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(jī)物； 地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7111018kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力。,綠色植物儲(chǔ)存在有機(jī)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(jìn) 入植物體內(nèi)的？,結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來自于土壤，而是完全來源于水。,+74.7kg,0.057kg,17世紀(jì)比利時(shí) 海爾蒙特 柳苗栽培實(shí)驗(yàn),1771年，英，普里斯特利的實(shí)驗(yàn),1864年，德，薩克斯的實(shí)驗(yàn),1880年，美，恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn),20世紀(jì)30年代，美，魯賓和卡門

2、的實(shí)驗(yàn),光合作用的發(fā)現(xiàn),1779年，荷，英根豪斯的實(shí)驗(yàn),普利斯特利實(shí)驗(yàn),普利斯特利實(shí)驗(yàn),結(jié)論：植物可以更新空氣。,結(jié)論1：只有在光下 植物才能更新空氣。,結(jié)論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。,普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功,英根豪斯實(shí)驗(yàn),綠色葉片,黑暗處理,遮光曝光,碘蒸汽,不變藍(lán) 變藍(lán),結(jié)論：綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉。,薩克斯實(shí)驗(yàn),恩吉爾曼實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組,對(duì)照組,將水綿和好氧細(xì)菌放在無空氣的黑暗環(huán)境中,極細(xì)光束照射水綿,好氧細(xì)菌集中在被照葉綠體部位,將水綿和好氧細(xì)菌暴露在光照下,好 氧細(xì)菌集中在葉綠體所有受光部位,結(jié)論：氧是葉綠體所釋放的,葉綠體是綠色植物光合作用的場所,恩

3、吉爾曼的第二個(gè)實(shí)驗(yàn),魯賓和卡門實(shí)驗(yàn),同位素標(biāo)記法：放射性同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)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(huì)改變?？茖W(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(xì)過程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。,實(shí)驗(yàn)組,對(duì)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(shí)驗(yàn),光合作用的場所葉綠體,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(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,光合作用過程,總方程式,光反

4、應(yīng),碳反應(yīng),需要水與光,產(chǎn)物是O2、ATP、NADPH,需要CO2 、 ATP、NADPH ，產(chǎn)物是糖,NADPH：與NADH是同一類輔酶，都是氫載體，比NADH多一個(gè)磷酸基團(tuán)。其氧化態(tài)為NADP+ 。,一、光反應(yīng),場所：,類囊體膜上,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(jìn)入光系統(tǒng),ATP,水分解供電子,ADP+Pi,獲能,葉綠素、類胡蘿卜素蛋白質(zhì)復(fù)合體,光能,葉綠素中低能電子被激發(fā)并呈高能狀態(tài)，色素缺失電子,NADP+與H+接受2個(gè)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

5、中的化學(xué)能,（1）水在光下裂解為H、O2和電子,（3）水中的氫（ 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(jiǎng)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),CO2+核酮糖二磷酸,酶,C6,酶,2C3,C3,ATP,ADP+Pi,NADPH,NADP+H+,三碳糖磷酸,如何再生核酮糖二磷酸（RuBp）？生成一個(gè)C6H12O6要經(jīng)過幾次卡爾文循環(huán)？,3個(gè)CO2,6個(gè)三碳糖磷酸,1個(gè)保持用于糖的生成或其他,5個(gè)經(jīng)一系列變化再生為3個(gè)RuBp,？,光能轉(zhuǎn)換成ATP中活躍的化學(xué)能,ATP中活躍的化學(xué)能變成有機(jī)物

6、中穩(wěn)定的化學(xué)能,光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 H 和ATP,暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料,水的光解 H2O 2H+1/2O2 合成ATP ADP+Pi ATP,CO2的固定CO2+C5 2C3 三碳的還原2C3 三碳糖,光,酶 光能,酶,酶 ATP H,光反應(yīng)和碳反應(yīng)的比較,環(huán)境因素影響光合速率,光合速率:,或稱光合強(qiáng)度，是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳）。,影響因素：,光強(qiáng)度、溫度、空氣中的二氧化碳濃度,1）光照強(qiáng)度：在其他條件都適宜的情況下，在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強(qiáng)度提高而加快。當(dāng)光照強(qiáng)度高到一定數(shù)值后，光照

7、強(qiáng)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(dá)到光飽和現(xiàn)象的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)。隨著光照強(qiáng)度減弱，光合速率減慢，當(dāng)減弱到一定的光照強(qiáng)度時(shí)，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(shí)的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)。陰生植物的光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)一般都低于陽生植物。,A,B,光照強(qiáng)度,0,陽生植物,陰生植物,B：光補(bǔ)償點(diǎn),C：光飽和點(diǎn),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(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn) ： 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，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

8、速率：是指植物在光下實(shí)際把二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的 量，即在單位時(shí)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(jì)算一天的光合積累量？,2）二氧化碳濃度；,二氧化碳含量很低時(shí)，綠色植物不能制造有機(jī)物，隨著二氧化碳含量的提高，光合作用增強(qiáng)；當(dāng)二氧化碳含量提高到一定程度時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨二氧化碳含量的提高而增強(qiáng)。,3）溫度的高低,光合作用有一個(gè)最適溫度，一般溫帶植物的最適溫度常在25左右,？,光合作用與呼吸作用的區(qū)別,光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算,光合作用反應(yīng)式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反應(yīng)式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O

9、 無氧：C6H12O62C2H5OH2CO2,實(shí)測CO2吸收量 光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2釋放量 實(shí)測O2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(jìn)行穩(wěn)定光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短暫時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3化合物與C5化合物相對(duì)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(duì)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)交替進(jìn)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(jī)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.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(shí)增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時(shí)減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時(shí)能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請(qǐng)回答： （1）比較在上述條件下，光照時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時(shí)呼吸作用的強(qiáng)