第三章.光合作用
高中生物 第3章植物的光合作用
RuBP→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→丝氨酸→羟基丙酮酸→甘油酸→
这条途径为二碳光呼吸碳氧化环（C2）
所有高等植物的光合作用细胞中均有过氧化物酶体。过氧化体是一种单层膜包围的小细胞器,主要存在于C3植物叶肉细胞，在C4叶肉较少，而维管束鞘细胞较多，直径0.2-1.7μm，含有多种酶，如光呼吸酶，脂肪酸氧化的酶系统。过氧化物酶体位于叶绿体附近（图3-23）。
第四节光合作过程（Ⅱ）：电子传递与光合磷酸化
一、光系统（photosystem）
①红降与双光增益效应
20世纪40年代，以绿藻和红藻为材料，研究其不同光波的量子产额，发现，小球藻在波长为650~680nm的红光和400-460的蓝紫光去量子效率高，。如，用光波大于685nm（远红光）的光照射时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这种现象被称为红降~。
2．C4途径的类型
根据运入维管束鞘细胞的C4化合物和脱羧反应的不同，C4途径有3种类型（表3-3，图3-18）。
植物生理学第三章植物的光合作用
Chl* → Chl+热 Chl* → ChlT +热 ChlT → Chl+热
➢ 另外吸收蓝光处于第二单线态的叶绿素分子，其具有的能量虽 远大于第一单线态的叶绿素分子。但超过部分对光合作用是无用的， 在极短的时间内以热能释放。 ➢ 由于叶绿素是以第一单线态参加光合作用的。在能量利用上蓝 光没有红光高。
➢ 目前普遍认为，ATP合酶催化合成ATP的过程是按照 “旋转催化”的模式进行的，即CF1上3个核苷酸催化 位点的构象变化是靠γ和ε亚基在催化过程中相对于α3β3 六聚体的旋转运动来调节的。
三、光合膜上的其它组份
➢ 膜脂：膜脂研究是生物膜研究的一个重要组成部 分，也是光和作用研究的重要领域，不仅有重要 的理论意义，还有广泛的应用价值。
ATP合酶复合体
特点：突出于膜表面；亲水性
➢ ATP合酶复合体，也称偶联因子或CF1-CF0复合体，它 将ATP的合成与电子传递和H+跨膜转运偶联起来。叶绿 体的ATP酶属于F型ATP酶，与线粒体及细菌的ATP酶结 构十分相似，都由两个蛋白复合体组成，一个是突出 于膜表面的亲水性的CF1，分子量约400 kDa；另一个 是埋置于膜中的疏水性的CF0，分子量约170kDa。
表1 光合作用中各种能量转变情况
•
光合作用(讲义)(解析版)
浙教版八年级下册第三章第6节
光合作用
【知识点分析】
一.光合作用的条件与产物
1.植物光合作用的产物探究1
2.操作步骤与结论
3.光合作用的场所与作用：光合作用发生在叶肉细胞的叶绿体中。绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体内合成淀粉等有机物，并把光能转化为化学能，储存在有机物中。
4.光合作用的产物探究2
5.结论：光合作用的产物还有氧气。
二.光合作用的原料
1.实验探究是否需要二氧化碳
2.结论：光合作用需要二氧化碳。
3.光合作用还需要水的参与。
三.光合作用的原理
1.光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存这能量的有机物，并释放氧气的过程。
2.反应式：
3.光合作用的影响：一方面制造有机物并释放氧气，另一方面把光能转化为化学能。
四.光合作用和呼吸作用的关系
1.思维导图
2.相互关系：植物通过光合作用把二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气，动植物均可进行呼吸作用把有机物氧化分解为二氧化碳和水，并释放能量供生命活动利用。光合作用和呼吸作用既相互对立又相互依赖，他们共同存在于统一的有机体--植物中。
【例题分析】
一、选择题
1．在做“绿叶在光下制造有机物”的实验过程中，有如图所示的实验环节，（提示：1标准
大气压下，酒精的沸点是78℃）以下对该环节的描述不正确
．．．的是（）
A．大烧杯中装有水，小烧杯中装有酒精B．该环节结束后叶片变成黄白色
C．酒精的作用是溶解叶绿素D．持续加热小烧杯中的温度会达到100℃【答案】D
【解析】A．酒精能溶解叶绿素，而且酒精是易燃、易挥发的物质，直接加热容易引起燃烧发生危险。使用水对酒精进行加热，起到控温作用，以免酒精燃烧发生危险。因此小烧杯中装的是酒精，大烧杯中装的是清水，正确。
第三章--光合作用习题及答案
第三章--光合作⽤习题及答案第三章光合作⽤
⼀、名词解释
1. 光合作⽤
2. 光合强速率
3. 原初反应
4. 光合电⼦传递链
5. PQ穿梭
6. 同化⼒
7. 光呼吸
8. 荧光现象
9. 磷光现象
10. 光饱和点
11. 光饱和现象
12. 光补偿点
13. 光能利⽤率
14. ⼆氧化碳饱和点
15. ⼆氧化碳补偿点
16. 光合作⽤单位
17. 作⽤中⼼⾊素
18. 聚光⾊素
19. 希尔反应
20. 光合磷酸化
21. 光系统
22. 红降现象
23. 双增益效应
24. C3植物
25. C4植物
26. 量⼦产额
27. 量⼦需要量
28. 光合作⽤‘午睡’现象
三、填空题
1. 光合⾊素按照功能不同分类为和。
2. 光合作⽤的最终电⼦供体是，最终电⼦受体是。
3. 光合作⽤C3途径CO2的受体是，C4途径的CO2的受体是。
4. 光合作⽤单位由和两⼤部分构成。
5. PSI的原初电⼦供体是，原处电⼦受体是。
6. PSII的原初电⼦受体是，最终电⼦供体是。
7. 光合放氧蛋⽩质复合体⼜称为，有种存在状态。
8. C3植物的卡尔⽂循环在叶⽚的细胞中进⾏，C4植物的C3途径是在叶⽚的细胞中进⾏。
9. 在卡尔⽂循环中，每形成1摩尔六碳糖需要摩尔ATP，摩尔NADPH+H+。
10. 影响光合作⽤的外部因素有、、、和。
11. 光合作⽤的三⼤步聚包括、和。
12. 光合作⽤的⾊素有、和。
13. 光合作⽤的光反应在叶绿体的中进⾏，⽽暗反应是在进⾏。14. 叶绿素溶液在透射光下呈⾊，在反射光下呈⾊。
15. 光合作⽤属于氧化还原反应，其中中被氧化的物质是，被还原的物质时是。
浙教版八年级科学下第三章第6节光合作用
阳光(能量)
有机物 (化学能)
水
光合作用
构成生物体
供生命活 动需要
二氧化碳
氧气
供生命呼吸
光合作用的意义
1、光合作用是一切生物和人类的物质来源。
2、光合作用是一切生物和人类的能量来源。
3、光合作用是一切生物和人类获得氧气的来源。 （维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。）
科学家估计，整个地球上的绿色植物光合作用一年所制造的有机物， 若折算成葡萄糖可达4500亿吨左右。
④物质变化
在 光下才能进行 有光无光都能进行
吸收 CO2放出 O2. 吸收O2 放出 CO2 .
制造有机物
分解 有机物
⑤能量变化 贮藏能量
释放能量
⑥呼吸作用所分解的 有机物，正是光合作用的产物；呼 联 吸作用所释放的 能量 ，正是光合作用贮藏在有机物中 系 的化学能，植物进行光合作用所需要的能量正是呼吸作
用所释放的能量。
过程 :水+二氧化碳
光 叶绿体
淀粉+氧气
原材料：二氧化碳、水
光 合
条件
能 场
量：光 所：叶绿体
作 用
产物 :淀粉 + 氧气
实质
能量转化：光能 物质转化：无机物
化学能 有机物
意义
对本身:制造了贮藏能量的有机物 对生物界:提供了能量,有机物和氧气
03 光合作用作业
第三章光合作用
一、名词解释
1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。
2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。
3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。
4. 爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则
量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
5．光合链：即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP+。光合链也称Z链。
6．光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。
7．作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。
8．聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。
9．希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。
10．光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。
11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要
光。
12．光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。
第三章光合作用
第三章光合作用
一、名词解释
光合作用：绿色植物利用太阳光能，将二氧化碳和水合成有机物质，并释放氧气的过程。
原初反应：指的是光能的吸收、传递与转换过程，完成了光能向电能的转变，实质是由光所引起的氧化还原过程。
天线色素：又称聚光色素，没有光化学活性，将所吸收的光有效地集中到作用中心色素分子，包括99%的叶绿素a，全部叶绿素b，全部胡萝卜素和叶黄素。
反应中心色素分子：既能吸收光能又具有化学活性，能引起光化学反应的特殊状态的叶绿素a分子，包括P700和P680
光合作用单位：是指完成1分子CO2的同化或1分子O2的释放，所需的光合色素分子的数目，大约是2400个光合色素分子。但就传递1个电子而言，光合作用单位是600，就吸收1个光量子而言，光合作用单位是300
红降现象：当光波大于680nm，虽然仍被叶绿素大量吸收，但光合效率急剧下降，这种在长波红光下光合效率下降的现象，称为红降现象。
光合效率：（量子产额）又称量子产额或量子效率，是光合作用中光的利用效率，即吸收1个光量子所同化二氧化碳或放出氧分子的数量。
量子需要量：同化1分子CO2或释放1分子O2需要的光量子数。
爱默生效应：（双光增益效应）如果在长波红光照射时，再加上波长较短的红光（650~670nm）照射，光合效率增高，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高，这种现象称为双光增益效应或爱默生效应。
希尔反应及希尔氧化剂：在有适当的电子受体存在的条件下，离体的叶绿体在光下使水分解，有氧的释放和电子受体的还原，这一过程是
Hill在1937年发现的，故称Hill反应，在希尔反应中接受氢的受体称希尔氧化剂。
第三章光合作用
（一）光能的吸收与传递
1、 激发态的形成
通常色素分子是处于能量的最低状态─基态。 色素分子吸收了一个光子后，会引起原子结构内电子的重
新排列。 其中一个低能的电子获得能量后就可克服原子核正电荷对 其的吸引力而被推进到高能的激发态。 下式表示叶绿素吸收光子转变成了激发态。激发态具有比 基态高的能级，能级的升高来自被吸收的光能。 Chl（基态）+hυ 10－15S Chl*（激发态）
光合色素 叶绿素a：蓝绿色
1、叶绿素 叶绿素b：黄绿色
胡萝卜素： 橙黄色 2 、类胡萝卜素 叶黄素： 黄色
3 、藻胆素
藻蓝素 藻红素
叶绿素:类胡萝卜素=3:1 所以叶片一般呈绿色 叶绿素a:叶绿素b=3:1 叶黄素:胡萝卜素=2:1
解释：为什么正常情况下，叶片呈绿色，而秋后或衰老的叶 片多呈黄色。
（二）光合色素化学结构与性质 1、叶绿素（chlorophyll) 叶绿素不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有 机溶剂。其化学组成如下：
能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能 贮能物质 量子 电子 ATP、NADPH2 碳水化合物等 转变过程 原初反应 电子传递 光合磷酸化 碳同化 时间跨度(秒)10-15－10-9 1010－104 100－101 101－102 反应部位 PSⅠ、PSⅡ颗粒 类囊体膜 类囊体 叶绿体间质 是否需光 需光 受光促进 不一定，但受光促进
第三单元植物生长中的光合作用知识点汇总(人教版)
第三单元植物生长中的光合作用知识点汇
总(人教版)
光合作用的定义
光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用的反应方程式
光合作用的反应方程式为：光能+ 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2。
光合作用的过程
光合作用包括光能的吸收、光合色素的光能转换、光合电子传递和化学反应等过程。
叶绿素的作用
叶绿素是光合作用中的主要色素，它能够吸收光能，并将其转化为化学能。
光合作用的影响因素
光合作用的速率受到光强度、温度和二氧化碳浓度的影响。
光合作用的产物
光合作用产生的主要产物是葡萄糖和氧气，葡萄糖被植物用于生长和代谢，而氧气则释放到大气中。
光合作用在生态系统中的作用
光合作用是生态系统中能量流的起点，为其他生物提供能量和有机物质。
光合作用与人类的关系
光合作用产生的氧气为人类提供呼吸所需的氧气，同时植物的有机物也是人类的食物来源。
以上是第三单元植物生长中的光合作用知识点的简要汇总。
第三章 光合作用
第三章光合作用
教学目标:
•掌握叶绿体结构及光合色素种类和性质；
•了解叶绿素的生物合成及其影响因子；
•掌握光合作用机理（重点和难点）；
•掌握光呼吸的基本过程和主要生理功能；
•弄清光合作用的影响因素。
•有收无收在于水,收多收少在于肥,万物生长靠太阳.
•植物的碳素营养是植物生命的基础，
•一方面，植物的干物质90%是有机物，而碳元素是有机物的组成部分；
•另一方面，碳元素组成了所有有机物的结构骨架，与其它原子以不同方式连接起来，形成了有机物的多样性。
植物根据碳素营养方式的不同分为两大类：
自养植物（autophyte）:利用无机碳（CO2）作为营养；
异养植物（heterophyte）:只能利用现成有机物作营养。
自养生物把二氧化碳转变成有机物的过程叫碳素同化作用(carbon assimilation)。
三种碳素同化方式的异同点：
第一节光合作用的概念及重要性
•一、光合作用(photosynthesis)：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧的过程。
光
6CO2+6H2O (C6H12O6)+O2
光合细胞
光合作用的部位：植物的绿色部分(叶茎果等),主要是叶片.细胞中的叶绿体
光合作用的能源：可见光中380----720nm波长光
光合作用的原料：CO2来自于空气 H2O 来自于土壤
光合作用的产物：C6H12O6 O2
二、光合作用的特点
•光合作用是一个氧化还原反应
• 1.水被氧化为分子态氧,
• 2.二氧化碳被还原到糖水平,
• 3.同时发生日光能的吸收,转化和贮藏。
三、光合作用发现简史
第三章植物的光合作用第三章植物的光合作用
第三章 植物的光合作用
教学目的：掌握植物光合作用的概念、机制和主要环境影响因素。理解光呼吸概念、过程及意义。了解色素性质、作用及植物对光能的要求和利用。重 点：1、光合作用的重要性
2、光合作用的机制
3、影响光合作用的因素
难 点：1、光反应
2、光呼吸
学 时：12
教学方法和手段：讲授法 启发式 多媒体
教学内容：该章属于功能与代谢生理部分
第三章 植物的光合作用
第一节 光合作用的重要性
第二节 叶绿体及其色素
第三节 光合作用过程（I）：光的吸收
第四节 光合作用过程（II）：电子传递与光合磷酸化
第五节 光合作用过程（III）：碳同化
第六节 光呼吸
第七节 影响光合作用的因素
第八节 植物对光能的利用
第三章 植物的光合作用
第一节 光合作用的重要性（重点）
一、光合作用的概念：
绿色植物以二氧化碳为碳源，以水为供氢体，利用叶绿素等色素分子捕获的光能为能源，
合成有机物，同时将光能转化为化学键能，贮藏在有机物中，并释放分子氧的生物化学过程。（photosynthesis）
二、光合作用的重要性：
1、把无机物合成有机物
2、把太阳能转化为化学能
3、维持大气中氧和二氧化碳相对稳定
第二节 叶绿体及其色素
一、叶绿体：光合的主要细胞器 1、外形：椭圆形
2、数目：叶绿体总表面积大于叶面积每个成熟的叶细胞有几百个叶绿体
3、结构：电镜下亚显微结构
（1） 被膜 （2） 间质
（3） 片层系统（类囊体结构）
4、组成成分：（1）水分 75%
（2）干物质 25% （蛋白质30-45%；脂类20-40；色素8%；灰分元素
电子显微镜下的叶绿体超微结构
第三章光合作用(谢)
2、成分：Pro 、脂类、色素、无机盐、水75%
Pro ： 叶绿体干重30 –45%.催化剂、光合磷酸化酶体系;CO2
固定，还原酶系;e传递体、色素复合体等。
色素 ： 种类多，干重8%，起决定作用.
脂类 ： 20-40%干重，膜的主要成分之一
灰分 ： 10% 贮藏物质（淀粉） ： 10-20% 核苷酸及醌类 ： NAD+ .PQ ，e传递作用
第六节 碳 同 化
植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO2 转化 成稳定的碳水化合物的过程，称为CO2 同化(CO2 assimilation)或碳同化。 碳同化途径分为三类： C3途径；C4途径；CAM(景天科酸代谢)途径。 三类植物： C3植物：仅C3途径（开尔文循环） C4植物：C3+C4途径 CAM植物：C3+C4+CAM途径
3.CAM(景天酸代谢)途径 在景天科、仙人掌科，凤梨科等植物中 进行。 CAM植物的特性？
Fini
Saguaro cactus
剑麻
龙舌兰
落地生根
芦荟
绯牡丹
昙花
宝绿
CAM植物-瓦松属
能量 变化
光能
量子 原初反应 PSⅠ，PSⅡ
电能
电子 电子传递 类囊体
活跃的 化学能
ATP NADPH2 光合磷酸化 类囊体膜
植物生理学-光合作用ppt课件
.
ADP+Pi 33
原初反应
❖ 指叶绿体色素收集光能，传递给作用中心，把光能转换为电能的过程。 它靠光合作用单位来完成。
❖ 光合单位=聚光色素系统+反应中心
❖ 天线色素：吸收，并以诱导共振方式传递光能，类似于透镜。
❖ 作用中心：原初电子供体（D），作用中心色素(P), 原初电子受体(A)
作用中心色素分子吸收光能后所引起的氧化还原反应，也就是电荷分离， 将光能转换为电能。最初电子供体是水，最终电子受体是NADP。光化 学反应过程：
❖ 为什么叶绿素溶液有荧光现象而叶片则看不 到？
.
21
.
22
荧光（寿命短） 磷光（寿命长，去掉光源仍能发出弱磷光）
第二单线态 第一单线态
Chl + hv
基态
光子能量
热能
Chl* 激发态
分子内能量传递 转向反应中心
热能 第一三线态
能量 430nm 吸收 670nm 吸收 680nm 荧光 磷光
热能
❖ （二）巨大的能量转换站
日光能转化为化学能（ATP），1970年，全世界的 能耗，只占光和储能的1/10,光和储能相当于24万个三门峡 水电站的能量。
❖ （三）维持大气中氧气和CO2的平衡，保护环境。
没有光合作用，地球内3000年就会缺氧。
❖ (四) 作物产量构成的主要因素。
植物生理第三章
30
四、叶绿素的形成
Chl biosynthesis
谷 氨 酸 → 5- 氨 基 酮 戊 酸 (ALA) → 胆 色 素 原 （
PBG)
4PBG →尿卟啉原Ⅲ →粪卟啉原Ⅲ →原卟啉Ⅸ
原卟啉Ⅸ → Mg-原卟啉→原叶绿素酯a→经光照
还原为叶绿素酯a
叶绿素酯a→叶绿素a →叶绿素b。
48
(1)光系统Ⅰ (PSI, PhotosystemⅠ )
10
2. 成分
H2O：75-80%。 贮藏物质：10-20%（淀粉） 蛋白质：30-50%（糖protein） 脂类: 20-40%（膜） 色素：8% 灰分：10% 核苷酸、质体醌
11
二、光合色素的化学特性
光合色素: 叶绿素(Chlorophyll): Chl a, b, c, d 类胡萝卜素(Carotenoids): 胡萝卜素，叶黄素 藻胆素( Phycocobilins)：藻类光合色素
4
1. 把无机物变为有机物 CO2 → CH2O
CO2—7×1011t/年(有机物5×1011t/年)
2.蓄积太阳能量 光能 → 化学能 3×1021J/年。 3. 维持大气中O2和CO2的相对平衡。 H 2 0 → O2
5
光合作用的早期研究
光合作用的发现 1771年 J.Priestley 钟罩实验 CO２+ H２O 光 绿色植物(CH２O)＋O２ Robert Hill：离体叶绿体的光还原反应
植物生理学 第三章 光合作用
胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
胡萝卜 素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
三 叶绿体色素的光学特性
1. 太阳光的连续光谱与光的能量
1) 太阳光的连续光谱：
到达地面的波长仅为300~2600nm，这其中包括全部的可见光， 部分红外线和部分紫外线。
2) 光的能量：q=hv=hc/λ
E=N hv=N hc/λ
3. 基质：含有多种酶（光合作用、NO2－还原、SO42－还 原等）和DNA、RNA、核糖体、嗜锇颗粒等，是暗反 应的场所。
注：
❖ 原核生物内没有叶绿体，但有些原核生物如蓝 藻具有光合作用色素和光合作用有关的酶，细 胞内有片层结构供其附着，所以也能够进行光 合作用。
二、 叶绿体色素
1. 种类
叶绿素chlorophyll Chla
CO2→O2
❖ 光合作用导致游离氧的产生，使生命延伸到陆地，并改变了大 气成分。
❖ 光合作用使大气中的CO2、O2保持相对稳定。
§2 叶绿体和叶绿体色素
一、叶绿体的结构
1. 膜：外膜、内膜
2. 基粒：由基粒类囊体 垛叠而成，基粒之间 由基质类囊体连接。
类囊体膜上含有叶绿 体色素和电子传递体 及蛋白复合体，是光 反应的场所。
其中h为普朗克常数（6.63×10-34J·S）,v是频率。N为阿伏 加德罗常数，E为每一摩尔光子所具有的能量(称为该种光 的爱因斯坦值。) 由上式可见，不同波长的光，频率不同，所含能量也不同：
浙教版八年级科学下册第3章第6节光合作用
光合作用
一、知识点梳理
知识点一：光合作用的原理
1.光合作用的概念和原理。
2.光合作用意义。
知识点二：探究光合作用的条件和产物
1.条件：需要阳光和叶绿体。
2.产物：产生有机物、放出氧气。
3.原理：二氧化碳和水。
二、重难点突破
考点1光合作用的原理
1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成为储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程叫光合作用。
2．光合作用的反应式：
氧气有机物（主要是淀粉）水二氧化碳光、叶绿体+−−−→−+。 3．光合作用的过程：主要发生在叶肉细胞的叶绿体中，它产生的葡萄糖经转化后形成淀粉。光合作用所需要的CO 2大部分是从空气中吸收的，水则主要是从土壤中吸收，然后运输到叶片。叶绿体中含有的叶绿素等色素，能吸收阳光。
4．光合作用的实质：
〔1〕物质转化方面：简单的无机物〔水、二氧化碳〕转化为有机物〔如葡萄糖等〕，并释放氧气。
〔2〕能量转化方面：太阳能转化为化学能〔储存在有机物里〕。
5．光合作用的意义：光合作用是生物界食物的来源、氧气的来源、能量的来源。绿色植物的光合作用是地球上一切生物生存、繁荣和发展的根本保障。
6．影响光合作用的环境因素：
〔1〕光：在一定的光照强度内，光合作用随光照强度的增强而增强。
〔2〕温度：在一定的温度X 围内，光合作用随温度的升高而增强；温度过高时，光合作用随温度的增强而减弱。一般情况下，当温度处于25℃-30℃时，光合作用较强。
〔3〕二氧化碳：一定X 围内，光合作用随二氧化碳浓度的增大而增强。
〔4〕其他因素：水、无机盐等也能影响光合作用的强度。
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类胡萝卜素的最大吸收峰在蓝紫光区。
（三）荧光现象和磷光现象
荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈 绿色，而在反射光下呈红色的现象。
Chl + hν
chl*
基态 光子能量 激发态
荧光(fluorescence）:从第一单线 态的叶绿素分子回到基态所发射的光。
红色（低温--- 较多糖分---可 溶性糖形成花青素）
※第三节 光合作用的机制
根据需光与否， 光合作用可分为：光 反应（light reaction） 和暗反应（dark reaction）。
光反应在光合膜 上进行，暗反应在叶 绿体基质中进行。
光能的吸收、传递和转运过程 （原初反应）
光反应
电能转变为活跃的化学能 （电子传递和光合磷酸化）
磷光(phosphorescence）:去掉光 源后，叶绿素分子还能继续辐射出极 微弱的红光，它是从第一三单线态回 到基态所发射的光。
叶绿素的荧光和磷光现象说明叶 绿素能被光所激发，而叶绿素的激发 是将光能转变为化学能的第一步。
四、叶绿素的生物合成
高等植物叶绿素的生物合成是以谷 氨酸或α-酮戊二酸为原料的。
2、类胡萝卜素
胡萝卜素：橙黄色 不饱和碳氢化合物：C40H56 叶黄素：黄色 胡萝卜素衍生的醇类：C40H56O2
类胡萝卜素的功能：收集光能，防 护光照伤害叶绿素
3、藻胆素
藻红蛋白
藻胆蛋白
吸收和传递光能
藻蓝蛋白
三、光合色素的光学性质
（一）辐射能量 光既是电磁波又是运动着的离子流。
光子携带的能量与光的波长成反比： E=Lhν=Lhc/λ
作用中心色素 （reaction centre pigments）：
指具有光化学活性的少数特殊状态的chla分 子，即能捕获光能又能将光能转换为电能。
聚光色素（light harvesting pigments）： 指没有光化学活性，只能吸收光能并将其 传递给作用中心色素的色素分子。又称天 线色素。
影响叶绿素形成的条件： 1、光照 光是叶绿体发育和叶绿素合 成必不可少的条件 2、温度 最适温度20-30oC 3、矿质元素 氮、镁、铁、铜、锰、锌
4、水分
5、氧气
正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素的比 值约为3：1，叶绿素a与叶绿素b的比值 约为3：1，叶黄素与胡萝卜素约为2：1。
叶色：绿色
黄色（类胡萝卜素较稳定）
光
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
绿色植物
光合作用本质上是一个氧化还原反 应，H2O是电子供体（还原剂），被氧 化到O2的水平；CO2是电子受体（氧化 剂），被还原到糖的水平；氧化还原反 应所需的能量来自光能。
CO2 + H2O
光
（CH2O） + O2
叶绿体
用叶绿体代替绿色植物，说明叶绿 体是进行光合作用的基本单位与场所。
C32H30ON4Mg
COOCH3 COOC20H39
叶绿素b：黄绿色
C32H28O2N4Mg
COOCH3 COOC20H39
※
Mg偏向带正电荷，N
偏向带负电荷，亲水
“头部”
亲脂性“尾巴”
醋酸铜处理可以保存绿色植物标本。
叶绿素的功能：绝大多数 chla和全 部chlb具有收集和传递光能的作用，少 数chla分子能将光能转化为电能。
基粒 类囊体膜称光合膜，含有光合色素，将光 能转变为化学能 基质（光合产物淀粉形成和贮藏的场所）
二、光合色素的结构与性质
光合色素主要有三类：叶绿素、类 胡萝卜素、藻胆素
1、叶绿素（chlorophyll，chl） 主要有Chla和Chlb，不溶于水，易溶于 乙醇、丙酮等有机溶剂。
叶绿素a：蓝绿色
E/KJ.mol-1 297 289 259 222 209 197 172
（二）吸收光谱——物质对不同波长 光的吸收情况
chlb B-胡萝卜素
叶黄素
藻红蛋白 藻蓝蛋白
chla
叶绿素 在红光 区 （640~ 660nm） 和蓝紫 光区 （ 430~ 450nm） 有最强 吸收。
Chla在蓝紫光区吸收带偏向短 波光,吸收带较窄,吸收峰较低
E---每摩尔光子的能量（KJ） L---阿佛加德罗常数Leabharlann Baidu6.02×1023 h---普朗克常数 6.6262 ×10-34J.s c---光速 2.9979×108m . S-1 λ---波长 nm
不同波长的光子所持的能量
光 紫外 紫 蓝 绿 黄 橙 红
λ/nm 小于400 400~425 425~490 490~560 560~580 580~640 640~740
生物的碳素同化作用包括：细菌光合 作用、绿色植物光合作用、化能合成作用。
光合作用（photosynthesis）:绿色植物 吸收光能，同化CO2和H2O，制造有机物 并释放O2的过程。
二、光合作用的重要性
1、把无机物转变为有机物 2、将光能转变成化学能 3、维持大气O2和CO2的相对平衡
三、光合作用的早期研究
光
CO2 + 2H2O※
(CH2O) + O2※ + H2O
叶绿体
光合作用中释放的O2来自H2O。
第二节 光合色素
一、叶绿体的结构
基粒
类囊体
内膜 基质
基质内囊体
基粒内囊体
内囊体腔
ATP合成E 光系统Ⅰ
光系统Ⅱ
基粒内囊体
基质内囊体
双层膜（控制代谢物质进出的屏障）
类囊体（基质~、基粒~，） 垛迭
暗反应
活跃的化学能转变为稳定的化学能 （碳同化）
一、原初反应
原初反应（primary reaction）:
是光合作用的第一幕，它包括光能的吸收、 传递和转换过程，结果引进了一个氧化还 原反应。
光子传递
1、光合单位
光合单位（photosynthetic unit）： 指结合在类囊体膜上能进行光合作用的 最小结构的功能单位，由聚光素系统和 作用中心组成。（250~300个色素分子）
天线色素分子吸收光子而被激发，以 “激子传递”和“共振传递”的方式进 行能量传递，传递速率很快，传递效率 极高。
※ 第三章 光合作用
第一节 光合作用的早期研究 第二节 光合色素 第三节 光合作用的机制 ※ 第四节 同化物的运输与分配 ※ 第五节 影响光合作用的因素 第六节 光合作用与农业生产 ※
第一节 光合作用的早期研究
一、光合作用的概念
碳素同化作用（carbon assimilation）: 自养生物吸收CO2转变为有机物的过程。