1、光合作用,俗話說：“萬物生長靠太陽”，為什么這么說呢？我們來看一組數(shù)據(jù)： 地球表面上的綠色植物每年大約制造 4400億噸有機物； 地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約為7111018kJ，這個數(shù)字大約相當(dāng)于240000個三門峽水電站所發(fā)出的電力。,綠色植物儲存在有機物中的能量來自哪呢？,太陽能,太陽的光能又是 通過什么途徑進 入植物體內(nèi)的？,實驗組,對照組,向綠色植物提供H2O、 C18O2 ,釋放的氧是O2,結(jié)論:光合作用釋放的氧全部來自水,向綠色植物提供H218O、CO2 , 釋放的氧是18O2,魯賓和卡門實驗,1、光合作用的場所,（1）分布： 葉肉細胞（主要） 保衛(wèi)細胞 幼嫩莖的皮層細胞

2、 某些果實的表皮細胞 等,（2）形態(tài)：扁平的橢 圓形或球形,1、光合作用的場所,葉綠體,（3）結(jié)構(gòu):外膜、內(nèi) 膜、基粒、基質(zhì),（4）捕獲光能的色素 位于,類囊體的薄膜上(即光合膜上),色素 酶,色素,葉綠素,類胡蘿卜素,葉綠素a,葉綠素b,葉黃素,胡蘿卜素,吸收可見的太陽光,葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,（C、H、O、N、Mg）,（C、H）,2、葉綠體中的色素,功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能,功能： 吸收、傳遞光能,恩吉爾曼的實驗,可見光透過三棱鏡,葉綠體色素吸收光譜,波 長 /nm,2、葉綠體中的色素,為什么絕大多數(shù)植物葉片是綠色的?,為什么有些植物葉片在不同時期顏色不同

3、呢？,思考:,魯賓和卡門實驗,同位素標(biāo)記法：放射性同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。用放射性同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會改變。科學(xué)家通過追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。,一、光反應(yīng),場所：,類囊體膜上,：水的光解和放氧，奪取水中的電子供給光系統(tǒng),：還原NADP+,光合作用的光反應(yīng)示意圖,：水的光解和放氧，奪取水中的電子供給光系統(tǒng),：還原NADP+,葉綠素、類胡蘿卜素蛋白質(zhì)復(fù)合體,光系統(tǒng),葉綠素、類胡蘿卜素蛋白質(zhì)復(fù)合體,光能,葉綠素中低能電子激發(fā)并呈高能狀態(tài)，色素缺失電子,失能電子進入光系統(tǒng),ATP,水分解供電子,ADP+Pi,獲能,葉

4、綠素、類胡蘿卜素蛋白質(zhì)復(fù)合體,光能,葉綠素中低能電子被激發(fā)并呈高能狀態(tài)，色素缺失電子,NADP+與H+接受2個高能電子生成NADPH,光系統(tǒng)提供電子,光系統(tǒng),光反應(yīng)發(fā)生的變化,（2）光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能,（1）水在光下裂解為H、O2和電子,（3）水光解產(chǎn)生的氫（ He ）在光下將 NADP還原為NADPH,梅爾文卡爾文,1961年諾貝爾化學(xué)獎獲得者，通過化學(xué)分析，闡明光合作用中碳化合物的合成過程，即發(fā)現(xiàn)卡爾文循環(huán),二、碳反應(yīng),場所：葉綠體基質(zhì),3,3,6,1,5,CO2+核酮糖二磷酸,酶,C6,酶,2C3,C3,ATP,ADP+Pi,NADPH,NADP+,三碳糖磷酸,如何再生核

5、酮糖二磷酸（RuBp）？生成一個C6H12O6要經(jīng)過幾次卡爾文循環(huán)？,3個CO2,6個三碳糖磷酸,1個保持用于糖的生成或其他,5個經(jīng)一系列變化再生為3個RuBp,？,問題 探討,碳反應(yīng)的產(chǎn)物又是如何被植物體利用的呢？,卡爾文循環(huán) （3輪）,葉綠體,細 胞 溶 膠,光反應(yīng)：,碳反應(yīng)：,需要-水與光；產(chǎn)物- O2、ATP、NADPH,原料-CO2 、 ATP、NADPH ；產(chǎn)物-糖,NADPH：與NADH是同一類輔酶，都是氫載體，比NADH多一個磷酸基團。其氧化態(tài)為NADP+ 。,光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換,H2O,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,C3,C5,CO2,（CH2O）,光能轉(zhuǎn)換

6、成電能,電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能,活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能,光反應(yīng),碳反應(yīng),吸收傳遞光能的色素,（類囊體上進行）,（葉綠體基質(zhì)中進行）,還原,酶,酶,酶,酶,酶,酶,3.光合作用過程,總方程式,小結(jié),葉綠體類囊體膜上,葉綠體基質(zhì)中,光、色素、酶,酶、NADPH 、ATP(有無光均可),水在光下裂解,光能ATP 、NADPH中活躍的化學(xué)能,ATP 、NADPH中活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能,CO2的固定：,ATP的合成,1、光反應(yīng)是碳反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為碳反應(yīng)的進行提供NADPH和ATP 2、碳反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，碳反應(yīng)水解ATP生成ADP和Pi為光反應(yīng)的物質(zhì)(ATP)合成提供原料,CO

7、2的還原：,NADP+被還原成NADPH,6CO2+12H2O,光能,葉綠體,C6H12O6+6H2O+6O2,元素來龍去脈,元素轉(zhuǎn)移,O元素:,H2O,有機物、H2O,C元素:,CO2,C3,H元素:,H2O,有機物、H2O,CO2,C3,光合作用的實質(zhì)和影響光合速率的條件,光合作用的實質(zhì)：,能量轉(zhuǎn)化：,物質(zhì)轉(zhuǎn)變：,環(huán)境因素影響光合速率,光合速率:,或稱光合強度，是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳、制造多少有機物）。,影響因素：,光照（光強度、光質(zhì)）、溫度、空氣中的二氧化碳濃度,1）光照 （1）光強度：在其他條件都適宜的情況下，在

8、一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強度提高而加快。當(dāng)光照強度高到一定數(shù)值后，光照強度再提高而光合速率不再加快，這種現(xiàn)象叫光飽和現(xiàn)象。,開始達到光飽和現(xiàn)象的光照強度為光飽和點。隨著光照強度減弱，光合速率減慢，當(dāng)減弱到一定的光照強度時，光和吸收的二氧化碳與呼吸釋放二氧化碳的量幾乎相等，此時的光照強度為光補償點。陰生植物的光飽和點與光補償點一般都低于陽生植物。,A,B,光照強度,0,陽生植物,陰生植物,B：光補償點,C：光飽和點,應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。,C,光補償點、光飽和點 ： 陽生植物 陰生植物,C,B,注意：,1、光合作用與呼吸作用的關(guān)系,表觀光合速率：不算呼吸作用放出的二氧化碳量，

9、只算從外界吸收的二氧化碳量，即是在光下測定的二氧化碳的吸收量。,真正光合速率：是指植物在光下實際把二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機物的 量，即在單位時間、葉面積從外界吸收和自身呼吸釋放二氧化碳的量。,如何計算一天的光合積累量？,例：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答： 1為什么710時的光合作用強度不斷增強？ 2為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？ 3為什么1417時的光合作用強度不斷下降？,1710時的光照不斷增強，所以光合作用強度不斷增強。 212時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，所以光合作用強度明顯減弱。 31417時的光照不斷減弱，所以

10、光合作用強度不斷減弱。,光合速率與光照強度、時間的關(guān)系,例：用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內(nèi)O2最少的是 A綠色罩 B紅色罩 C藍色罩 D紫色罩,（2）光質(zhì),自然光 藍紫光 紅光 黃光 綠光,光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進行光合作用。,2)影響光合速率的因素溫度,應(yīng)用：,增加晝夜溫差,光 合 作 用 速 率,CO2濃度,3)影響光合速率的因素二氧化碳濃度,規(guī)律:,二氧化碳含量很低時，綠色植物不能制造有機物，在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2的濃度增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。,

11、應(yīng)用：,通風(fēng)、施用農(nóng)家肥,光合作用與呼吸作用的區(qū)別,CO2、H2O,O2、葡萄糖等有機物,O2、葡萄糖等有機物,CO2、H2O等,貯藏能量的過程： 光能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能,釋放能量的過程： 穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能,有葉綠體的活細胞，葉綠體,活細胞，線粒體、細胞質(zhì),光照下才可發(fā)生,光下、暗處都可發(fā)生,光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算,光合作用反應(yīng)式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反應(yīng)式： 需氧呼吸：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 厭氧呼吸：C6H12O62C2H5OH2CO2,實測CO2吸收量 光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2釋放量 實測O

12、2釋放量 光合作用O2釋放量-呼吸作用O2消耗量,1.在光合作用過程中，不屬于暗反應(yīng)的是 A.CO2與五碳化合物結(jié)合 B.三碳化合物接受ATP釋放的能量 C.H2O的氫傳遞給NADP+ D.NADPH的氫傳遞給三碳化合物 2.離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定光合作用時，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短暫時間內(nèi)葉綠體中C3化合物與C5化合物相對含量的變化是 A. C3化合物增多、 C5化合物減少 B. C3化合物增多、 C5化合物增多 C. C3化合物減少、 C5化合物增多 D. C3化合物減少、 C5化合物減少 3.對某植株作如下處理：（甲）持續(xù)光照10min；（乙）光照5s再黑暗處理5s，連續(xù)交

13、替進行20min。若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植株所制造的有機物總量是 A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.無法確定,課后習(xí)題,4、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,5、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,6、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時葉肉細胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是 A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降,C,7、某科學(xué)家用含有14C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A、CO2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、CO2 三碳化合物 糖類,D,8、在光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是 A、光能 ATP 葉綠素 葡萄糖 B、光能 葉綠素 ATP 葡萄糖 C、光能 葉綠素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,9.將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時減少36mg，