第三章第五节光合作用(2)
浙科版高中生物必修1第三章细胞的代谢第五节光合作用将光能转化为化学能课件
4.影响光合速率的重要因素 (1)光强度:光合速率随光强度的增加而增加,但在强度达到全日照之前,光合作用 已达到光饱和点时的速率,即光强度再增加,光合速率也不会增加。因为在光饱 和点的光强度下,光合作用的光反应已达到最快的速率,所以光强度再增加也不能使 光合速率增加。
(2)温度:一定范围内光合速率随温度的升高而加快。光合作用对温度比较敏感, 温度过高则酶的活性减弱或丧失,所以光合作用有一个最适温度。 (3)CO2浓度:CO2直接影响碳反应速率。空气中CO2浓度的增加会使光合速率加 快。
④过程减弱,随三碳酸减少②③ 过程减弱,①过程正常进行
光照不变,CO2由不足到充足
④过程增强,随三碳酸增加②③ 过程增强,①过程正常进行
特别提醒 a.以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非长时间。 b.以上各物质变化中,三碳酸和五碳糖含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量 的变化是一致的。
问题1 光照几毫秒后停止光照,光反应和碳反应是不是都会马上停止? 提示 停止光照后,光反应马上停止,碳反应在消耗完光反应产生的ATP 和NADPH后会停止。
问题2 光照停止后,短时间内NADPH、ATP、三碳酸、五碳糖的量如何变化? 提示 NADPH、ATP减少,三碳酸增多,五碳糖减少。
1.对光反应与碳反应认识的4个误区 (1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的,而是息息相关的两个过程,没有光反 应,碳反应也无法进行。 (2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体,在原核生物中为细胞质中含有 光合色素的光合膜。 (3)光合作用过程中,ATP提供能量;NADPH提供能量并作为还原剂,是氢的载体, 提供氢。 (4)三碳糖或五碳糖的组成元素中有磷。
3.正常实验结果分析 (1)从色素带的宽度可推知色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。 (2)从色素带的位置可推知色素在层析液中的溶解度大小:胡萝卜素>叶黄素>叶 绿素a>叶绿素b。 (3)在滤纸上相邻色素带间,距离最近的色素带是叶绿素a与叶绿素b,距离最远的 是胡萝卜素与叶黄素。
人教版生物七年级上册：绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡课件
清水
接下来该怎样进行实验？
安
暗
装
处
光
脱
漂
加
装
理
照
色
洗
碘
置
液
预测结果
清水装置中叶片变蓝，氢氧化钠装置中叶片不变蓝。 实验结论：二氧化碳是光合作用的原料
氢氧化钠
视 察
二、光合作用还能产生氧气 演示实验
注意，氧气助燃!
三、光合作用还需要水
圆圈内的叶 片就没有水 供应了
讨论交流
只有植物的绿色部分进行光合作用叶绿体可能是光合作用的场所
第三章 第五节
光合作用吸取二氧化碳释放氧气
人教版 生物（初中） （七年级 上）
生物圈中的碳—氧平衡是如何维持的？ 大气
学习目标
1、光合作用的原料和产物是什么？ 2、光合作用的实质是什么？ 3、光合作用的原理在农业生产上有怎样的应用？
海尔蒙特实验
柳树增重80多千克 土壤减少不到100克
是什么物质使柳树增重了呢？
没有气泡冒出
感谢各位的凝听
人教版 生物（初中） （七年级 上）
四、光合作用的实质
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储 存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。
• 主体： • 场所： • 条件： • 原料： • 产物：
绿色植物 叶绿体 光 二氧化碳、水 有机物(贮存了能量)、氧气
四、光合作用的实质
光合作用示意图
光
物质转变
对照、单一变量 二氧化碳
探究实验
方案一：
A
水
B
A
方案二：
清水
氢氧化 钠
B
氢氧化钠
高二生物第三章 第5节 光合作用浙江版必修1知识精讲
高二生物第三章第5节光合作用某某版必修1【本讲教育信息】一、教学内容光合作用1. 自养、异养两类生物。
2. 光合作用的概念、反应式、阶段、场所、产物。
3. 色素的种类、颜色和吸收光谱。
4. 光反应的过程及光系统的作用。
5. 碳反应的过程。
6. 分析外界因素对光合速率的影响。
7. 比较细胞呼吸和光合作用的异同。
二、教学重、难点：光合作用的概念、反应式、阶段、场所、产物光反应的过程及光系统的作用碳反应的过程三、全面突破知识点1：自养、异养生物思考：绿色植物是怎样获得各种营养物质的？一般把能以二氧化碳和水为原料，合成有机物质，供给其自身生长、发育和繁殖所需的物质和能量的生物都称为自养生物。
绿色植物是通过光合作用自身合成有机物的，所以绿色植物是自养生物。
思考：人和动物是怎样获得各种营养物质的？人和动物、营腐生或寄生生活的真菌、大多数种类的细菌都是依靠摄取外界环境中的有机物来获得各种营养物质的，这样的生物都称为异养生物。
知识点2：光合作用的概念及光合作用的发现1. 光合作用的概念绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O合成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。
2. 光合作用的发现（1）17世纪比利时海尔蒙特柳苗栽培实验公元前3世纪，古希腊学者亚里士多德曾经提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。
这一观点长期被奉为经典，直到17世纪初布鲁塞尔的医生Van Helmont做了一个简单而有意义的实验，才把这个观点推翻了。
Van Helmont将一株2.3kg重的小柳树种在重90.8 kg的干土中，用雨水浇灌5年，小柳树长成重76.7kg的植株，而土壤重量只比实验开始时减少57g。
他由此得出结论，即植物是从水中取得生长所需的物质的。
现在看来，他只说对了一半。
结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来自于水。
（2）1771年，英，普里斯特利的实验结论：植物可以更新空气。
（3）1779年，荷，英根豪斯的实验结论1：只有在光下，植物才能更新空气。
浙科版高中生物必修一第三章第五节光合作用第2课时
B
A.B在叶绿体类囊体膜上进行 B.B所发生的能量转化是将活跃的化学能转变为三 碳糖中稳定的化学能 C.A中产生的O2参与C的第二阶段 D.X代表的物质从叶绿体基质移向类囊体膜
【解题关键】解答本题的关键是明确A、B、C分 别代表的代谢过程。 【解析】由图可知：A、B、C分别表示光反应、暗反 应和细胞呼吸，故A错，光反应产生的O2参与细胞呼 吸(C)的第三阶段；X是光反应产生的ATP，在叶绿体 中，ATP由类囊体膜移向叶绿体基质。
是三碳糖，该反应为碳反应，该过程中的物质变化有：
（1）CO2+RuBP （2） 2C3（三碳分子）
3.分析光反应与碳反应的联系
（1）在无光的条件下，碳反应能否长期进行？ 提示：不能。因为无光条件下，光反应不能进行，在没 有ATP和NADPH供应时，碳反应将不再进行。 （2）若碳反应停止，光反应能否持续进行？ 提示：不能。碳反应停止，光反应产生的ATP和NADPH积 累过多，抑制光反应进行。
第2课时
光反应和碳反应
一、光反应
1. 场所 类囊体膜 在＿＿＿＿＿中发生的。
类囊体膜？
P.36和86
思考：1. 光反应的进行需要哪些条件？ （1）光照：光反应能量变化的本质就是将光能转化 为化学能，因此，无光照，光反应就无法进行。 （2）色素：色素能吸收光能，传递光能，并且将光 能转化为化学能。 （3）酶：光反应是一系列化学反应，生物体内化学 反应的特点就是需要酶的催化才能进行。 除上述条件外还要有水、ADP、Pi、NADP+等反应物。
结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
光合作用产生的有机 物又是怎样合成的呢？
20世纪40年代，美国科 学家卡尔文利用放射性 同位素14C标记的14CO2做 实验研究这一问题。最 终探明CO2中的碳在光合 作用中转化成有机物中 的碳的途径，这一途径 称为卡尔文循环(碳反应)。
植物生理学第3章 植物的光合作用(二)
光合作用三步骤：
1）光能吸收、传递和转化：原初反应。
2）电能转化为化学能：电子传递和光合磷 酸化。
3）化学能转化过程：碳同化。
3.3 光合作用机理
两类反应：
光反应：前二者基本属于光反应。 暗反应：后者属于暗反应。
3.3 光合作用机理
• 光合作用二个反应两个阶段的发现
3.3 光合作用机理
反应中心
• 光能转换色素分子+原初电子受体+原初电 子供体。
• 基本成分为蛋白质和脂类。 • 光能转换色素分子为叶绿素a分子，这个叶
绿素a分子与脂蛋白结合排列在片层结构上。 • 色素电子传递。 • 高等植物最终电子供体是水，最终电子受
体为NADP。
7.10 Basic concept of energy transfer during photosynthesis
原初反应：
光反应
水的光解放氧
光能的吸收、传递与转化
电子传递与光合磷酸化： 形成活跃的化学能
暗反应 碳的固定：
形成稳定的化学能
3.3 光合作用机理
3.3.1 光能吸收
原初反应
• 光合单位=聚光色素系统+反应中心 • 原初反应=光能吸收+传递+转换
3.3.1 原初反应 Primary Reaction
激发能的传递速度及效率很高，一个红光量子可 传过几百个chla分子(30ps/个)，效率达
90~100%
7.19 Funneling of excitation from antenna system toward reaction center (Part 1)
Funneling of excitation from the antenna system toward the reaction center. (A)The excitedstate energy of pigments increases with distance from the reaction center; that is, pigments closer to the reaction center are lower in energy than those farther from the reaction center. This energy gradient ensures that excitation transfer toward the reaction center is energetically favorable and that excitation transfer back out to the peripheral portions of the antenna is energetically unfavorable.
光合作用 (2)
基质 主要成分是可溶性蛋白质及
其它代谢活跃物质。羧化酶约占可
溶性蛋白质的50﹪，还DNA、
RNA、核糖体、淀粉体、嗜锇颗粒
（叶绿体的脂类仓库）等。
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。它们存在于类囊体上。 前两类为高等植物的叶绿体色素。 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。
类胡萝卜素的最大吸收峰在蓝紫光区。不 吸收长波光
（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* 激发态
基态 光子能量
蓝 光
红 光
荧光(fluorescence）: CHL从第一
-
单线态回到基态所发射的光。
磷光(phosphorescence）:CHL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。
吸收光谱：叶绿素对不同波长光吸收后 形成的光谱。
叶绿素在红光区（640~660nm）和蓝紫 光区（ 430~450nm）有最强吸收。叶绿素 对绿光吸收最少，故叶绿素溶液呈绿色。
类胡箩卜素在蓝紫光区有最强的吸收。
chla与chlb吸收光谱的区别： ▽ chla在红光区的吸收带偏向长波方向， 吸收带较宽，吸收峰较高。在蓝紫光区吸收 带偏向短波方向，吸收带较窄，吸收峰较低。 对蓝紫光的吸收为对红光的吸收的1.3倍。 ▽ chlb在红光区的吸收带偏向短波方向， 吸收带较窄，吸收峰较低。在蓝紫光区吸收 带偏向长波方向，吸收带较宽，吸收峰较高。 对蓝紫光的吸收为对红光的吸收的3倍，说明 chlb吸收短波蓝紫光的能力较chla 强。
高中生物第3章细胞的代谢第5节第课时光合作用的过程与影响光合作用的环境因素教案浙科版第一册
第二课时光合作用的过程与影响光合作用的环境因素课标内容要求核心素养对接1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。
2．探究不同环境因素对光合作用的影响.1。
从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。
（生命观念、科学思维)2．基于探究不同环境因素对光合作用的影响厘清探究的思路.(科学思维、科学探究）一、光合作用的过程光合作用分两个阶段进行。
第一阶段是直接需要光的，称为光反应；第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变成糖的过程，称为碳反应,也称暗反应。
1．光反应将光能转化为化学能,并产生氧气光反应发生在类囊体膜——光合膜中。
在这个阶段，叶绿体利用光能使水裂解产生氧，同时生成ATP和NADPH，NADPH是辅酶Ⅱ，它是氢的载体.光反应过程有多步反应，主要变化包括光合膜上光合色素吸收光能,光能将水裂解为H＋、电子(e－）和O2,H＋和e－将NADP＋还原为NADPH，并产生ATP，O2被释放到细胞外。
这样，光能就转化为ATP和NADPH中的化学能。
光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质,NADPH在碳反应中是还原剂。
2．碳反应将二氧化碳还原成糖叶绿体基质中有许多种酶是将二氧化碳还原为糖所必需的。
碳反应在叶绿体基质中进行.二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。
卡尔文循环从1个五碳糖开始.在酶的催化作用下，1分子CO2与五碳糖结合，形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳糖分子。
然后,每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的能量，被还原形成三碳糖.这是CO2分子进入卡尔文循环后形成的第一个糖，是这个循环中的关键步骤，这样光能就转化为糖分子中的化学能了。
在三碳糖形成后，卡尔文循环中的许多反应,都是为了再生五碳糖,以保证此循环不断进行。
NADPH和ATP在完成了还原反应之后，又回到NADP＋和ADP 的状态,在光反应中可以重新形成NADPH和ATP。
第三章 细胞的代谢 光合作用将光能转化为化学能(答案版)
第五节光合作用将光能转化为化学能【考点一】叶绿体1、类囊体是由膜形成的碟状的口袋，所有的类囊体连成一体，其中又有许多叠在一起，称为基粒，组成类囊体的膜被称为光合膜；2、叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上，除了与光合作用有关的色素外，光合膜上还分布了可以将光能转化为化学能的多种蛋白质，在类囊体的空腔内含有多种酶，这些酶与水的裂解有关。
【考点二】光合色素的提取与分离1、用新鲜的菠菜叶放入40-50℃的烘箱中烘干、粉碎后，取2g干粉放入研钵中，加入少许二氧化硅（目的：研麿充分)，加入碳酸钙（目的：防止破坏叶绿素），再加入95%乙醇（目的：提取或溶解色素），充分、迅速（原因：提取液95%的乙醇易挥发）研磨成匀浆。
2、在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将研麿液迅速倒入漏斗中，收集滤液到一个试管中，及时用棉塞将试管塞紧。
（“迅速、及时、用棉塞塞紧”的原因：提取液95%乙醇易挥发）3、制备滤纸条。
一定要用预先干燥过的定性滤纸；4、点样。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画出一条细而直的滤液细线。
待滤液干后再画一次，画3-4次（目的：增加滤液细线上的色素）；5、将制备好的滤纸条放入层析液进行色素分离；6、实验分析：由不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度就不同，从而出现分层现象，这种方法叫纸层析法。
四种色素中扩散速度最快的是胡萝卜素；扩散速度最慢的是叶绿素b，色素含量越高，色素带越宽，四条色素带最宽的是（从上往下数）第三条，最窄的是第一条。
（注意：不利因素影响下，叶绿素比类胡萝卜素易分解，所以受到不利因素影响时，四条色素带第三、四条会变窄明显）【考点三】光合作用过程1、光合作用过程图2、碳反应中的①是二氧化碳的固定过程；②是三碳酸的还原过程③是RuBP的再生过程3、卡尔文循环从一个五碳糖分子（RuBP，即核酮糖二磷酸）开始，在酶的催化作用下，1 分子的二氧化碳与1个RuBP结合，形成1个六碳分子，这个六碳分子随即分解成2个三碳酸（3-磷酸甘油酸）分子。
第三章 光合作用2
小 结
• 光合作用是地球上最重要的化学反应。 • 叶绿体是进行光合作用的细胞器。类囊体 （光合膜）是光反应的主要场所，基质是 暗反应的场所。叶绿体的色素有下列2类： 1）叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b；2） 类胡萝卜素，其中有胡萝卜素和叶黄素。 在这2类色素中，叶绿素最主要。
• 光合作用是光反应和暗反应的综合。整个 光合作用大致可分为下列3大步骤：原初反 应、电子传递和光合磷酸化、碳同化。 • 光能的吸收、传递和转换过程是通过原初 反应完成的。聚光色素吸收光能后，通过 诱导共振方式传递到反应中心，反应中心 色素分子的状态特殊，能引起由光激发的 氧化还原，电荷分离，就将光能转换为电 能，送给原初电子受体。
• 二、光呼吸的生理功能 • 一种比较流行的观点是，在干旱和高辐射 期间，气孔关闭，CO2不能进入，会导致光 抑制。此时光呼吸释放CO2，消耗多余能量， 对光合器官起保护作用，避免产生光抑制。 • 另一种观点是，Rubisco同时具有羧化和加 氧的功能，在有氧条件下，光呼吸虽然损 失一些有机碳，但通过C2循环还可收回 75%的碳，避免损失过多。
• • • •
卡尔文循环的总反应式如下： 5H2O+3CO2+9ATP+6(NADPH+H+) → CHOCHOHCH2OP+9ADP +8Pi +6NADP+ 由此可见，要产生1个PGAld（磷酸丙糖）分 子，需要3个CO2分子，6个NADPH2分子和9 个ATP分子。
• （二）C4途径 • 1． C4途径的反应 • C4途径包括4个步骤：（1）羧化； （2） 转移；（3）脱羧与还原；（4）再生。
CH2O（P） C=O +O2 HCOH COOH HCOH COOH CH2O（P） RuBP 2-磷酸乙醇酸 3-磷酸甘油酸 → CH2O（P） + 2HCOH CH2O（P）
新教材-高中生物学-浙江科技版-必修1第三章- 第五节
糖类合成量 减少 增加 减少 增加
减少
环境因素对光合速率的影响
光合速率：又称光合强度，是指一定量的植物（如 一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用。 表示方法：产生氧气量/单位时间或
消耗二氧化碳的量/单位时间
真正光合速率 = 表观光合 速率 + 呼吸速率
图4
1.光照强度对光合速率的影响
CO2 吸
高中生物学 必修1
第三章 第五节 光合作用将光能转化为化学能
学习目标
1. 描述光合作用光反应和碳反应的过程，说明光合作用的本质。 2. 解释叶绿体和叶绿素在光合作用中的重要作用。 3. 说明影响光合作用的因素；运用光合作用和细胞呼吸的原理，提出增加作物产 量的措施。 4. 关注绿色植物对生态系统的重要作用，形成保护生态环境的意识。
内膜 由类囊体堆叠而成，
基粒 在类囊体薄膜上存在着与光合 作用有关的酶和色素
基质 含多种光合作用所必需的酶
光合色素的提取与分离
• 实验原理
提取：叶绿体中的色素易溶于丙酮、石油醚等有机溶剂. 分离：不同的色素在层析液中溶解度不同,在滤纸上的扩
散速度也不同（溶解度高—扩散得快）.
• 材料试剂
新鲜绿色叶片 95%乙醇 SiO2 CaCO3 层析液
农业生产启示：合理浇灌。
5.必需矿质元素的供应
①N：是各种酶、ATP和NADPH的重要组成元素。 ②P：是叶绿体膜、ATP和NADPH的重要组成元素。 ③K：影响糖类的合成和运输。 ④Mg：是叶绿素的重要组成元素。
农业生产启示：施用多种类型化肥。
6.多因子对光合速率的影响
农业生产启示：温室栽培时，在一定光强度下，白天 适当提高温度，增加光合酶的活性，可提高光合速率； 当温度适宜时，可适当增加光强度或CO2浓度以提高 光合速率。
2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第三章 第五节 光合作用(含答案)
2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第三章 第五节 光合作用(含答案)1．叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中所含的光合色素有叶绿素(叶绿素a 和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素 等)；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。
2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散得快，反之则慢。
3．光合作用的光反应和碳反应两个阶段同时进行，相辅相成。
光反应为碳反应提供NADPH 和A TP ；碳反应利用A TP 和 NADPH ，促进光反应的进行。
光反应的场所是类囊体薄膜， 产物是O 2、NADPH 和A TP ；碳反应在叶绿体基质中进行，产 物是糖类等有机物，但蔗糖在叶绿体外合成。
4．当光照突然减弱时，短时间内C 3(三碳酸)含量上升，C 5(RuBP) 含量下降。
当CO 2含量减少时，短时间内C 5(RuBP)含量上 升，C 3(三碳酸)含量下降。
5．光合速率受光强度、温度和二氧化碳浓度等因素的影响。
在 其他条件都适宜的情况下，在一定范围内，光合速率随光强度提高而加快。
对应学生用书 P60光合色素的提取和分离 1．原理绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%乙醇中。
不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2．实验用品及作用[连线]3．实验流程提取色素⎩⎪⎨⎪⎧新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2～3 mL95%乙醇→研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm的滤纸条，并在一端剪去两角↓铅笔画线：在距去角一端1 cm 处用铅笔画 一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧用毛细吸管吸取少量滤液↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线 ↓待滤液干后，重复画细线2～3次↓色素分离⎩⎪⎨⎪⎧①倒入试管3 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③棉塞塞紧试管口↓观察结果：滤纸条上色素带有四条，如下图乙所示：[巧学妙记]四种光合色素在滤纸上自上而下的分布依次是“胡叶ab ”。
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)。
版： 光反应和碳反应、光照对光合作用的影响
例2 ( ·浙江超级全能生模拟)下图为类囊体膜的部分结构和生理功 能示意图。请据图回答相关问题：
基粒 (1)叶绿体内的很多类囊体堆叠起来的结构称为______。
解析 答案
(2)类囊体膜是植物进行_光__反__应___的场所，其上的色素吸收光能，并将 光能转化为_化__学__能___，贮存在NADPH和_A_T__P_中。 (3)a物质是_电__子__，是水的裂解产物，经过一系列膜蛋白的传递后被 NADP＋接受，NADP＋同时还接受1个H＋形成NADPH，NADPH在三 碳酸分子的还原过程中提供_能__量__和__氢__。若撤离光照，短时间内叶绿 体中的RuBP含量将_下__降__。
方式二 通过前面的学习我们知道，叶绿体是植物进行光合作用的场 所。叶绿体之所以有此功能，这与它的结构是密不可分的。根据下面 有关叶绿体的知识来回答几个问题。 (1)叶绿体是植物进行光合作用的场所，你知道叶绿体的形态和结构吗？ (2)叶绿体中的色素存在于什么部位？它的功能是什么？ (3)与光合作用有关的酶存在于叶绿体的哪些部位？光反应和碳反应是 如何进行的？
3.联系：光反应为碳反应提供 NADPH、ATP ，碳反应为光反应提 供 ADP 、 Pi 和NADP＋，如图所示。
归纳总结
光反应与碳反应的比较
比较项目 场所 时间
光反应 类囊体膜 短促，以微秒计
碳反应 叶绿体基质
较缓慢
条件 过程
光、色素、酶、水
多种酶、CO2、NADPH、ATP
利用光能使水光解产生O2， 同时产生ATP和NADPH
③水中的氢(H ＋e )在光下将NADP 还原为 NADPH 。 ＋ － (1)光强度：在一定范围内，光合速率随光强度的增加而
；
＋
第三章光合作用2ppt课件
合
光
磷酸化作用，就是离体叶绿体在光下将ADP和Pi合成为
ATP的过程
叶绿体
ADP+Pi
ATP+H2O
C）从能量代谢角度看，光合作用过程是植物将 光能转变为化学能的过程。依此可将光合过
程分为3大步骤：
1）原初反应：光能的吸收、传递和转换为电能； 2）电子传递和光合磷酸化：电能转变为活跃的化
学
3）碳同化：活跃的化学能再转变为稳定的化学能。
等步骤。 B）经原初反应，完成对光能的吸收、传递，并将之转化为电能。 C）电子传递和光合磷酸化通过两个光系统的一系列光化学反应， 把水光解成质子(H+)和电子，同时放出氧，质子H+与细胞中NADP+ 结合形成NADPH；同时，在电子传递过程中，其携带的能量使细 胞中的ADP与无机磷酸结合形成ATP。 D）有了ATP和NADPH，叶绿体便可在暗反应中同化二氧化碳，形
四、光合磷酸化
1光合磷酸化：指叶绿体在光合电子传递的 同时,使ADP和Pi形成ATP的过程称为光合磷酸 化。光合磷酸化是与光合电子传递是偶联在一起的。
2 光合磷酸化的类型：非环式、环式和假环式。 在光合作用中与环式电子传递偶联在一起的磷酸化 称为非环式光合磷酸化；与环式电子传递偶联在一起 的，称为环式光合磷酸化，与假环式电子传递偶联在 一起的，称为假环式光合磷酸化。
颗粒较大，直径17.5nm，分布在类囊体膜的垛叠部分；特
征为水的光解和放氧；其中心色素分子P680。
光
P680
将水分解 水中的e PSⅠ
二、光合电子传递体与其功能
电子传递体：PSⅡ、PQ、细胞色素b6f复合体、PSⅠ和PC
• a. PSⅡ：颗粒较大，直径17.5nm，在类囊体膜内侧，多 存在于基粒片层垛叠区，由反应中心色素P680、捕光复合 体（LHCⅡ）和放氧复合体(OEC) 亚基组成，特征为水的光解和放氧。
第三章 光合作用(2-2)
反应部位：C3途径的各反应均在叶绿体基质中进行。
过程可分为: 羧化、还原、再生 三个阶段 （如图3AA + NADPH + H+ Mal + NADP+
aspartate amino transferase
OAA + 谷氨酸 Asp + α- 酮戊二酸
④底物再生
1.C4途径的反应过程
基本上可分为四步反应: ①羧化反应
②还原或转 氨作用 ③脱羧反应
④底物再生
1.C4途径的反应过程
(二)C4途径
叶肉细胞(MC)中含 有磷酸烯醇式丙酮 酸羧化酶PEPC,进行 C4途径，固定CO2， 并将含四个碳的二 羧酸运到维管束鞘 细胞中；而维管束 鞘细胞（BSC）中含 有Rubisco等参与C3 途径的酶，进行CO2 的同化。
C-4 photosynthsis involves the separation of carbon fixation and carbohydrate systhesis in space and time
(一)C3途径 (1)羧化阶段
(2)还原阶段
(3)再生阶段
(一)C3途径 (1)羧化阶段
即3-磷酸甘油酸被还原为甘油醛-3-磷酸 的阶段，有二步反应：磷酸化和还原
首先，ATP提供能量, 把PGA 进一步磷酸化
(2)还原阶段
NADP-PGAkinase
(3)再生阶段
2PGA + 2ATP 2 1，3—DPGA + 2ADP 然后，进一步将DPGA还原成糖
光合作用的过程、意义
NADPH
ATP的合成：
ADP＋Pi ＋能量
酶 ATP
④能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP、NADPH中 (光能——ATP和NADPH中活跃化学能)
3、碳反应——卡尔文循环
①场所： 叶绿体的基质
②条件： NADPH、ATP、多种酶
3-磷酸甘油酸
RuBP(核酮糖二磷酸)
酶
CO2的固定 CO2+C5
4、光反应形成ATP时的能量来源于光能 ，光反应产生的A TP用于 碳反应 。
练一练
1、下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H2O
光
A
B
C D
F CO2
G
E+Pi
J
H
I
①图中B是—Ｏ， 2 它来自于—水—的分解。
三碳酸的还
②③图图中中CD是是Ｎ— —ＡA— —TＤP，，Ｐ它在H 被 叶传绿递体到中叶合绿成D体所的需基—的—质能部色量位素来，吸自用收—于的—原—光—能。
2、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，此时叶肉细胞内的三碳酸、C5化
合物和ATP含量的变化情况依次是 C
A. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
2三碳 酸
三碳酸 的还原
2三碳 酸
NADPH
2 三碳糖
能量变化
联系
光能转变为ATP、 NADPH中活跃的化学能
ATP中活跃化学能转变为有机物 中稳定的化学能
光反应是碳反应的基础，为碳反应提供NADPH
和ATP，碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+ 。
5、光合作用的总反应式
光
第三章光合作用2
(3).Cytb６/f复合体
Cytb６/f 复合体作为连接PSⅡ与PSⅠ两个光系统的 中间电子载体系统，是一种多亚基膜蛋白，由Cytf、 Cytb 、 铁-硫蛋白等多肽组成。
Cyt b６/f 复合体主要催化PQH２的氧化和PC（质蓝 素）的还原，因此Cyt b６/f 复合体又称PQH２· PC氧 化还原酶。
在远红光（光波大于685nm）条件下，如果补充红光 （光波650nm）照射材料时，量子产额大增，并且比 这两种波长的光单独照射时的总和还要大。这两种 波长的光协同作用而增加光合效率的现象称为双光 增益效应或爱默生效应。 红降现象和爱默生效应说明：
绿藻光合作用可能包括两个光化学反应：一个吸收 短波红光；一个吸收长波红光。这两个光化学反应 可能以接力的方式协同作用。
Fd也可把电子交给PＱ、Cytb6而传回到PC，形成围 绕PSI的循环电子传递。
（三）光合电子传递方式和途径
1.电子传递方式
在光反应中，电子传递由一系列排列紧密的电子传 递体（ PSⅠ 、 PSⅡ等 ）完成，电子的传递是互 相衔接的，形成电子的传递链，也称光合链或电子 传递链。
电子传递体具有不同的氧化还电位，根据氧化还原电 位高低排列，电子传递链呈侧写的“Z”形，称之为光 合作用电子传递的“Z”方案。
只有PSⅠ参与： 由 Fd 经 PQ ， Cyt b 6 /f PC 等 传递体返回到PSⅠ而构成的 循环电子传递途径。即： PSⅠ→Fd→PQ→ Cytb６/f→PC→PSⅠ 结果：环式电子传递不发生 H 2 O 的氧化，也不形成 NADPH ， 但有 H + 的跨膜向内运输，形 成跨类囊体膜的质子梯度， 从而促进ATP的形成。
二、电子传递和光合磷酸化
（一）、光系统 1、红降现象和爱默生效应 20世纪40年代，以绿藻为材料，研究其不同
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光合作用
课时安排：2课时
教学目标：
1.说明光合作用以及对它的认识过程。
2.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
3.简述化能合成作用
本讲重点：
（1）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（2）影响光合作用强度的环境因素。
本讲难点：
（1）光反应和暗反应的过程。
（2）探究影响光合作用强度的环境因素。
考点点拨： 第二课时
一、相关知识
（一）基本概念
同位素标记法；卡尔文循环；光反应阶段、暗反应阶段、五碳化合物、三碳化合物；光
合作用强度；自养生物、异养生物；硝化细菌；化能合成作用；
水的光解 ATP 的生成 CO2的固定 CO2的还原 CO2浓度 光照强度 光的成分 水分 温度
年，英国科学家普利斯特利 年，荷兰科学家英格豪斯 年，德国科学家萨克斯
年，美国科学家鲁宾和卡门
影响光合作用的因素
（1）．光照强度：直接影响光反应的速度，光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速度，这是最主要的因素。
（2）．温度：影响光合作用过程，特别是暗反应酶的催化效率，从而影响光合速度。
（3）．CO2浓度：CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响反应的速度。
（4）．矿质元素：例如镁是叶绿素的组成成分，氮是光合酶的组成成分，磷是ATP分子的组成成分。
（5）．水分：水分是光合作用原料之一，缺少时可使光合速率下降。
（6）．日变化：光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符合，但也有例外，如炎热夏天，中午前后光合速率下降（气孔关闭，CO2供给不足）。
为了提高单位土地面积上对光能的利用，在栽培作物时，要合理密植，以减少光能漏到地面。
CO2是光合作用的原料，所以，在温室栽培蔬菜时，可以适当增加空气中的CO2浓度以提高产量。
施用有机肥料可以提高光合作用速率，是由于土壤中的有机质经微生物分解后，会释放CO2，因而在小的空间中增加了CO2浓度，有利于光合作用。
三考点例析
（2004年高考江苏卷）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）
A 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D 叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应
【答案】D
【解析】本题考查了光合作用的过程。
光反应在类囊体膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。
（2003江苏高考题）光合作用受光照强度、CO2浓度、
温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照
强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的
曲线。
a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当
遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光
照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度
为1.22%。
请据图回答：
（1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作
用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势
是。
（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是
否为零？为什么？
（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？（）
A 通风
B 增施有机肥
C 延长生育期
D 施碳酸氢铵
解析：由题中坐标图可知，随光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用最适温度的变化逐渐提高。
因为b为适当遮荫（有光），CO2浓度为0．03％（有原料），呼吸作用仍在进行，所以，当曲线b净光合速率为零时，代表光合速率等于呼吸速率，真光合速率并不为零。
在生产实践中，采取通风、施肥等措施均可提高作物净光合速率。
答案：（1）逐渐提高（2）不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零（3）ABD
五．课后反思
本讲内容在高考中处于核心地位，命题都集中光反应与暗反应的综合分析、光合作用与农作物生产的多种条件综合分析，在近几年理科试题中突出了以光合作用和呼吸作用为主线，考查两项生理作用的过程、产物影响因素及彼此的制约关系，通过实验数据、图表、曲线题等新情景，结合社会、科技及生产实践考查学生分析现象抓住本质的能力。
实验分析与实验设计题呈上升趋势。