1、光合作用的過程,2008年12月 蘇裕,葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。,每個葉肉細(xì)胞內(nèi)含有20-100個葉綠體，葉綠體呈橢圓球形，具有雙層膜，每個葉綠體內(nèi)有幾十個基粒，每個基粒由多個類囊體重疊而成，類囊體是由膜圍成的空心餅狀結(jié)構(gòu)，類囊體膜上分布著光合作用有關(guān)的各種色素，大大增加了接受光的面積,一、葉綠體中的色素,（橙黃色）,葉綠體中的多種色素可以通過紙層析方法分離顯示,葉綠素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,葉片的顏色,在綠色植物的葉片中，葉綠素的含量通常是類胡蘿卜素含量的4倍，因此葉片總是呈現(xiàn)綠色。當(dāng)葉片衰老或環(huán)境條件不良時（如干旱、高溫、寒冷等），

2、葉綠素比類胡蘿卜素更容易被破壞，其含量降低，葉片由此顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色。 光合作用的色素分布在類囊體膜上。 無論是晴天（全光譜的光）還是陰天（藍(lán)紫光）綠色植物都能（通過葉綠素）利用太陽光進(jìn)行光合作用。 所有吸收的光能，最后都要傳遞給葉綠素a才能用于光合作用。,二、光合作用的反應(yīng)過程,光,葉綠素a,氧化的 葉綠素a,光,H2O,O2,e,H+,e,ADP+Pi,ATP,NADP+,NADPH,供能,供氫,2C3,(CH2O)n,C5,CO2,固定,還原,多種酶參與,光反應(yīng),暗反應(yīng),光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,光合作用總反應(yīng)式,2H2O O2 + 4H+ + 4e- NADP+ + 2e- + H+

3、 NADPH ADP + Pi ATP CO2 + 3ATP + 2NADPH + 2H+ (CH2O) + 3ADP + 3Pi + 2NADP+ + H2O,2H2O* + CO2 O2* + (CH2O) + H2O,H2O* + CO2 O2* + (CH2O),光合作用的概念解釋,光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放O2的過程。,不但提出物質(zhì)轉(zhuǎn)化（無機(jī)物變成有機(jī)物），還提出了能量轉(zhuǎn)化（把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能） 光合作用的場所葉綠體 不要把葉綠體寫成葉綠素 不要把有機(jī)物寫成葡萄糖或者淀粉,光合作用是葉綠體吸收并利用光能，將CO2和H2

4、O合成有機(jī)物質(zhì)并釋放O2，將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的過程。,光合作用的意義,1.把無機(jī)物變?yōu)橛袡C(jī)物 約合成5千億噸/年 2.把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榭少A存的化學(xué)能 轉(zhuǎn)化3.21021J/y的日光 3.維持大氣中O2和CO2的相對平衡 釋放出5.35千億噸氧氣/年 4.促進(jìn)生物進(jìn)化,C3植物和C4植物,C3植物：在光合作用過程中，CO2中的C只被轉(zhuǎn)移到C3中。如：小麥、水稻、大豆、馬鈴薯,C4植物：在光合作用過程中，CO2中的C首先被轉(zhuǎn)移到C4中，然后再轉(zhuǎn)移到C3中。如：高粱、玉米、甘蔗,（一）C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體 葉肉細(xì)胞排列疏松，都含有葉綠體,圍繞維管束的是呈“花環(huán)型”的

5、兩圈細(xì)胞： 里面：維管束鞘細(xì)胞 （含有沒有基粒的葉綠體） 外面：是一部分葉肉細(xì)胞 （含有正常的葉綠體）,（二） C3途徑和C4途徑,C3植物： C3途徑,C4植物： C3途徑和C4途徑,Calvin cycle,Movie,C4 how it works,Creates high conc of CO2,Has PEPcarboxylase,三、影響光合作用的因素,光合速率：光合作用的強(qiáng)度，又稱為光合速率。 光合作用速率可以用一定量的植物（如一定量的葉面積）在單位時間內(nèi)進(jìn)行光合作用釋放O2或消耗CO2的量來表示。 影響光合作用的因素： 內(nèi)在因素：植物體自身生長發(fā)育的不同階段、生長狀態(tài) 外在因素

6、：光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、其他方面（如水、礦質(zhì)元素）等,1、光照強(qiáng)度,CO2 吸 收 量,CO2 釋 放 量,光照強(qiáng)度,在黑暗中呼吸所釋放出的CO2量,光補(bǔ)償點(diǎn),光飽和點(diǎn),A,B,C,A點(diǎn)處光照強(qiáng)度=0，不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用,B點(diǎn)處CO2吸收量=CO2釋放量，也就是CO2的凈含量為0，此時的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)。,C點(diǎn)處所對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，也就是即使光照強(qiáng)度再增加，光合作用強(qiáng)度也增加很少,總光合作用：植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。 凈光合作用：在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收CO2總量）中扣除掉在這一段時間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO

7、2）后，凈增的有機(jī)物的量。,凈 光 合 作 用,總光合作用,2、溫度,在一定溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。,在一定光照強(qiáng)度下，提高溫度可以促進(jìn)光合作用，同樣也可以促進(jìn)呼吸作用,3、 CO2濃度,A,B,C,植物能夠進(jìn)行光合作用積累有機(jī)物質(zhì)的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，例如圖中的A點(diǎn)。 在一定范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)度也增加，如圖中A、B之間范圍內(nèi)。 當(dāng)CO2濃度繼續(xù)增加時，光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少，此時的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)，如圖中的B點(diǎn)。 如果CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而下降，甚至引起植物CO2中毒，影響植物正常的生長發(fā)育。例如圖中B、C之間。,4、礦質(zhì)元素,1）氮是催化光合作用過程各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成