高中生物奥赛光合作用(共83张PPT)
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光合作用PPT优秀课件
对应训练
3.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿
C 色过浅，其原因不可能是 （ ）
A.未加石英砂，研磨不充分 B.一次加入大量的无水乙醇提取 C.分次加入少量无水乙醇提取 D.使用放置数天的菠菜叶
4、捕获光能的色素种类和含量
胡萝卜素
捕 类胡萝 （橙黄色）
获 光
卜素 叶黄素 (占1/4) （黄色）
O2
2C3
CO2
CO2的固定
多种酶
C3的还原 C5 （CH2O） H2O
1.条件骤变时物质含量的变化
积累、 增加
消耗、 减少
ADP+ Pi
酶 形成ATP
ATP
[H]
水的光解
H2O
O2
2C3
CO2
CO2的固定
多种酶
C3的还原 C5
（CH2O） H2O
对应训练
1.（2009海南卷）在其他条件适宜的情况下，在供 试植物正常进行光合作用时，突然停止光照，并 在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶
能
的
叶绿素a(少)
色 叶绿素 （蓝绿色）
素 (占3/4) 叶绿素b
（黄绿色）
滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
5、四种色素对光的吸收
叶绿体中的 色素提取液
1、树叶为什么是绿色？ 2、P100拓展题2？
叶绿素主要吸收__蓝_紫__光__、__红__光 类胡萝卜素主要吸收_蓝__紫__光___
而C3的还原过程仍在进行。 （但3前）者光主照要强影度响和光C合O2作浓用度的的变光化反均应影，响后光者合主作要用影的响速光度合， 作用的 暗反应 。
六、光合作用强度的测定、影响因素及应用：
高中生物《光合作用》公开课PPT课件
叶绿体
光合作用的主要场所，是一种含 有绿色色素（叶绿素）的细胞器 ，能够捕获光能并将其转化为化 学能。
其他细胞器
在某些低光条件下，一些植物细 胞可以在细胞质中进行光合作用 ，但效率较低。
光合作用的条件
01
02
03
光照
光合作用需要光照作为能 量来源，不同植物对光照 强度的需求不同。
水
光合作用需要水作为反应 物之一，参与光解和碳固 定过程。
光合作用的能量转化过程
总结词
阐述光合作用中能量转化的过程，即光能转化为化学能的过 程。
详细描述
光合作用中，植物吸收光能，将光能转化为化学能，储存在 ATP和NADPH中。这个过程是通过叶绿体中的色素分子吸收 光能后，激发电子从基态跃迁到激发态，再传递给受体分子 ，最终将光能转化为化学能。
光合作用的产物和产物转化
光合作用的发现历程
要点一
总结词
光合作用的发现历程漫长而曲折，经过多位科学家的努力 才揭示了其本质。
要点二
详细描述
光合作用的发现历程可以追溯到17世纪，当时荷兰科学家 范·海尔蒙特通过实验发现植物生长需要水分和阳光。随后 的科学家如普利斯特利、英格豪斯和萨克斯等进一步揭示 了光合作用的机制和重要性。直到20世纪，美国科学家卡 尔文采用放射性同位素标记法，最终确定了光合作用中二 氧化碳的固定途径和产物。这些科学家的贡献使我们对光 合作用有了深入的理解，为现代农业和生物技术的发展奠 定了基础。
二氧化碳
光合作用需要二氧化碳作 为另一个反应物，参与碳 的固定过程。
光合作用的调节机制
光敏色素
植物体内的一种蛋白质，能够感应光 照强度并调节光合作用的速率。在光 照较强时，光敏色素会抑制光合作用 的速率；在光照较弱时，光敏色素则 会促进光合作用的速率。
(完整版)光合作用优秀课件
4
光反应与暗反应区别联系
区别
光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上， 需要光，产物为氧气、还原氢和ATP ；暗反应发生在叶绿体基质中，不需 要光，产物为有机物。
联系
光反应为暗反应提供还原氢和ATP， 暗反应为光反应提供ADP和Pi。二者 紧密联系，共同完成光合作用。
2024/1/24
5
能量转化与物质循环过程
16
氧化还原电位调控策略
氧化还原电位
是指光合作用中电子传递链上各组分之间的 电位差，反映了电子传递的驱动力。
调控策略
植物通过调整光合机构中各组分的比例和活 性，以及改变环境因子（如光照、温度、 CO2浓度等），来调控氧化还原电位，从而 优化光合作用的效率。例如，在强光下，植 物会通过增加PSII的反应中心数量和提高电 子传递速率来降低氧化还原电位，防止光抑 制的发生。
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，并且释放出氧的过程。
2024/1/24
人工模拟光合作用原理
通过人工模拟绿色植物的光合作用过程，利 用太阳能、水和二氧化碳等原料，在特定条 件下进行光化学反应，合成有机物质并释放
氧气。
29
关键技术突破及挑战
要点一
光催化剂的设计与合成
营养元素对光合作用的影响
氮、磷、钾等营养元素是植物进行光合作用所必需的，缺乏这些元素会导致光合作用速率下降。同时，营养元素的过 剩也会对植物产生负面影响，如导致叶片黄化、生长受阻等。
营养元素缺乏的症状与诊断
不同营养元素的缺乏会表现出不同的症状，如氮缺乏会导致叶片黄化、生长缓慢；磷缺乏会导致叶片暗绿、根系发育 不良等。通过观察植物的生长状况和叶片颜色等特征，可以初步判断植物是否缺乏某种营养元素。
2020高中生物竞赛—植物生理学-第五章 植物的光合作用1(共123张PPT)
4.运动
1.发育 2.形态 3.分布 4.运动
高等植物 的叶绿体大 多呈扁平椭 圆形，每个 细胞中叶绿 体的大小与 数目依植物 种类、组织 类型以及发 育阶段而异。 一个叶肉细 胞中约有20 至数百个叶 绿体，其长 3～6μm，厚 2～3μm。
玉米叶绿体
水稻叶绿体
1.发育 2.形态 3.分布 4.运动
➢ 堆叠区 片层与片层互 相接触的部分，
➢ 非堆叠区 片层与片层 非互相接触的部分。
2.膜系统常是酶排列的支架，膜的堆叠易 构成代谢的连接带，使代谢高效地进行。
类囊体片层堆叠成基粒是高等植物细胞所 特有的膜结构,它有利于光合作用的进行。
(四)类囊体膜上的蛋白复合体
蛋白复合体：由多种亚基、多种成分组成的复合体。 主要有四类：即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、 Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase）。
(三) 叶绿体的基本结构
叶绿体
被膜 基质(间质)
类囊体(片层)
1.叶绿体被膜
➢ 由两层单位膜组成，两膜间距5～ 10nm。被膜上无叶绿素，
➢ 主要功能是控制物质的进出，维持 光合作用的微环境。
➢ 膜对物质的透性受膜成分和结构的 影响。膜中蛋白质含量高，物质透 膜的受控程度大。
➢ 外 膜 磷 脂 和 蛋 白 的 比 值 是 3.0
环己烯
(紫罗兰酮环)
橙黄色
3
黄色
➢ 胡萝卜素(carotene)呈橙黄色，有α、β、γ三种同分异构体， 其中以β-胡萝卜素在植物体内含量最多。β-胡萝卜素在动物 体内经水解转变为维生素A。
➢ 叶黄素(xanthophyll)呈黄色，是由胡萝卜素衍生的醇类，也叫 胡萝卜醇,通常叶片中叶黄素与胡萝卜素的含量之比约为2:1。
生物ppt课件光合作用
二、影响光合作用的因素
下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况 的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请 据图回答问题： （1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处 于何种生理活动状态？
呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 （2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的_B__F__段，其中 光合作用强度最高的是__D___点，植株积累有机物最多的是___E__点
一、光合作用强度
4. 你认为在下方坐标图中有哪些需要关注的信息？
⑶当横轴为0时，曲线与纵轴的交点所表达的信息 ⑷当纵轴为0时，曲线与横轴的交点所表达的信息 ⑸两条曲线的交点表达的信息 ⑹每条曲线的拐点表达的信息 ⑺每条曲线在图中的走势变化—曲线的斜率和最终的去向
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
二、影响光合作用的因素 1、光照的影响
（1）光照强度的影响：
阳生植物: 水稻、玉米、向日葵 阴生植物: 胡椒、绿豆、三七
阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低。
酶
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
180
6×44
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
一、光合作用强度
下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况 的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请 据图回答问题： （1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处 于何种生理活动状态？
呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 （2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的_B__F__段，其中 光合作用强度最高的是__D___点，植株积累有机物最多的是___E__点
一、光合作用强度
4. 你认为在下方坐标图中有哪些需要关注的信息？
⑶当横轴为0时，曲线与纵轴的交点所表达的信息 ⑷当纵轴为0时，曲线与横轴的交点所表达的信息 ⑸两条曲线的交点表达的信息 ⑹每条曲线的拐点表达的信息 ⑺每条曲线在图中的走势变化—曲线的斜率和最终的去向
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
二、影响光合作用的因素 1、光照的影响
（1）光照强度的影响：
阳生植物: 水稻、玉米、向日葵 阴生植物: 胡椒、绿豆、三七
阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低。
酶
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
180
6×44
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
一、光合作用强度
新版人教版高中生物20204光合作用最终版(共68张PPT)学习演示PPT课件
三.光合作用的探究历程
问题：植物吸收和释放的究竟是什么气体？
直到1785年，发 现了空气的组成，人 们才明确绿叶在光下 放出的是O2，吸收的 是CO2和水。
三.光合作用的探究历程
问题：吸收的光能哪里去了？
1845年, 德国的梅耶
光
化 储存在
能
学 什么物 能 质中？
三.光合作用的探究历程
1864年，德国萨克斯半叶法实验
步骤： 【课堂巩固】见学案第4面
但别人重复实验，有的成功，有的失败，原因何在？
①制备滤纸条 （一）实验：绿叶中色素的提取与分离
实验中所需控制的单一变量是什么？
防止色素溶解于层析液中，不能分离。
颜色：橙、黄、蓝绿、黄绿
探究光照强弱对光合作用强度的影响
①恩格尔曼的实验结论是什么？
易受到低温的破坏，秋季
异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。
的色素带明显。
③色素分离时，为何要注意层析液不能没及滤液 细线？
防止色素溶解于层析液中，不能分离。
——《系统集成》P51“精讲妙点”
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离 2、分离色素
实验结果：
（橙黄色） （黄色）
（蓝绿色） （黄绿色)
胡萝卜素 类胡萝 卜素
叶黄素
叶绿素a 叶绿素b
叶绿素
❖溶解度从高到低依次为？
让一张叶片
若测得一植物1小时释放O2 10mL,这是不是该植物1小时中光合作用产生的全部O2?
一半曝光 （一）探究：环境中影响光合作用强度的因素 黑暗处理一昼夜 一半遮光 光合作用的影响因素和原理的应用
探究光照强弱对光合作用强度的影响
脱色后碘液检测
（3）为什么14－17时的光合作用强度不断下降？
高中生物《光合作用》公开课PPT课件
→实验结果及分析：
烧杯
时间
1号
2号
3号
（min）
0
5
10
15
20
25
30
35
40
（三）探究CO2浓度对光合作用的影响
→取3支小烧杯，分别倒入100mL不同浓度的NaHCO3溶液，依次 编号为1号、2号、3号，浓度依次为0%、1%和2%。
（注：在进行准实验前，已经进行过浓度梯度的预实验，在室 温为20℃左右时，根据菠菜叶片沉浮现象，所得适宜浓度为 0%—2%，浓度为3%时，菠菜叶片下沉十分缓慢，甚至大多数叶 片悬浮或漂浮，因此，确定3%时不适宜进行此实验）；
时间
1号
2号
3号
（min）
0
5
10
15
20
（三）探究温度对光合作用的影响（实验时间：下午3时，本次实 验不做）
→取3支小烧杯，分别倒入100mL富含CO2的溶液中（这里以饱和 2%NaHCO3溶液提供CO2）；
→取3支大烧杯，依次编号为1号、2号和3号，分别倒入200mL冰水 （0℃）、自来水（常温、室温）、热水（大于常温），并将3支 小烧杯分别放入3支大烧杯中，然后分别向3支小烧杯中各放入10 片小圆形叶片，并将3个实验装置依次放置在垂直灯光照射的位置， 保持处于同一条横直线上，同时打开日光灯装置对这3个实验装置 进行照射；
lux
lux
溶液
蒸馏水
蒸馏水
蒸馏水
蒸馏水
5g/L 10g/L 15g/L 20g/L
NaHCO3 NaHCO3 NaHCO3 NaHCO3
溶液
溶液
溶液
溶液
温度 23℃
23℃
4℃
12℃
(完整版光合作用优秀课件
(完整版光合作用优秀课件一、教学内容本节课我们将学习《生物学》教材中第四章“植物生理学”的第三节“光合作用”。
详细内容包括光合作用的定义、反应方程式、光反应与暗反应的过程、光合作用在生态系统中的作用及其应用。
二、教学目标1. 理解光合作用的概念、过程及生物学意义。
2. 掌握光合作用反应方程式，了解光反应与暗反应的详细过程。
3. 培养学生的实验操作能力和观察分析能力。
三、教学难点与重点教学难点：光合作用的具体过程及其调控机制。
教学重点：光合作用的概念、反应方程式、光反应与暗反应的过程。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、黑板、粉笔、植物光合作用实验装置。
2. 学具：笔记本、笔、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）展示植物光合作用的动画，引导学生关注光合作用在植物生长中的重要性。
2. 知识讲解（15分钟）讲解光合作用的概念、过程、反应方程式。
分析光反应与暗反应的详细过程。
3. 例题讲解（10分钟）解析一道关于光合作用的选择题，指导学生如何正确解题。
4. 随堂练习（10分钟）布置一道关于光合作用的计算题，要求学生在规定时间内完成。
5. 实验操作（15分钟）分组进行植物光合作用实验，观察光合作用过程中氧气和二氧化碳的变化。
六、板书设计1. 板书光合作用2. 内容：光合作用概念反应方程式光反应与暗反应过程光合作用在生态系统中的作用七、作业设计1. 作业题目：解释光合作用的概念及其在植物生长中的作用。
绘制光反应与暗反应的示意图。
2. 答案：光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，对植物生长具有重要作用。
光反应示意图：光能转化为化学能，水分子光解产生氧气、ATP和NADPH。
暗反应示意图：二氧化碳固定、还原，有机物。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对光合作用的理解程度，实验操作是否熟练，解答疑问是否及时。
2. 拓展延伸：探讨光合作用与环境保护的关系。
了解光合作用在现代农业中的应用，如提高农作物产量等。
2024版《光合作用》ppt优秀课件
目的
通过本课件的学习，使学生了解光合作用的基本概念、原理、过程和意义，培养学生的科学素养和环保意识，提 高学生的综合素质和实践能力。
光合作用的重要性
维持地球生态平衡
光合作用是地球上生物圈的重要组成 部分，它能够将太阳能转化为化学能， 并释放出氧气，为地球上的生物提供 生存条件。
促进农业生产
推动新能源发展
光能使水分子裂解为氧气、质子和电子，氧气释放到大气中。
ATP和NADPH的生成
03
通过光合磷酸化和电子传递链，生成ATP和NADPH，为后续暗
反应提供能量和还原力。
暗反应机制
01
02
03
二氧化碳的固定
二氧化碳与五碳糖结合， 生成不稳定的六碳中间产 物。
还原反应
利用光反应产生的ATP和 NADPH，将六碳中间产 物还原为三碳糖。
光合作用与生态系统的关系
深入研究光合作用与生态系统的相互作用关系，揭示光合作用在生态系统中的功能和调 控机制，为生态系统的保护和恢复提供科学依据。
THANKS
感谢观看
其他环境因素对光合作用的影响
水分对光合作用的影响
矿质元素对光合作用的影响
水分是光合作用的原料之一，缺水会导致光 合作用速率下降。
一些矿质元素如氮、磷、钾等对光合作用有 重要作用，缺乏这些元素会导致光合作用减 弱。
空气污染对光合作用的影响
农业生产措施对光合作用的影响
空气污染中的有害物质如二氧化硫、氟化物 等会对叶绿体造成损害，影响光合作用进行。
随着人类对可再生能源的需求不断增 加，光合作用在新能源领域的应用前 景广阔，如利用光合作用原理开发太 阳能电池等。
光合作用在农业生产中具有重要作用， 通过提高作物的光合效率，可以增加 作物产量和品质，提高农业生产效益。
通过本课件的学习，使学生了解光合作用的基本概念、原理、过程和意义，培养学生的科学素养和环保意识，提 高学生的综合素质和实践能力。
光合作用的重要性
维持地球生态平衡
光合作用是地球上生物圈的重要组成 部分，它能够将太阳能转化为化学能， 并释放出氧气，为地球上的生物提供 生存条件。
促进农业生产
推动新能源发展
光能使水分子裂解为氧气、质子和电子，氧气释放到大气中。
ATP和NADPH的生成
03
通过光合磷酸化和电子传递链，生成ATP和NADPH，为后续暗
反应提供能量和还原力。
暗反应机制
01
02
03
二氧化碳的固定
二氧化碳与五碳糖结合， 生成不稳定的六碳中间产 物。
还原反应
利用光反应产生的ATP和 NADPH，将六碳中间产 物还原为三碳糖。
光合作用与生态系统的关系
深入研究光合作用与生态系统的相互作用关系，揭示光合作用在生态系统中的功能和调 控机制，为生态系统的保护和恢复提供科学依据。
THANKS
感谢观看
其他环境因素对光合作用的影响
水分对光合作用的影响
矿质元素对光合作用的影响
水分是光合作用的原料之一，缺水会导致光 合作用速率下降。
一些矿质元素如氮、磷、钾等对光合作用有 重要作用，缺乏这些元素会导致光合作用减 弱。
空气污染对光合作用的影响
农业生产措施对光合作用的影响
空气污染中的有害物质如二氧化硫、氟化物 等会对叶绿体造成损害，影响光合作用进行。
随着人类对可再生能源的需求不断增 加，光合作用在新能源领域的应用前 景广阔，如利用光合作用原理开发太 阳能电池等。
光合作用在农业生产中具有重要作用， 通过提高作物的光合效率，可以增加 作物产量和品质，提高农业生产效益。
高中生物《光合作用》公开课PPT课件
提高能量转换效率的途径
通过合理密植、间作套种等栽培措施，以及选育高光效品种等方法，可 以提高光合作用的能量转换效率。
04
CATALOGUE
光合作用中的物质变化
碳同化途径及产物
C3途径
也称为卡尔文循环，是大多数植 物进行碳同化的主要途径，通过 一系列酶促反应将CO2固定为3-
磷酸甘油酸。
C4途径
在热带和亚热带地区的某些植物中 ，如玉米和高粱，采用C4途径进 行碳同化，以提高光合效率。
CO2浓度对光合作用影响
1 2
CO2浓度与光合作用速率
CO2是光合作用的原料之一，其浓度的高低直接 影响光合作用的速率。
CO2的固定与还原
在光合作用中，CO2首先被固定为有机酸，然后 再被还原为糖类等有机物。
3
不同植物对CO2浓度的响应
不同植物对CO2浓度的响应不同，一些植物能在 较低的CO2浓度下进行光合作用，而一些植物则 需要较高的CO2浓度。
暗反应阶段
利用光反应产生的[H]和ATP，将二氧化碳固定并还原为有机物。
光反应和暗反应的联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi， 二者相互依存、紧密联系。
ATP合成与利用
01
02
03
ATP的结构
由一分子腺苷和三分子磷 酸基团组成，其中远离腺 苷的高能磷酸键容易断裂 和形成。
06
CATALOGUE
实验设计与数据分析方法
实验设计原则和方法
对照原则
设置对照组和实验组，比较不 同条件下的光合作用效果。
单一变量原则
确保实验中只有一个变量，即 光照条件，其他条件保持一致 。
重复性原则
进行多次实验，以获得更准确 的结果和减小误差。
通过合理密植、间作套种等栽培措施，以及选育高光效品种等方法，可 以提高光合作用的能量转换效率。
04
CATALOGUE
光合作用中的物质变化
碳同化途径及产物
C3途径
也称为卡尔文循环，是大多数植 物进行碳同化的主要途径，通过 一系列酶促反应将CO2固定为3-
磷酸甘油酸。
C4途径
在热带和亚热带地区的某些植物中 ，如玉米和高粱，采用C4途径进 行碳同化，以提高光合效率。
CO2浓度对光合作用影响
1 2
CO2浓度与光合作用速率
CO2是光合作用的原料之一，其浓度的高低直接 影响光合作用的速率。
CO2的固定与还原
在光合作用中，CO2首先被固定为有机酸，然后 再被还原为糖类等有机物。
3
不同植物对CO2浓度的响应
不同植物对CO2浓度的响应不同，一些植物能在 较低的CO2浓度下进行光合作用，而一些植物则 需要较高的CO2浓度。
暗反应阶段
利用光反应产生的[H]和ATP，将二氧化碳固定并还原为有机物。
光反应和暗反应的联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi， 二者相互依存、紧密联系。
ATP合成与利用
01
02
03
ATP的结构
由一分子腺苷和三分子磷 酸基团组成，其中远离腺 苷的高能磷酸键容易断裂 和形成。
06
CATALOGUE
实验设计与数据分析方法
实验设计原则和方法
对照原则
设置对照组和实验组，比较不 同条件下的光合作用效果。
单一变量原则
确保实验中只有一个变量，即 光照条件，其他条件保持一致 。
重复性原则
进行多次实验，以获得更准确 的结果和减小误差。
2024年高中生物学竞赛入门课件 第四章 细胞代谢(三)光合作用
2.电子传递和光合磷酸化 （1）相关结构及过程
①电子传递链组成： PSⅡ复合体； 可移动电子载体【质体醌（pQ）、
质体蓝素（PC）、铁氧还蛋白 （Fd）】；
细胞色素b-f复合体； PSⅠ复合物
②电子供体： 水； 电子受体：NADP+
③过程
类囊体腔比叶绿体基质的H+多，
形成质子梯度，经光合磷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化生成
光合色素与蛋白质形成的复合物
(二)光合色素的吸收光谱
（1)叶绿素吸收光谱
有两个强吸收峰区 640～660nm的红光 430 ～ 450nm 的 蓝 紫 光
❖叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b的高，蓝紫光区的吸收峰则比 叶绿素b的低。 ❖阳生植物叶片的叶绿素a/b比值约为3∶1，阴生植物的叶绿素a/b比 值约为2.3∶1。
植物的光合作用表达式：十九世纪末写出
绿色植物：CO2+2H2O→ (CH2O)+H2O+O2 绿硫细菌：CO2+2H2S→(CH2O)+H2O+2S 一般方程式:CO2 + H2A→（CH2O）+H2O + 2A
表明O2来自于水,光合作用实际上是一个氧化还原反应
20世纪40年代
同位素示踪
CO2 + H218O →（CH2O） + 18O2
电子 受体
供氢体
还原电 子受体
(二）光合色素的类型 1.色素的分布：叶绿体类囊体薄膜上
2.光合色素的种类
植物叶绿体的特点是含有色素，分为三大类。
基粒类囊体
叶绿素类 类胡萝卜素类
高等植物
基质类囊体
藻胆素类
原核藻类和真核藻类
（1）叶绿素
高中生物光合作用的过程 PPT课件 图文
供能
ATP
CO2 2C3
固定
多种酶
C5
参与
(CH2O)n
光反应
暗反应
光反应和暗反应的比较
比较 项目
光反应
暗反应
条件
光照、色素、酶
黑暗或有光照都行，多种酶参与
场所
类囊体膜上
叶绿体基质中
物质 转化
能量 转化
2H2O → O2 + 4H+ + 4eNADP+ + 2e- + H+ → NADPH ADP + Pi → ATP
不但提出物质转化（无机物变成有机物），还提出了能 量转化（把光能转化成化学能） 光合作用的场所——叶绿体 不要把叶绿体写成叶绿素 不要把有机物写成葡萄糖或者淀粉
光合作用的意义
1.把无机物变为有机物 约合成5千亿吨/年
2.把太阳能转变为可贮存的化学能 转化3.2×1021J/y的日光
3.维持大气中O2和CO2的相对平衡 释放出5.35千亿吨氧气/年
4.促进生物进化
三、影响光合作用的因素
• 光合速率：光合作用的强度，又称为光合速率。 • 光合作用速率可以用一定量的植物（如一定量的
叶面积）在单位时间内进行光合作用释放O2或消 耗CO2的量来表示。 • 影响光合作用的因素： • 内在因素：植物体自身生长发育的不同阶段、生 长状态 • 外在因素：光照强度、CO2浓度、温度、其他方 面（如水、矿质元素）等
光合作用的过程
2008年12月 苏裕
叶片是进行光合作用的主要器官，叶绿体是
进行光合作用的场所。
每个叶肉细胞内含
有20-100个叶绿体，
叶绿体呈椭圆球形，
具有双层膜，每个
生物竞赛光合作用 PPT
当溶液变褐 色后,投入 醋酸铜粉末, 微微加热, 形成铜代叶 绿素
向叶绿素溶液 中放入两滴5 ％盐酸摇匀, 溶液颜色的变 为褐色,形成 去镁叶绿素。
2、类胡萝卜 素
类胡萝卜素都不溶于水,而溶于有机溶剂。
橙黄色
黄色
3
❖ 叶绿素功能
(1) 绝大部分chla和全部chlb、c、d具有收集并传 递光能的作用 (2)少数特别chla具有将光能转为电能作用
E2 第二单线态(250KJ)
放
热
第一单线态(179KJ)
能
蓝
放
量
光
红
热
吸
光
三线态
收
吸
(125KJ)
E1
收
热
热
荧
磷
光
光
EO
基态
荧光——第一单线态回到基态时发出的光,寿命
短,10-8 ~ 10-9 S,强度大。
磷光——三线态回到基态时发出的光,寿命较
长,10-2 ~ 10-3S,强度小,为荧光的1%。
➢ 总反应式:
3CO2+3H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→P GAld+6NADP++9ADP+9Pi
(二)C4途径
厚壁细胞
叶 绿 体
维
管
束
鞘
叶肉细胞
玉米
水稻
C4植物与C3植物叶片解剖结构的差异
❖反应历程:四个时期
1 羧化:叶肉细胞中,PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)
羧化酶作用,固定CO2为草酰乙酸OAA ,后形成 四碳二羧酸(Mal或Asp),(苹果酸或天冬氨酸)
C4 反应历程
2 转移:C4酸通过胞间连丝转运到维管束鞘细胞内、 3 脱羧与还原:鞘细胞中,C4酸脱羧放出CO2形成
向叶绿素溶液 中放入两滴5 ％盐酸摇匀, 溶液颜色的变 为褐色,形成 去镁叶绿素。
2、类胡萝卜 素
类胡萝卜素都不溶于水,而溶于有机溶剂。
橙黄色
黄色
3
❖ 叶绿素功能
(1) 绝大部分chla和全部chlb、c、d具有收集并传 递光能的作用 (2)少数特别chla具有将光能转为电能作用
E2 第二单线态(250KJ)
放
热
第一单线态(179KJ)
能
蓝
放
量
光
红
热
吸
光
三线态
收
吸
(125KJ)
E1
收
热
热
荧
磷
光
光
EO
基态
荧光——第一单线态回到基态时发出的光,寿命
短,10-8 ~ 10-9 S,强度大。
磷光——三线态回到基态时发出的光,寿命较
长,10-2 ~ 10-3S,强度小,为荧光的1%。
➢ 总反应式:
3CO2+3H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→P GAld+6NADP++9ADP+9Pi
(二)C4途径
厚壁细胞
叶 绿 体
维
管
束
鞘
叶肉细胞
玉米
水稻
C4植物与C3植物叶片解剖结构的差异
❖反应历程:四个时期
1 羧化:叶肉细胞中,PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)
羧化酶作用,固定CO2为草酰乙酸OAA ,后形成 四碳二羧酸(Mal或Asp),(苹果酸或天冬氨酸)
C4 反应历程
2 转移:C4酸通过胞间连丝转运到维管束鞘细胞内、 3 脱羧与还原:鞘细胞中,C4酸脱羧放出CO2形成
高中生物竞赛：光合作用课件(共115张)生物精品公开课资源
2.1 叶绿体的结构、化学组成与发育 2.1.1 叶绿体的结构与功能
高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形,直径约 3～6μ,厚约2～3μ。 shade leaves>sun leaves。 20～200 /cell。
典 型 的 叶 绿 体 :40-60grana/chloroplast,10-100 thylakoids/grana,受植物种类,年龄与环境条件的影 响。
素水平高低的标志。
缺N
CK
缺N
萝卜缺N的植株老叶发黄
4) O2 缺O2时引起Mg2+原卟啉Ⅸ及
(或)Mg2+原卟啉甲酯积累,而不能合成叶绿素。
5) H2O 缺水时,Chl形成受阻,易受破坏。
叶绿素分解：在Chl酶的作用下变为叶绿素 酸酯，再成为去Mg叶绿素酸酯，再逐步氧化 分解。
Section 3 光合作用的机理
空间结构-- "板块流动模型"。板快流动模型
2.1.3 叶绿体的发育
2.2 光合色素及其性质
光合色素的结构
叶绿素
使植物呈现绿色。
叶绿素a 叶绿素b 高等植物
叶绿素
叶绿素c 叶绿素d
藻类中
细菌叶绿素——光合细菌
➢叶绿素是双羧酸的酯，一个 羧基被甲醇所酯化，另一个羧 基被叶绿醇所酯化。
➢叶绿素a与b的不同之处是叶
➢ 卟啉环上的共轭双键和中央镁原子容 易被光激发而引起电子的得失，这决 定了叶绿素具有特殊的光化学性质。
2.2.1 叶绿体色素的化学性质
❖ 1)叶绿素
❖ 不溶于水，溶于有机溶剂（乙醇、丙酮、石油 醚），干叶必须用含水的有机溶剂抽提。
皂化反应--分离叶绿类和类胡萝卜素
铜代叶绿素反应
❖ 卟啉环中的镁可被H+所 置换。当为H＋所置换后， 即形成褐色的去镁叶绿素。 ❖ 去镁叶绿素中的H＋再被 Cu2+取代，就形成铜代叶绿 素，颜色比原来的叶绿素更 鲜艳稳定。 ❖ 根据这一原理可用醋酸 铜处理来保存绿色标本。
高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形,直径约 3～6μ,厚约2～3μ。 shade leaves>sun leaves。 20～200 /cell。
典 型 的 叶 绿 体 :40-60grana/chloroplast,10-100 thylakoids/grana,受植物种类,年龄与环境条件的影 响。
素水平高低的标志。
缺N
CK
缺N
萝卜缺N的植株老叶发黄
4) O2 缺O2时引起Mg2+原卟啉Ⅸ及
(或)Mg2+原卟啉甲酯积累,而不能合成叶绿素。
5) H2O 缺水时,Chl形成受阻,易受破坏。
叶绿素分解：在Chl酶的作用下变为叶绿素 酸酯，再成为去Mg叶绿素酸酯，再逐步氧化 分解。
Section 3 光合作用的机理
空间结构-- "板块流动模型"。板快流动模型
2.1.3 叶绿体的发育
2.2 光合色素及其性质
光合色素的结构
叶绿素
使植物呈现绿色。
叶绿素a 叶绿素b 高等植物
叶绿素
叶绿素c 叶绿素d
藻类中
细菌叶绿素——光合细菌
➢叶绿素是双羧酸的酯，一个 羧基被甲醇所酯化，另一个羧 基被叶绿醇所酯化。
➢叶绿素a与b的不同之处是叶
➢ 卟啉环上的共轭双键和中央镁原子容 易被光激发而引起电子的得失，这决 定了叶绿素具有特殊的光化学性质。
2.2.1 叶绿体色素的化学性质
❖ 1)叶绿素
❖ 不溶于水，溶于有机溶剂（乙醇、丙酮、石油 醚），干叶必须用含水的有机溶剂抽提。
皂化反应--分离叶绿类和类胡萝卜素
铜代叶绿素反应
❖ 卟啉环中的镁可被H+所 置换。当为H＋所置换后， 即形成褐色的去镁叶绿素。 ❖ 去镁叶绿素中的H＋再被 Cu2+取代，就形成铜代叶绿 素，颜色比原来的叶绿素更 鲜艳稳定。 ❖ 根据这一原理可用醋酸 铜处理来保存绿色标本。
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1. 一是通过对LHC的“可逆磷酸化”改变LHC II与PS II的结合情况，加快电子从PS II流向PS I的速率；
2. 二是抑制PS II或者干脆关闭PS II，让电子通过循环 式磷酸化产生更多的ATP。
CF1F0-ATP合酶活性也受到调控
PSI和PSII在空间上的分离
PSII位于垛叠的类囊体; PSI位于非垛叠的类囊体 防止激子“失窃” 分布受到调节（可逆的磷酸化）
基质片层
• 三、光合作用的两个阶段
第二节 光反应
• 一、光能的吸收和传递 • 二、光系统 • 三、NADP+的还原 • 四、光合磷酸化
一、光能的吸收和传递
1、光合色素
叶绿素 类胡萝卜素
叶绿素a 叶绿素b 其它
类胡萝卜素
叶黄素
藻红素
藻胆素
藻蓝素
玉米黄素
叶绿 素醇
叶黄素
2.光合色素分类
• 按照作用分类：聚光色素（天线色素）和 作用中心色素；
氧化磷酸化 线粒体内膜 F1/F0-ATP合酶 电化学势能
＋
＋
光合磷酸化
类囊体膜 CF1/F0-ATP合酶 化学势能，类囊体膜内Ca2+ 和Mg2＋较高，因此膜内外电 位差很小，但类囊体腔要比 线粒体外室小，因此内外pH 差较大（基质pH 8，类囊体
腔pH 5。 ＋
＋
光反应的调节
光反应中最重要的事件是电子在Z形图上的流动， 这种流动受到两种方式的调节：
光
• CO2 + H2O →能 （CH2O） +O2
光
• CO2+ H2A→能 （CH2O） +H2O +2A
• 二、光合作用的场所——叶绿体（chloroplast）
外膜
• 被膜
内膜
• 间质：（包含可溶性蛋白、酶、DNA、RNA等 ）-----暗反应
• 类囊体（基粒）
基粒片层 基质片层
光反应
类囊体
维管束鞘细胞是否含有叶 绿体 羧化酶
羧化酶对CO2的亲和性 CO2固定的最初产物
光合作用的细胞
C3植物 小麦、水稻、棉花和苹
果等 较强 存在 1,5-二磷酸核酮糖 （RUBP） 无
Rubisco
中等 3-磷酸甘油酸 （三碳中间物）
叶肉细胞
C4植物 高粱、玉米、甘蔗和
藜草等 微弱 存在
磷酸烯醇式丙酮酸 （PEP） 有
既有羧化酶的活性，又有加氧酶的活性，其活性中 心当固与R定uC，bOi反s2c和而oO与导2O致的2碳K结m的合值流的分失时别。候是，9不m仅ol不/L会和导35致0CmOo2l的/L，
光呼吸的过程
C4循环与C4植物
C4循环于1966年由Hatch 和Slack 在甘蔗和玉米 中发现，因此又被称为Hatch-Slack途径。
C3循环与C3植物
C3循环主要是由Melvin Calvin所阐明，因此它又 被称为卡尔文循环。
整个循环分为固定、还原和再生三个阶段
卡尔文循环
CO2的固定
8个大亚基和8个小亚基
高等植物Rubisco的三维结构模型
活性低
• Some enzymes can carry out thousands of chemical reactions each second. However, RuBisCO is slow, being able to fix only 310 carbon dioxide molecules each second per molecule of enzyme.
2. 硫氧还蛋白介导的γ亚基上巯基的氧化和还原，而改变 激 敏活感C。F与1F此0-有AT关P合的酶是所位需于要γ亚的基pm上f的。2这个种C机ys制残对基光。高在度 光照的条件下，PSI通过铁氧还蛋白:硫氧还蛋白氧还 还原酶还原硫氧还蛋白f。被还原的硫氧还蛋白再去还 原γ亚基，使2个Cys上的巯基以还原的形式存在，这 时 下的就C能F被1F激0-活AT。P合而酶在合暗酶适在应相约对10低分的钟p以m后f（，>γ5亚0 m基V上） 的 需2要个更C高ys的残p基m被f（氧~1还0成0 m二V硫）键才，能这被时激C活F1。F0-ATP合酶
为了解决上述矛盾，在晚上气孔开放的时候，进入叶肉 细胞的CO2在PEP羧化酶的催化下被暂且固定在草酰乙 酸分子中，草酰乙酸随后转变为苹果酸，苹果酸进入液 泡被贮存到天亮。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光系统的组分
PS I ：
1. 200 或者更多的叶绿素a 2. 少量的叶绿素 b 3. 与蛋白质结合的类胡萝卜素 4. 一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P700） 5. 初级电子受体（A0）
PS II ：
1. 叶绿素a 2. 与蛋白质结合的ß-胡萝卜素 3. 少量的叶绿素 b 4. 一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P680） 5. 初级电子受体——脱镁叶绿素
C4植物
C4循环的全过程
CAM植物
CAM植物多呈肉质，通常生活在半干旱和炎热的沙漠地 带，如仙人掌、菠萝和兰花。为了防止体内有限水分的 不必要的流失，这一类植物的气孔在白天处于关闭的状 态，晚上才开放。由于CO2需要通过气孔进入体内，因 此CO2的固定只能在晚上进行，但光合作用只有在白天 进行，包括光反应和暗反应。
• 1. C3植物 • 2. 光呼吸 • 3. C4植物
暗反应
植物体内的暗反应-CO2固定
Calvin和Bassham使用14CO2提供给小球藻 ，在不同 的时段内杀死小球藻，然后，使用纸层析和放射自 显影分析碳固定的产物。
光反应与暗反应的比较
光反应
暗反应
进行产所 主要底物 主要产物 反应动力 反应时间
光系统：组织在类囊体膜上的独立的色素单位
1. PSI: P700; 2. PSII:P680
2.中心色素和反应中心
• 光系统中的光吸收色素的功能像是一种天 线，吸收光能，称为天线色素；
• 天线色素将捕获的光能传递给中心的一对 叶绿素a,叶绿素a与特殊蛋白质结合，称为 中心色素；
• 由叶绿素a激发一个电子，并进入光合作用 的电子传递链。
叶肉细胞为PEP羧化酶 维管束鞘细胞为 rubisco 高 草酰乙酸 （四碳中间物）
叶肉细胞和维管束鞘 细胞
• C4循环增加了鞘细胞内的CO2浓度，使得 Rubisco能够以最高速率催化CO2的固定， 加氧酶活性降到最低
• C4植物的光合作用效率只有在炎热干燥的 条件下才高于C3植物，原因是PEP再生消 耗了大量的ATP。
• 是进行光吸收和转移的功能单位，是由叶绿 素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物 。每一个光系统含有两个主要成分∶捕光复 合物(light -harvesting complex, LHC)和光 反应中心复合物(reaction-center complex) 。
• 光系统I和光系统II，主要区别是中心色素的 最大光吸收值不同。
• 或者分为：主要色素（叶绿素a，接受光能 并参加光化学反应） 和辅助色素（其他叶 绿素和类胡萝卜素、藻胆素等，收集光能 ）
色素与光系统
色素：
1. 中心色素——特殊的叶绿素a，充当光系统中的反应 中心
2. 天线色素（辅助色素） : 其他叶绿素 a ；叶绿素 b 和 叶绿素 c；类胡萝卜素-胡萝卜素和叶黄素，抗氧 化剂保护叶绿素a;藻胆素
如果以葡萄糖作为终产物，则总反应式可写成：
光呼吸
植程物被体称内为发光生 呼的吸依。赖于光、消耗O2、释放CO2的过 光程呼，吸但与正细常胞 的的细正胞常呼呼吸吸可都以是产消生耗ATOP2，释而放不CO像2光的呼过
吸那样浪费ATP。 光呼吸的发生与Rubisco本身的性质有关。因为它
铁氧还蛋白-NADP＋还原酶的反应机理
光合磷酸化
在光反应中合成ATP的方式被称为光合磷酸化，其 机理类似于氧化磷酸化
循环式光合磷酸化 非循环式光合磷酸化
光合磷酸化
氧化磷酸化与光合磷酸化的异同
发生部位 ATP合酶名称 质子驱动力
对解偶联剂 DNP和FCCP
的敏感性 对寡霉素的
敏感性
3. 被还原的Ph将得到的1个电子传给与 D2结合的质体醌 (QA)；
4. 先基后质有夺取2个2电个子质从子Q，A被传还给原与成DQ1结BH合2；的QB，QB同时从 5. 由4个Mn离子和若干锰稳定蛋白构成的产氧复合物催
化水的光解，补充中心色素失去的电子。
6.
具1个体电反子应→是T：yr2自H由2O基→→4氧个化电型子的→
特异性低
3-磷酸甘油酸的还原
RUBP的再生
卡尔文循环的总反应
净产生1分子3-磷酸甘油醛，至少需要有3分子CO2进 入循环，经过固定和还原以后共产生6分子3-磷酸甘油 醛，其中5分子3-磷酸甘油醛进入再生阶段重新生成3 分子RUBP，在整个循环反应中，共消耗6分子 NADPH和9分子ATP，因此总反应式可以写成：
第十三章
光合作用
主要内容
• 光合作用概述 • 光反应 • 暗反应 • 光呼吸和C4途径
第一节 概述
一、概念
•光合作用（ Photosynthesis）是绿 色植物或光合细菌利用 光能将大气中的无机物 质（CO2、H2O、H2S ）转化成有机化合物（ 主要是糖类），并释放 O2（或者其他物质） 的过程。
LHC II的可逆磷酸化调节
Cyclic Photophosphorylation
CF1F0-ATP合酶活性的调节
CF1F0-ATP合酶的活性受两种方式的调控：
1. 受 合p酶m并f (非Pr总ot是on有M活ot性ive，F只or有ce在)的足直够接的调pm控f。下C，F它1F才0-A能TP 被激活。
子被释放到类囊体腔，作为对质子梯度贡献的 一部分；
2. 二是抑制PS II或者干脆关闭PS II，让电子通过循环 式磷酸化产生更多的ATP。
CF1F0-ATP合酶活性也受到调控
PSI和PSII在空间上的分离
PSII位于垛叠的类囊体; PSI位于非垛叠的类囊体 防止激子“失窃” 分布受到调节（可逆的磷酸化）
基质片层
• 三、光合作用的两个阶段
第二节 光反应
• 一、光能的吸收和传递 • 二、光系统 • 三、NADP+的还原 • 四、光合磷酸化
一、光能的吸收和传递
1、光合色素
叶绿素 类胡萝卜素
叶绿素a 叶绿素b 其它
类胡萝卜素
叶黄素
藻红素
藻胆素
藻蓝素
玉米黄素
叶绿 素醇
叶黄素
2.光合色素分类
• 按照作用分类：聚光色素（天线色素）和 作用中心色素；
氧化磷酸化 线粒体内膜 F1/F0-ATP合酶 电化学势能
＋
＋
光合磷酸化
类囊体膜 CF1/F0-ATP合酶 化学势能，类囊体膜内Ca2+ 和Mg2＋较高，因此膜内外电 位差很小，但类囊体腔要比 线粒体外室小，因此内外pH 差较大（基质pH 8，类囊体
腔pH 5。 ＋
＋
光反应的调节
光反应中最重要的事件是电子在Z形图上的流动， 这种流动受到两种方式的调节：
光
• CO2 + H2O →能 （CH2O） +O2
光
• CO2+ H2A→能 （CH2O） +H2O +2A
• 二、光合作用的场所——叶绿体（chloroplast）
外膜
• 被膜
内膜
• 间质：（包含可溶性蛋白、酶、DNA、RNA等 ）-----暗反应
• 类囊体（基粒）
基粒片层 基质片层
光反应
类囊体
维管束鞘细胞是否含有叶 绿体 羧化酶
羧化酶对CO2的亲和性 CO2固定的最初产物
光合作用的细胞
C3植物 小麦、水稻、棉花和苹
果等 较强 存在 1,5-二磷酸核酮糖 （RUBP） 无
Rubisco
中等 3-磷酸甘油酸 （三碳中间物）
叶肉细胞
C4植物 高粱、玉米、甘蔗和
藜草等 微弱 存在
磷酸烯醇式丙酮酸 （PEP） 有
既有羧化酶的活性，又有加氧酶的活性，其活性中 心当固与R定uC，bOi反s2c和而oO与导2O致的2碳K结m的合值流的分失时别。候是，9不m仅ol不/L会和导35致0CmOo2l的/L，
光呼吸的过程
C4循环与C4植物
C4循环于1966年由Hatch 和Slack 在甘蔗和玉米 中发现，因此又被称为Hatch-Slack途径。
C3循环与C3植物
C3循环主要是由Melvin Calvin所阐明，因此它又 被称为卡尔文循环。
整个循环分为固定、还原和再生三个阶段
卡尔文循环
CO2的固定
8个大亚基和8个小亚基
高等植物Rubisco的三维结构模型
活性低
• Some enzymes can carry out thousands of chemical reactions each second. However, RuBisCO is slow, being able to fix only 310 carbon dioxide molecules each second per molecule of enzyme.
2. 硫氧还蛋白介导的γ亚基上巯基的氧化和还原，而改变 激 敏活感C。F与1F此0-有AT关P合的酶是所位需于要γ亚的基pm上f的。2这个种C机ys制残对基光。高在度 光照的条件下，PSI通过铁氧还蛋白:硫氧还蛋白氧还 还原酶还原硫氧还蛋白f。被还原的硫氧还蛋白再去还 原γ亚基，使2个Cys上的巯基以还原的形式存在，这 时 下的就C能F被1F激0-活AT。P合而酶在合暗酶适在应相约对10低分的钟p以m后f（，>γ5亚0 m基V上） 的 需2要个更C高ys的残p基m被f（氧~1还0成0 m二V硫）键才，能这被时激C活F1。F0-ATP合酶
为了解决上述矛盾，在晚上气孔开放的时候，进入叶肉 细胞的CO2在PEP羧化酶的催化下被暂且固定在草酰乙 酸分子中，草酰乙酸随后转变为苹果酸，苹果酸进入液 泡被贮存到天亮。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光系统的组分
PS I ：
1. 200 或者更多的叶绿素a 2. 少量的叶绿素 b 3. 与蛋白质结合的类胡萝卜素 4. 一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P700） 5. 初级电子受体（A0）
PS II ：
1. 叶绿素a 2. 与蛋白质结合的ß-胡萝卜素 3. 少量的叶绿素 b 4. 一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P680） 5. 初级电子受体——脱镁叶绿素
C4植物
C4循环的全过程
CAM植物
CAM植物多呈肉质，通常生活在半干旱和炎热的沙漠地 带，如仙人掌、菠萝和兰花。为了防止体内有限水分的 不必要的流失，这一类植物的气孔在白天处于关闭的状 态，晚上才开放。由于CO2需要通过气孔进入体内，因 此CO2的固定只能在晚上进行，但光合作用只有在白天 进行，包括光反应和暗反应。
• 1. C3植物 • 2. 光呼吸 • 3. C4植物
暗反应
植物体内的暗反应-CO2固定
Calvin和Bassham使用14CO2提供给小球藻 ，在不同 的时段内杀死小球藻，然后，使用纸层析和放射自 显影分析碳固定的产物。
光反应与暗反应的比较
光反应
暗反应
进行产所 主要底物 主要产物 反应动力 反应时间
光系统：组织在类囊体膜上的独立的色素单位
1. PSI: P700; 2. PSII:P680
2.中心色素和反应中心
• 光系统中的光吸收色素的功能像是一种天 线，吸收光能，称为天线色素；
• 天线色素将捕获的光能传递给中心的一对 叶绿素a,叶绿素a与特殊蛋白质结合，称为 中心色素；
• 由叶绿素a激发一个电子，并进入光合作用 的电子传递链。
叶肉细胞为PEP羧化酶 维管束鞘细胞为 rubisco 高 草酰乙酸 （四碳中间物）
叶肉细胞和维管束鞘 细胞
• C4循环增加了鞘细胞内的CO2浓度，使得 Rubisco能够以最高速率催化CO2的固定， 加氧酶活性降到最低
• C4植物的光合作用效率只有在炎热干燥的 条件下才高于C3植物，原因是PEP再生消 耗了大量的ATP。
• 是进行光吸收和转移的功能单位，是由叶绿 素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物 。每一个光系统含有两个主要成分∶捕光复 合物(light -harvesting complex, LHC)和光 反应中心复合物(reaction-center complex) 。
• 光系统I和光系统II，主要区别是中心色素的 最大光吸收值不同。
• 或者分为：主要色素（叶绿素a，接受光能 并参加光化学反应） 和辅助色素（其他叶 绿素和类胡萝卜素、藻胆素等，收集光能 ）
色素与光系统
色素：
1. 中心色素——特殊的叶绿素a，充当光系统中的反应 中心
2. 天线色素（辅助色素） : 其他叶绿素 a ；叶绿素 b 和 叶绿素 c；类胡萝卜素-胡萝卜素和叶黄素，抗氧 化剂保护叶绿素a;藻胆素
如果以葡萄糖作为终产物，则总反应式可写成：
光呼吸
植程物被体称内为发光生 呼的吸依。赖于光、消耗O2、释放CO2的过 光程呼，吸但与正细常胞 的的细正胞常呼呼吸吸可都以是产消生耗ATOP2，释而放不CO像2光的呼过
吸那样浪费ATP。 光呼吸的发生与Rubisco本身的性质有关。因为它
铁氧还蛋白-NADP＋还原酶的反应机理
光合磷酸化
在光反应中合成ATP的方式被称为光合磷酸化，其 机理类似于氧化磷酸化
循环式光合磷酸化 非循环式光合磷酸化
光合磷酸化
氧化磷酸化与光合磷酸化的异同
发生部位 ATP合酶名称 质子驱动力
对解偶联剂 DNP和FCCP
的敏感性 对寡霉素的
敏感性
3. 被还原的Ph将得到的1个电子传给与 D2结合的质体醌 (QA)；
4. 先基后质有夺取2个2电个子质从子Q，A被传还给原与成DQ1结BH合2；的QB，QB同时从 5. 由4个Mn离子和若干锰稳定蛋白构成的产氧复合物催
化水的光解，补充中心色素失去的电子。
6.
具1个体电反子应→是T：yr2自H由2O基→→4氧个化电型子的→
特异性低
3-磷酸甘油酸的还原
RUBP的再生
卡尔文循环的总反应
净产生1分子3-磷酸甘油醛，至少需要有3分子CO2进 入循环，经过固定和还原以后共产生6分子3-磷酸甘油 醛，其中5分子3-磷酸甘油醛进入再生阶段重新生成3 分子RUBP，在整个循环反应中，共消耗6分子 NADPH和9分子ATP，因此总反应式可以写成：
第十三章
光合作用
主要内容
• 光合作用概述 • 光反应 • 暗反应 • 光呼吸和C4途径
第一节 概述
一、概念
•光合作用（ Photosynthesis）是绿 色植物或光合细菌利用 光能将大气中的无机物 质（CO2、H2O、H2S ）转化成有机化合物（ 主要是糖类），并释放 O2（或者其他物质） 的过程。
LHC II的可逆磷酸化调节
Cyclic Photophosphorylation
CF1F0-ATP合酶活性的调节
CF1F0-ATP合酶的活性受两种方式的调控：
1. 受 合p酶m并f (非Pr总ot是on有M活ot性ive，F只or有ce在)的足直够接的调pm控f。下C，F它1F才0-A能TP 被激活。
子被释放到类囊体腔，作为对质子梯度贡献的 一部分；