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1.4.9 固碳反应在线视频

1.4.9 固碳反应

下一节:1.4.10 C4途径与CAM途径

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1.4.9 固碳反应课程教案、知识点、字幕

现在我们来分析

光合作用的第二个阶段反应

固碳反应

二氧化碳的同化是光合作用中的固碳反应

所谓固碳反应是指叶绿体

利用光反应中产生的ATP和NADPH

将二氧化碳还原

生成糖的过程

这步反应是在叶绿体的基质中完成的

从能量转换的角度来看

固碳反应是将活跃的化学能

转化成稳定的化学能的过程

这里需要澄清一个概念

有的教科书中将光合作用的

第二阶段反应称为暗反应

这种命名方式呢

很容易产生歧义

似乎糖的生成是不需要光照的

但是事实并非如此

虽然这步反应

不直接需要光

但是在大多数植物体内

只有在白天

有光反应发生的时候才会生成糖

这是为什么呢

请看这张光合作用的示意图

只有在有光的情况下

才会有光反应发生

才会产生大量的ATP和NADPH

而ATP和NADPH

是为固碳反应提供能源的

有了能量保障

才会有糖的生成

也就是说

只有在有光存在的条件下

才能进行第二步反应

因此呢

将这步反应

称为固碳反应更为恰当

高等植物的碳同化有三条途径

卡尔文循环

C4途径

和景天酸代谢途径

其中卡尔文循环

是碳同化的基本途径

具备合成糖等产物的能力

而其他两条途径只能固定

浓缩和转运二氧化碳

不能单独形成糖

下面我们就先来看看

卡尔文循环是如何进行的

发现这一循环途径的

是一位美国的生物化学家M.Calvin

为了纪念他

这一循环就用的他的姓来命名

称为卡尔文循环

他因此获得了1961年的诺贝尔奖

那么这个卡尔文(Calvin)循环

说明的是什么问题呢

它说明的是

二氧化碳是如何被还原生成糖的

这是卡尔文(Calvin)循环示意图

分为三个阶段

第一个阶段是羧化阶段

也就是二氧化碳的固定

在RuBP酶的催化下

五碳的核酮糖-1,5二磷酸

将二氧化碳固定

生成一个三碳的化合物甘油酸-3-磷酸

第二个阶段是

还原阶段

是光反应与固碳反应的结合点

光反应中生成的ATP和NADPH

主要就是用于这个阶段

由ATP供能 NADPH呢

供氢

通过这一阶段的反应

三碳的甘油酸-3-磷酸

被还原成甘油醛-3-磷酸

这时糖已经生成

光合作用合成糖的过程已经完成

紧接着呢 甘油醛

-3-磷酸再进一步转化成

葡萄糖和各种多糖

但这些反应已经不属于卡尔文循环了

第三个阶段呢是RuBP(核酮糖-1,5二磷酸)的再生

它包括多步反应

简单的来说就是三碳糖变成五碳糖

再次生成RuBP

既然在还原阶段已经完成了糖的合成

为什么还需要这步反应呢

因为只有保证足够的RuBP

这个循环才能持续进行

光合作用也才能够持续进行

RuBP的再生也需要消耗ATP

这是卡尔文循环的净反应方程式

从中我们可以看出

要生成一个分子的葡萄糖

需要6分子的二氧化碳

消耗18ATP和12NADPH

卡尔文循环利用ATP和NADPH之后

后产生的ADP和NADP+

又会用于光反应

再形成ATP和NADPH

现在我们来总结一下光合作用全过程

光合作用分两个阶段

光反阶段呢

是在叶绿体的类囊体膜中进行的

主要完成的是能量的转换

光系统II接受光子

激发出一个高能电子

送入电子传递链

通过光合磷酸化的方式

形成ATP分子

同时呢水光解

释放出氧气

光系统I受光激发

再释放一个高能电子

用来推动NADPH的合成

固碳反应呢

是在叶绿体基质中进行

利用光反应生成的ATP和NADPH

二氧化碳经过卡尔文循环

生成糖类

ADP和NADP+呢

可以循环利用

经过光反应

再次形成ATP和NADPH

总之光合作用

就是叶绿体吸收并利用光能

将二氧化碳和水合成为碳水化合物

并释放氧气

将光能转换成化学能的过程

我们可以将光合作用写成这样一个简化的反应式

从这个反应式中我们可以看出

要形成一分子的葡萄糖

需要六分子二氧化碳和六分子水

结果会生成一分子的葡萄糖释放六分子的氧气

刚才我们回顾了光合作用的全过程

在植物细胞中

它同时含有叶绿体和线粒体

那么这两个能量转换器

是如何相互协作

完成能量转换的呢

首先在植物细胞的叶绿体中

进行光合作用

经过光反应

叶绿体将光能

转变成了活跃的化学能

储存在ATP和NADPH中

并释放了氧气

在固碳反应阶段

叶绿体利用ATP和NADPH

经过卡尔文循环

固定二氧化碳

将活跃的化学能

转变为稳定的化学能

储存在葡萄糖分子中

紧接着

葡萄糖分子

或者参与物质代谢

或者进一步生物氧化

葡萄糖分子经过糖酵解反应

生成丙酮酸

丙酮酸进入线粒体基质中

在有氧气条存在的条件下

经过柠檬酸循环和氧化磷酸化

被氧化成了二氧化碳和水

并将化学能转变成了

生物体可以利用的ATP

生成的ATP

可供应植物体各种生命活动的需要

二氧化碳和水又可用于光合作用

这样就完成了一个能量循环

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.4.9 固碳反应笔记与讨论

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