d)基質 B.細胞液 (一)呼吸作用：有氧呼吸 (3)反應式： (4)過程： A.細胞液：糖解作用 葡萄糖 酵素 催化 少量能量(2ATP) ＋ 3碳 丙酮酸 進入粒線體 (一)呼吸作用：有氧呼吸 B.粒線體： 丙酮酸 氧 克氏循環 電子傳遞鏈 細胞液：糖解作用 二氧化碳 ＋ 水 ＋ 大量能量 (一)呼吸作用：有氧呼吸 (5)能量：一分子的葡萄糖經有氧呼吸 A.一部分能量：約可產生36 個ATP 分子 B.其餘的能量：轉變成熱能散失 C A＋B ＋C 約36 個ATP A B (1)有氧呼吸 可提供能量的物質： 醣類、脂質和蛋白質 分解成小分子養分，再進行呼吸作 用，產生ATP，供細胞利用。 是細胞主要的呼吸作用方式 (2)無氧呼吸 反應時機：在缺氧環境下，產生能量的方 式 過程（全部在細胞質內進行） 葡萄糖→丙酮酸＋少許能量 丙酮酸→乙醇（酒精）或乳酸 無氧呼吸所釋出的能量較有氧呼吸少 類型： 酒精醱酵（alcohol fermentation） 乳酸醱酵（lactic fermentation） 課本圖2-26 (2)無氧呼吸--- 酒精醱酵 反應式： 植物、酵母菌 C2H5OH + CO2 (2)無氧呼吸--- 乳酸醱酵 反應式： 乳酸菌、動物的骨骼肌 乳酸 (2)無氧呼吸 特點： 無氧呼吸產生的能量較少 細胞行無氧呼吸獲取少量能量以度 過缺氧時期 (二)影響因素 二.影響因素 (一)主要因素： 1.溫度→影響酵素活性 →直接影響呼吸作用的化學反應速率 2.氧： (1)有氧：有氧呼吸→約 36 個 ATP 分子 (2)無氧：無氧呼吸→2 個 ATP 分子 (二)植物本身： 1.植物年齡 2.組織種類 3.細胞狀態 參、光合作用與呼吸作用的生態功能 一.能量流動 生物維持生命的能量，多是直接或間接 來自於太陽能 (一)光合作用： 綠色植物藉由光合作用 →將太陽的光能轉變為化學能 →儲存於有機養分中：葡萄糖、澱粉、 蛋白質、脂質等 →提供自身及其他生物利用 參、光合作用與呼吸作用的生態功能 (二)呼吸作用： 生物可藉呼吸作用將有機物分解 →將其中的化學能轉存於ATP中 →再經由ATP 轉變成其他形式的能量釋出 如：光能、電能、化學能、機械能 →以進行生理代謝 參、光合作用與呼吸作用的生態功能 二.元素循環 (一)光合作用：植物進行光合作用時， 吸收二氧化碳、釋出氧 (二)呼吸作用：動、植物進行呼吸作用時， 吸收氧，釋出二氧化碳 生態功能： 1.平衡空氣中氧和二氧化碳成分比例 2.環境中的碳、氫、氧等元素循環利用 再 想 一 想 ！ 還 有 問 題 嗎 ？ The End