高二生物《第3章第5节光合作用》课件

光合速率与光照强度、时间的关系
例：下图是夏季晴朗的白天，
某种绿色植物叶片光合作用强度 的曲线图。分析回答： 1．为什么7～10时的光合 作用强度不断增强？ 2．为什么12时左右的光 合作用强度明显减弱？ 3．为什么14～17时的光 合作用强度不断下降？ 1．7～10时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。 2．12时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化 碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。 3．14～17时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。
原料 产物 能量 转换 发生 部位 发生 条件 CO2、H2O O2、葡萄糖等有机物
呼吸作用
O2、葡萄糖等有机物
CO2、H2O等
释放能量的过程： 稳定的化学能→活 跃的化学能
活细胞，线粒体、细胞 质 光下、暗处都可发生
贮藏能量的过程： 光能→活跃的化学能 →稳定的化学能
有叶绿体的活细胞，叶绿 体
光照下才可发生
ADP+Pi+能量 H2O 光 1/2O2+2H+ +2e酶 ATP
叶绿体基质中
酶、NADPH 、ATP(有无光均可) ①CO2的固定： CO2+C5 酶 2三碳酸 ②CO2的还原： 2三碳酸 NADPH、 AT P 三碳糖 酶 C5 ATP 、NADPH中活跃的化学 能→有机物中稳定的化学能
区
别
物质 变化
胡萝卜素
吸收可见 的太阳光 叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
吸收、传递 光能
xanthophyll
OH
可见光透过三棱镜
恩 吉 尔 曼 的 实 验
叶 绿 体 色 素 吸 收 光 谱
波 长 /nm
2、叶绿体中的色素
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 层析液 培养皿
插滤纸条
思考: 为什么绝大多数植物叶片是绿色的?
为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？
鲁宾和卡门实验
同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质
的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物， 化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素 标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这 种方法叫做同位素标记法。
一、光反应
场所： 类囊体膜上
：水的光解和放氧，夺取水中的电子 供给光系统Ⅰ
能量 转换
③NADP+被还原成 NADPH 光能→ATP 、NADPH 中活跃的化学能
1、光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应的进行提供 NADPH和ATP 联系 2、碳反应是光反应的继续，碳反应水解ATP生成ADP和Pi 为光反应的物质(ATP)合成提供原料
元素来龙去脉
光能 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O 叶绿体
7、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C 原子，14C的转移途径是（ ） D A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类
8、在光合作用过程中，能量的转移途径是 B
A、光能 B、光能 C、光能 D、光能 ATP 叶绿素 叶绿素 ATP 叶绿素 ATP CO2 CO2 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖
应用： 增加昼夜温差
3)影响光合速率的因素————二氧化碳浓度
光 合 作 用 速 率 规律:
CO2浓度
二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有 机物，在一定的浓度范围内,光合作用速率随 CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合 作用速率趋于稳定。
应用：
通风、施用农家肥
光合作用与呼吸作Байду номын сангаас的区别
光合作用
光合作用和呼吸作用中的化学计算
光合作用反应式： 6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O 呼吸作用反应式： 需氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O→ 6CO2＋12H2O 厌氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 实测CO2吸收量 ＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量 实测O2释放量 ＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量
俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这 么说呢？我们来看一组数据： ①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿 吨有机物； ②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为 7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000 个三门峡水电站所发出的电力。
绿色植物储 存在有机物中的 能量来自哪呢？
太阳能
总方程式 6CO2+12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
2H2O
光解
O2
2C3
酶
吸收
4[H]
还原
固定
CO2
可见光
色素分子
ATP 酶 ADP+Pi
多种酶
能
C5 CH2O+H2O
光反应
碳反应
光反应阶段与碳反应阶段的比较
项目 场所 条件 光反应阶段 碳反应阶段
叶绿体类囊体膜上 光、色素、酶 ①水在光下裂解 ②ATP的合成
光能在叶绿体中的转换
C3
光 光 光 吸收传递光 能的色素
CO2
酶
ADP+Pi
酶
酶
ATP NADPH
酶 酶
还 原
C5
e H2O O2
e C H+
A
e
D e
NADP+
酶
（CH2O）
光能转换 成电能
电能转换成活 跃的化学能
活跃的化学能转换 成稳定的化学能
光反应
（类囊体上进行）
碳反应
（叶绿体基质中进行）
3.光合作用过程
场所：叶绿体基质
3 3
6
5
1
CO2+核酮糖二磷酸
酶
C6 NADP+
酶
2C3
ATP ADP+Pi NADPH
C3
三碳糖磷酸 如何再生核酮糖二磷酸（RuBp）？生成 一个C6H12O6要经过几次卡尔文循环？ 6个三碳 糖磷酸 1个保持用于糖的生成或其他
？
5个经一系列变化再生为3个RuBp
3个CO2
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
4、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉 的是（ B ） A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2 5、与光合作用光反应有关的是（ A ） ①H2O ②ATP ③ADP ④CO2 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
6、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件 下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶 肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依 次是 C 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
的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用 (如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳、制 造多少有机物）。
光能
叶绿体
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
影响因素： 光照（光强度、光质）、温度、 空气中的二氧化碳浓度
1）光照
（1）光强度：在其他条 件都适宜的情况下，在一 定范围内，光合速率随光 照强度提高而加快。当光 照强度高到一定数值后， 光照强度再提高而光合速 率不再加快，这种现象叫 光饱和现象。
1、光合作用的场所 叶绿体 （3）结构:外膜、内 膜、基粒、基质 （4）捕获光能的色素 位于 类囊体的薄膜上 (即光合膜上)
类囊体
外膜 内膜 基质 基粒
色素
酶
2、叶绿体中的色素
HO
色素
功能：吸收、 叶绿素a 叶绿素 传递、转化光 （C、H、O、N、Mg） 叶绿素b 能
类胡萝卜素
（C、H）
叶黄素
功能：
光反应发生的变化
（1）水在光下裂解为H＋、O2和电子
（2）光能被吸收并转化为ATP中的化学能 （3）水光解产生的氢（ H＋＋e－ ）在光下将 NADP＋还原为NADPH
梅尔文· 卡尔文
1961年诺贝尔化学奖获 得者，通过化学分析， 阐明光合作用中碳化合 物的合成过程，即发现 卡尔文循环
二、碳反应
C元素: CO2 元素转移 H元素: H2O O元素: CO2
H2O
C3
有机物、H2O
有机物、H2O C3 有机物、H2O O2
光合作用的实质和影响光合速率的条件
光合作用的实质：
能量转化： 光能
物质转变： 无机物 电能 活跃化学能 有机物 稳定化学能
环境因素影响光合速率
光合速率: 或称光合强度，是指一定量的植物(如一定
课后习题
1.在光合作用过程中，不属于暗反应的是 A.CO2与五碳化合物结合 B.三碳化合物接受ATP释放的能量 C.H2O的氢传递给NADP+ D.NADPH的氢传递给三碳化合物 2.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2 气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含 量的变化是 A. C3化合物增多、 C5化合物减少 B. C3化合物增多、 C5化合物增多 C. C3化合物减少、 C5化合物增多 D. C3化合物减少、 C5化合物减少 3.对某植株作如下处理：（甲）持续光照10min；（乙）光照5s再 黑暗处理5s，连续交替进行20min。若其他条件不变，则在甲、 乙两种情况下植株所制造的有机物总量是 A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.无法确定
：还原 NADP+
光合作用的光反应示意图
高能电子 高能电子
叶绿素、类胡 萝卜素蛋白质 复合体
1 2
H2O
光系统II（类囊体膜的 光系统I ：还原 O2+2H+ 内侧） ：水的光解和放氧， （类囊体膜的 +