3第三章：光合作用
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。
16. 类胡萝卜素吸收光谱最强吸收区在，它不仅可以吸收传递光能，还具有的作用。
17. 叶绿素吸收光谱有光区和光区两个最强吸收区。
18. 光合作用CO2同化过程包括、、三个大的步骤。
19.根据光合途径不同，可将植物分为、、三种类别。
20. 尔文循环按反应性质不同，可分为、、三个阶段。
21. 在光合作用中，合成淀粉的场所是，合成蔗糖的场所是。
第三章 光合作用
第三章光合作用习题一、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 P 700 和 P 680 。
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 680 nm ，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。
P 700 是 PSI 的反应中心色素分子，即原初电子供体，是由两个叶绿素 a 分子组成的二聚体.这里 P 代表色素， 700 则代表 P 氧化时其吸收光谱中变化最大的波长位置是近 700nm 处,也即用氧化态吸收光谱与还原态吸收光谱间的最大处的波长位置来作为反应中心色素的标志.PQ 穿梭：伴随着 PQ 的氧化还原，可使 2H + 从间质移至类囊体膜内的空间，即H+横渡类囊体膜，搬运 2H+ 的同时也传递 2e ， PQ 的这种氧化还原往复变化称为 PQ 穿梭。
植物生理学第三章植物的光合作用
光合作用的过程
光能
H2O
光解 吸收
色素分子
O2 [H] 酶
供能
2C3
还
固
CO2
多种酶 定 C5
酶
ATP
酶
原
（CH2O）
ADP+Pi
光反应阶段
暗反应阶段
水的光解：H2O 光解 2[H]+1/2 O2
酶
CO2的固定: CO2+C5 2C3
光合磷酸化：ADP+Pi＋能量 酶
ATP
C3化合物还原：2 C3
光系统（PSII）
PSII的颗粒大，直径约17.5 nm，主要分布在类囊体膜的叠合部分。
➢ 晶体结构中的PSII为一个二聚体，二聚体的两个 单体呈准二次旋转对称。PSII单体具有36个跨膜α螺旋，其中D1和D2各5个，CP43和CP47各6个， Cytb559的α亚基和β亚基各自形成一个跨膜α-螺旋。 D1和D2蛋白与Cytb559的α和β亚基一起组成PSII 反应中心，是进行原初电荷分离和电子传递反应 的机构，CP47和CP43的主要功能是接受LHCII的 激发能量并传递到反应中心。
是否需光 需光 不一定，但受光促进 不一定，但受光促进
不同层次和时间上的光合作用
第二节 原初反应
➢ 原初反应 是指从光合色素分子被光激发，到引起 第一个光化学反应为止的过程。 ➢ 它包括： 光物理－光能的吸收、传递
光化学－有电子得失
原初反应特点 1) 速度非常快，10－12s∽10－9s内完成； 2) 与温度无关，(77K，液氮温度)(2K，液氦温度)； 3) 量子效率接近1
表1 光合作用中各种能量转变情况
•
能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能
第三章 光合作用(3-5)
B.过渡阶段
C.饱和阶段
表观量子产额比理论值低，主要原因是:
①光没有全部被叶片吸收,存在反射和透射损失; ②非光合色素吸收了部分光能; ③光呼吸和暗呼吸对光合的负效应; ④形成的同化力(ATP、NADPH)没有全部用于CO2的还原; ⑤没有在饱和CO2浓度和最适温度下测定, 存在CO2扩散和 固定速率的限制等。
(4)消除乙醇酸
乙醇酸对细胞有毒害作用,它的产生在代谢 中是不可避免的。• 呼吸消除乙醇酸的代谢, 光 使细胞免受伤害。另外,光呼吸代谢中涉及 多种氨基酸的转化过程,它可能对绿色细胞 的氮代谢有利。
五、C3植物和C4植物的光合特征
C4植物比C3植物具有较强的光合作用，这与其结构特征 和生理特性有关。 (一)解剖结构特点
1.光强（light）
(1)光强－光合曲线 光补偿点（Light Compensation Point，LCP）： 随着光强的增高,光合速率相应提高,当达到某一光强时,叶片 的光合速率与呼吸速率相等 ,净光合速率为零时的光强称为光补偿 点。 光饱和点（Light Saturation Point，LSP）：
利用植物的需光特性确定合理的叶面积系数 （leaf area index, LAI）
单位土地面积上的叶面积
LAI= 单位土地面积
LAI是表示作物群体大小状况的一个指标。合理的LAI应 以作物的需光特性为标准，以最大限度的利用光能、地力为 原则，以高产、优质、低消耗为目的。从作物的需光特性上 讲，应使上部叶片处于光饱和点，中下部叶片处于光补偿点 的两倍以上，以保证下部叶片及根系的正常生长。
在叶绿体与过氧化体中吸收氧气，在线粒体中放出CO2
二、光呼吸的生化历程
叶绿体 3-PGA + 磷酸乙醇酸 乙醇酸 C3—cycle C2—cycle [O2] Rubisco RUBP 2 3—PGA [CO2] 过氧化体
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。
七年级(初一)生物 生物 第3章植物的光合作用
一、光反应和碳反应
光合作用的过程可分为3大步骤：1）原初反应（光能的吸收、传递和转换过程）；2）电子传递和光合磷酸化（电能转化为活跃的化学能过程）；3）碳同化（活跃的化学能转变为稳定的化学能过程）。第一、二个大步骤基本属于光反应，第三个大步骤属于暗反应（表3-2）。
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）。
3．C4植物的光合特征
C4植物比C3植物具有较强的光合作用，其原因可从结构和生理两方面来探讨。
①结构与功能是有密切关系的，是统一的。C4植物叶片有“花环型”结构。
②在生理上，
C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO3－的亲和力极高（是Rubisco60倍）；极低的CO2供应就可满足它的需要。
②已从叶绿体分离出两个光系统，每一个光系统具有特殊的色素复合体及一些物质。光系统I（简称PSI）的颗粒较小，直径约11nm，主要分布在类囊体膜的非叠合部分；光系统Ⅱ（简称PSⅡ）的颗粒较大，直径约17.5nm,主要分布在类囊体膜的叠合部。光合作用的光化学反应就在.这两个光系统中进行。
二、电子传递体及其功能
C4植物由于有“CO2泵”浓缩CO2的机制，降低了光呼吸；提高了BSC的CO2浓度,抑制了RuBisco氧化反应，降低了光呼吸;光呼吸酶主要分布在BSC细胞，即便是有CO2放出，也易被PEPC再固定。
第二节叶绿体及光合作用色素(chloroplastandchloroplastpigments) )
叶片是进行光合作用的主要器官，而叶绿体是进行光合作用的主要细胞器。
一、叶绿体的结构和成分
（一）叶绿体的结构(Struture ofchloroplast)
第三章 植物的光合作用
2.意义 （1）将无机物转变成有机物 CO2 + 4H+ —— （CH2O） （2）随着物质的转变，将光能转变为化学能。
光能电能活跃的化学能稳定的化学能 hv eATP、NADPH CH2O
（3）释放氧，净化空气；并产生臭氧，滤去太 阳光中对生物有强烈破坏作用的紫外光。
第三章 植物的光合作用
430 nm波长的蓝光量子的能量为4.5710-19J
（二）吸收光谱（absorption spectrum） 太阳光到达地表面的波长大约是 300 nm —— 2600 nm 可见光的波长是 390 nm —— 770 nm 连续光谱： 光束通过三棱镜后可把白光分为七色 连续光谱。
吸收光谱：
第三、四、五节 光合作用过程
光合作用机制的研究
• 在研究外界条件影响时发现：弱光下增加光强能提高 光合速率，但当光强增加到一定值时，光合速率便不 再随光强的增加而提高；此时提高温度或CO2浓度才 能增强光合速率。由此推理，光合作用至少有两个步 骤：其一需要光，另一个则与温度相关。 希尔反应的发现和水氧化钟模型的提出。 藻类闪光实验：在光能相同时，一种用连续光照;另一 用闪光照射，中间间隔一暗期。发现后者的光合速率 比前者的要高。表明，光合作用不是任何步骤都需要 光。根据需光与否，将光合作用分为两个反应—光反 应和暗反应。
（1）叶绿素a在红光区的吸收带偏向长光波方 向，而在兰紫光区则偏向短光波方向.
（2）叶绿素a在红光区的吸收带宽些，兰紫光 区窄些，叶绿素b与其相反.
2.类胡罗卜素的吸收光谱 1）吸收光谱 —— 兰紫光区 2）重要功能 —— 吸收光能并向叶绿素传递 ——可进行光保护 吸收兰紫光形成激发态的类胡罗卜素 热耗散返回基态淬灭激发态的叶绿素 避免吸收的多余能量对光合系统的伤害
植物生理学第三章植物的光合作用
植物生理学第三章植物的光合作用植物的光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成有机物质（如葡萄糖）和氧气的过程。
其反应方程式为：6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2光合作用是植物最重要的生理过程之一，它不仅是植物能够生存和生长的基础，还能为其他生物提供氧气和有机物质。
光合作用通过光合色素和叶绿体等生理结构，具有高效和专一性的特点。
植物的光合作用可以分为两个阶段：光能捕获和光化学反应、以及碳固定和假单胞菌循环。
在光能捕获和光化学反应阶段，植物的光合色素（如叶绿素）能够捕获太阳光，并将其转化为化学能。
光合作用发生在叶绿体内，主要以叶绿体膜的光合作用单位，光系统（PSI和PSII）为中心。
光系统中的光合色素吸收太阳光，并将其能量传递给反应中心，激发电子。
通过光合色素的电子传递链，电子在PSII和PSI之间进行转移，最终转移到还原辅酶NADP+上，形成还原辅酶NADPH。
在碳固定和假单胞菌循环阶段，植物利用还原辅酶NADPH和ATP的能量，将二氧化碳转化为有机化合物。
这个过程称为Calvin循环，也叫柠檬酸循环。
Calvin循环包括三个主要步骤：碳固定、还原和再生。
首先，二氧化碳与从光合作用过程中产生的核酮糖五磷酸（RuBP）结合，形成不稳定的六碳中间体。
然后，该中间体通过一系列酶的作用，将其分解为两个三碳化合物，3-磷酸甘油醇醛（3-PGA）。
最后，3-PGA经过一系列的加氢还原反应和磷酸化反应，合成出葡萄糖和其他有机物质。
光合作用的速率受到光照、温度、二氧化碳浓度和水分等环境条件的影响。
光合速率随着光照强度的增大而增加，但达到一定的饱和点后，光合速率趋于稳定。
温度对光合作用的影响是复杂的。
在适宜温度下，光合速率随着温度的升高而增加，因为反应速率加快。
然而，当温度超过一定范围时，光合作用会受到抑制，因为高温会破坏光系统和酶的结构。
二氧化碳浓度越高，光合速率越快。
水分对光合作用的影响主要是通过调节植物的气孔进行的。
第三章-光合作用--光反应-电子传递
3.色素分子间的能量传递
激发态的色素分子把激发能传递给处于基 态的同种或异种分子而返回基态的过程.
激子传递(exciton transfer)
➢ 激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子， 它能转移能量但不能转移电荷。在相同分子内依 靠激子传递来转移能量的方式称为激子传递。
共振传递(resonance transfer)
二、光化学反应
反应中心色素—反应中心
一、光能的吸收与传递：
(一) 激发态的形成
➢通常色素分子是处于能量的最低状态─基态(ground state) 。 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(excited state) 。
双光增益效应ps和ps的光化学反应光系统photosystemps光系统photosystemps吸收短波红光680nm吸收长波红光700nm光系统iipspsps的原初电子受体的原初电子受体反应中心色素次级电子受体去镁叶绿素分子去镁叶绿素分子pheopheoq质体醌p680psps的原初电子的原初电子供供体体光系统ipsipsps的原初电子受体的原初电子受体反应中心色素最终电子受体fdfdp700pspsii的原初电子的原初电子供供体pcnadpnadp功能与特点吸收光能光化学反应电子供体反应中心色素分子原初电子供次级电子受体末端电子受体ps还原nadp实现pc到nadp的电子传递pcp700心fdnadp电子最终受体ps使水裂解释放氧气并把水中的电子传至质体醌
➢ 若干个β-胡萝卜素 ➢ 三种电子载体分别为A0、A1 ➢ 3个不同的Fe4-S4蛋白：Fx、FA、FB
⑤PSⅠ复合体功能：
植物生理第三章
(二）原初反应的过程 —光能的吸收、传递和光化学反应
1.天线色素接受光能，以诱导共振方式 将能量传递到光合反应中心。
能量传递效率： Chla，b几乎100%传给反应中心色素， 类胡萝卜素 约90%传给反应中心色素。
42
2.光合反应中心发生光化学反应
hυ ┋ D P A → D P* A → D P+ A- → D+ P A①特殊叶绿素a ②高能电子脱离，
9
外被膜
被膜 (envelop)
内被膜 选择透性
叶绿体
(Chloroplast）
膜—光合色素、光合链——原初反应、 电子传递和光合磷酸化（光合膜 ） (thylacoid) 类囊体 腔—光合放O2 间质（stroma）——光合碳循环酶（Rubisco), CO2固定(同化); DNA，RNA，核糖体70S——部 分遗传自主
醛基(CHO)
14
1.叶绿素的结构：
②双羧酸尾部：
1个羧基在副环(V)上 以酯键与甲基结合 －－甲基酯化； 另一个羧基（丙酸） 在IV环上与植醇 （叶绿醇）结合－ －植醇基酯化； 非极性，亲脂，插 入类囊体的疏水区， 起定位作用。
15
2.叶绿素的作用：
收集和传递光能 （大部分Chl a和全部Chl b） 将光能转换为电能（少数特殊Chl a）
2.类胡萝卜素
强吸收区: 400-500 (蓝紫); 不吸收区： 500以上
25
(二)光能的吸收和释放
物质吸收光子，其原子中的e 重新排列，分子从基态（最 低、最稳定）跃迁到激发态 （高能、不稳定）
Chl+ hγ= Chl* 处于激发态的分子，趋 于释放能量回到基态
26
第三章植物的光合作用
能进行光合作用的细菌称之为光合细菌 。光合细 菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。其中蓝细菌的 光合过程与真核生物相似，紫细菌和绿细菌则不能 分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原 剂。
例如:紫色硫细菌(purple-Sulfur bacteria)和绿色硫 细菌 (green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体，在 光下同化CO2：
色,这种现象叫荧
光现象,发出的光
叫荧光．
磷光现象: 当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍 能持续短时间的“余辉”，这种现象，叫磷
光现象，发出的光叫磷光。
荧光现象与磷光现象产生的原因 (一) 激发态的形成
通常色素分子是处于能量的最低状态－基态(ground state) 。 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。
醇
(三)藻胆素
仅存在于红藻和蓝藻中，主 要有藻红蛋白、藻蓝蛋白和 别藻蓝蛋白三类，前者呈红 色，后两者呈蓝色。它们的 生色团与蛋白以共价键牢固 地结合。 藻胆素分子中的四个吡咯环 形成直链共轭体系，不含镁 也没有叶绿醇链。藻胆素也 有收集光能的功能。 由于类胡萝卜素和藻胆素吸 收的光能能够传递给叶绿素 用于光合作用，因此它们被 称为光合作用的辅助色素。
镁卟啉
亲水的“头部”
颜色来源
叶醇基(双萜)
亲脂的尾部
(二) 类胡萝卜素
种类：胡萝卜素和 叶黄素
紫罗兰酮环
溶解性：有机溶剂
颜色：胡萝卜素呈橙 黄色，叶黄素呈黄色 功能：收集光能，防 护多余光照伤害叶绿 素
结构式：C40H56，常 见的为β-胡萝卜素， 叶黄素是胡萝卜素衍 生的醇类，C40H56O2
2. 发射荧光与磷光 激发态的叶绿素分子回至基态时，以光子形式释放 能量。 处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的 光称为荧光(fluorescence)。
第三章光合作用3植物生理学
形成的磷酸丙糖一部分可运 出叶绿体，在细胞质中合成 蔗糖或参与其它反应；
形成的磷酸丙糖一部分则留在 叶绿体中转化成淀粉或蔗糖而 被临时贮藏。
碳同化的总反应式为: 碳同化的总反应式为 3CO2+6H2O+9ATP+6NADPH → PGAld+6NADP+9ADP+9Pi
C3途径的调节 A.自身催化：卡尔文循环产生的中间产物是维持循环所 必须的，增加中间产物的浓度，加速光合。 B.光调节：光调节酶，卡尔文循环中被光调节的酶有5种； C.光合产物转运：叶绿体与胞质之间是通过磷酸转运体联系的，
PEPCase对HCO3-的亲和力很强, PEPCase对HCO3-的亲和力很强,有把外界低浓度 CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用 "CO2泵 CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用--"CO2泵"。 浓缩到维管束鞘细胞中的作用--
㈣ C3植物与C4植物的光合特征
• C3植物：光合作用碳同化最初产物为三碳化合物的植物，
3.3.4 光合作用中蔗糖和淀粉的合成与调节
第四节 光呼吸
一、光呼吸概念：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和 放出CO2的过程，又称为乙醇酸氧化途径（C2循环）。
确定了最初受体是RuBP，进一步弄清了 整个C3途径的细节。又称之为卡尔文循环。
1 C3途径反应过程：羧化、还原和更新 A.羧化阶段：指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，并水解 指进入叶绿体的CO 与受体RuBP结合，并水解 产生PGA的反应过程。 产生PGA的反应过程。
CH2-O- P C=O H-C-OH H-C-OH CH2-O- P
Xu5P 5-磷酸木酮糖
PGAld （3-磷酸甘油醛）
第三章 光合作用(2-1)
图3－6 光合作用单位图解 表示天线色素分子捕获的一个光量子传递到反应中心色素分 子,在那里进行光化学反应,发生电荷分离。D为电子供体, A为 电子受体。
去镁叶绿素
去镁叶绿素
副叶绿素
副叶绿素
胡萝卜素
配对叶绿素
光系统‖的反应中心
2.光化学反应
光化学反应实际就是由光引起的反应中心色素分 子与原初电子受体间的氧化还原反应： P·A ────→ P*·A ────→ P+· A 扩展的原初反应过程： D·(P＋·A－)·A1 ──→ D＋·(P·A)·A1－ 供电子给P＋的还原剂叫做次级电子供体(D)； 从A－接受电子的氧化剂叫做次级电子受体(A1)。
2.电子传递(electron transport)
光合电子传递是由两个光系统串联进行。 连接着两个光反应之间的电子传递,是由几种排列紧密的电 子传递体完成的。
各种电子传递体具有不同的氧化还原电位，负值越大代表还 原势越强，正值越大代表氧化势越强。各种电子传递体按氧化还 原电位高低排列,组成“Z”形电子传递链，电子定向转移。 光合链
光 合 电 子 传 递 的 Z 方 案
水的光解与 放氧
PSII光化 学反应 Cytb6/f复合 体的电子传 递 PSI光化学 反应 电子传递末端 NADPH的形成
光合电子传递的“Z”方案
从图中可以看出:
①电子传递主要由光合膜上的PSⅡ、Cytb6/f、PSⅠ三个复合 体串联组成, 各电子传递体按电位高低排列;
PSⅠ和PSⅡ的光化学反应
PSⅠ的原初电子受体是叶绿素分子(A0)，PSⅡ的原初电子 受体是去镁叶绿素分子(Pheo)，它们的次级电子受体分别 是铁硫中心和醌分子(表4-2)。 PSⅠ的原初反应： P700·A0 hυ P700*·Ａ0 P700＋·A0－ (17)
光合作用-植物生理-图文
光合作用-植物生理-图文第三章植物的光合作用碳素营养是植物的生命基础，这是因为，第一，植物体的干物质中90％以上是有机化合物，而有机化合物都含有碳素(约占有机化合物重量的45%)，碳素成为植物体内含量较多的一种元素；第二，碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架，好象建筑物的栋梁支柱一样。
碳原子与其他元素有各种不同形式的结合，由此决定了这些化合物的多样性。
按照碳素营养方式的不同，植物可分为两种：1）只能利用现成的有机物作营养，这类植物称为异养植物(heterophyte)，如某些微生物和少数高等植物；2)可以利用无机碳化合物作营养，并且将它合成有机物，这类植物称为自养植物(autophyte)，如绝大多数高等植物和少数微生物。
异养植物与自养植物相比，后者在植物界中最普遍，而且非常重要。
这里我们着重讨论自养植物。
自养植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物质的过程，称为植物的碳素同化作用(carbonaimilation)。
植物碳素同化作用包括细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用3种类型。
在这3种类型中，绿色植物光合作用最广泛，合成的有机物质最多，与人类的关系也最密切，因此，本章重点阐述绿色植物光合作用（以下简称光合作用）。
第一节光合作用的重要性绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用（photoynthei)。
光合作用所产生的有机物质主要是糖类，贮藏着能量。
光合作用的过程，光合作用的重要性，可概括为下列3个方面：1．把无机物变成有机物植物通过光合作用制造有机物的规模是非常巨大的。
据估计，地球上的自养植物每年约同化2某lOt碳素，其中40％是由浮游植物同化的，余下60％是由陆生植物同化的(图3-1)。
如以葡萄糖计算，整个地球每年同化的碳素相当于四五千亿吨有机物质，难怪人们把绿色植物喻为庞大的合成有机物的绿色工厂。
绿色植物合成的有机物质，可直接或间接作为人类和全部动物界的食物(如粮、油、糖、牧草饲料、鱼饵等)，也可作为某些工业的原料(如棉、麻、橡胶、糖等)。
第三章 光合作用
光
聚光
色素
系统 光 合
作
用
单
D
P
A
位
e
作用中心
NADP+
H 2O
NADPH+H+
光能的吸收与传递
光能的转换：
D•P•A
D • P* • A
响很大。
3.矿质元素：氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、铜、锰、锌 是叶绿素合成过程中酶促反应的辅因子。缺乏这些元素植物 出现缺绿症 ,尤以氮素的影响最大。
4.水分：植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成 受阻有关。
5.氧气：缺氧会影响叶绿素的合成；
此外，叶绿素的形成还受遗传因素的控制。
第三节 光 合 作 用 的 机 理
原初反应
光
反 应 电子传递和
光合磷酸化
光能的吸收、传递与转换
（光能转换成电能）
基粒片层上
（电能 活跃的化学能）
暗 反 碳素同化 应
（活跃的化学能
稳定的化学能） 基质中
一、原初反应(primary reaction)：
光能的吸收、传递、转换（光能转换成 电能）
原初反应
叶绿体色素的 结 构
叶绿素
类胡萝卜素
类胡萝卜素不溶于水而溶于有机溶剂。是一类 由八个异戊二烯单位组成的40C不饱和烯烃。比较 稳定。 类胡萝卜素有两种类型：胡萝卜素 和叶黄素 胡萝卜素呈橙黄色，主要有α、β、γ三种异构体。 有些真核藻类中还有ε－异构体。 β-胡萝卜素在动物体内水解后可转化为维生素A （Vitamin A），能预防和治疗动物的夜盲症。
第三章植物的光合作用_植物生理学
第三章植物的光合作用_植物生理学第三章：植物的光合作用植物的光合作用是植物生理学中一个非常重要的过程，通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并且产生出氧气和有机物质，为植物自身生长和发育提供能量和养分，也间接地为其他生物提供能源。
植物的光合作用是在叶绿体中进行的。
叶绿体是植物细胞中的一种细胞器，它含有叶绿素，可以吸收太阳光中的能量。
光合作用主要包括光能的吸收、光能的转换和产物的合成三个过程。
首先，光能的吸收过程。
植物的叶绿体中含有多种不同类型的叶绿素，它们能够吸收不同波长的光。
叶绿素中的色素分子吸收光子后激发，成为激发态叶绿素。
不同的叶绿素吸收不同波长的光，其中最主要的是吸收红光和蓝光的叶绿素a，然后是辅助叶绿素如叶绿素b和叶黄素等。
叶绿体中的叶绿素主要吸收短波长的光，因此植物呈现出绿色。
其次，光能的转换过程。
当叶绿素吸收光子之后，其中的电子被激发出来，并且通过一系列的电子传递过程，在两个光化学反应中最终形成高能态分子ATP和NADPH。
这两种高能物质是植物光合作用最重要的产物，它们为植物提供了能量和电子。
ATP是一种能量通货，它可以通过释放磷酸基团的能量来驱动其他细胞活动。
NADPH是一种电子载体，它可以将电子传递给碳固定反应中的酶，驱动二氧化碳的还原反应。
最后，产物合成过程。
产生的ATP和NADPH被用来驱动碳固定反应，也就是光合作用的第二阶段。
在这个阶段中，植物利用ATP和NADPH将二氧化碳还原成有机物质。
这个过程中最重要的酶是光合酶RuBisCO，它将二氧化碳与一种五碳糖RuBP反应生成六碳糖，然后分解成两个三碳糖PGA。
PGA在一系列酶催化作用下转化为三碳糖G3P，部分G3P能够通过其他途径转化为其他有机物质，但大部分会再次参与碳固定反应生成更多的RuBP。
总结起来，植物的光合作用是植物生理学中的一个重要过程，通过光合作用植物能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并产生氧气。
2024年初一生物光合作用教案
2024年初一生物光合作用教案一、教学内容本节课选自人教版初一生物教材第三章第三节《光合作用》，内容包括：光合作用的定义、过程、意义以及影响光合作用的因素。
二、教学目标1. 理解光合作用的定义、过程和意义。
2. 掌握影响光合作用的因素，并能运用所学知识解释生活现象。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
三、教学难点与重点难点：光合作用的过程及影响光合作用的因素。
重点：光合作用的定义、意义以及实验操作。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（植物、光源、二氧化碳发生器等）。
学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 导入：通过展示植物生长的图片，引导学生思考：植物是如何生长的？光在这个过程中起到了什么作用？2. 新课导入：讲解光合作用的定义、过程和意义。
（1）定义：光合作用是植物在光的作用下，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
（2）过程：光反应、暗反应。
（3）意义：光合作用是生物圈中最重要的能量转换过程，是生态系统的基础。
3. 实践情景引入：进行光合作用实验。
（1）实验目的：验证光合作用的产物为氧气。
（2）实验步骤：①准备实验器材；②将植物放入实验装置；③观察氧气产生；④收集氧气。
（3）实验结果：植物在光的作用下产生氧气。
4. 例题讲解：分析影响光合作用的因素。
（1）光照强度：在一定范围内，光照强度越大，光合作用速率越快。
（2）二氧化碳浓度：在一定范围内，二氧化碳浓度越大，光合作用速率越快。
（3）温度：在一定范围内，温度越高，光合作用速率越快。
5. 随堂练习：分析生活中影响光合作用的现象。
六、板书设计1. 光合作用的定义、过程、意义。
2. 影响光合作用的因素。
七、作业设计（1）为什么在夏季，植物生长得更快？（2）为什么在温室中种植蔬菜，要增施二氧化碳？2. 答案：（1）夏季光照强度大、温度高，有利于光合作用的进行。
（2）增施二氧化碳可以提高温室内的二氧化碳浓度，从而提高光合作用速率。
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简答：
Rubisco的特点和功能
13、作物为什么会出现光合“午休”现象?
答：植物种类不同、生长条件不同，造成光合“午休”的原因也不同。
有以下几
供应不足。
(3)光合产物淀粉种原因：(1)中午水分供给不足、气孔关闭。
(2)C0
2
的运输。
(4)中午时的等来不及分解运走，累积在叶肉细胞中，阻碍细胞内C0
2
高温低湿降低了碳同化酶的活性。
（5）生理钟调控。
\
可分为三个阶段：(1)羧化阶段。
C02被固定，生成3-磷酸甘油酸，为最初产物。
(2)还原阶段。
利用同化力(NADPH 、ATP)将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛一光合作用中的第一个三碳糖。
(3)更新阶段。
光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP 的过程。
10、试绘制一般植物的光强－光合曲线，并对曲线的特点加以说明。
答：如图所示，在暗中叶片无光合作用，只有呼吸作用释放CO 2(图中的OD 为呼吸速率)。
随着光强的增高，光合速率相应提高，•当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。
在一定范围内，光合速率随着光强的增加而呈直线增加；但超过一定光强后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再随光强增加而增加，这种现象称为光饱和现象。
光合速率开始达到最大值时的光强称为光饱和点。
植物出现光饱和点的实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高。
因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO 2扩散速率(受CO 2浓度影响)和CO 2固定速率(受羧化酶活性和RuBP 再生速率影响)等。
在光强-光合曲线的不同阶段，影响光合速率的主要因素不同。
弱光下，光强是控制光合的主要因素，曲线的斜率即为表观量子效率。
曲线的斜率大，表明植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体可能较多，利用弱光的能力强。
随着光强增高，叶片吸收光能增多，光化学反应速率加快，产生的同化力多，于是CO 2固定速率加快。
此外，气孔开度、Rubisco•活性及光呼吸速率也影响直线阶段（A ）的光合速率，因为这些因素都会随光强的提高而增大，其中前二者的提高对光合速率有正效应，后者有负效应。