光合作用
第四章 光合作用
（1）光 光是影响叶绿素形成的主要条件。 从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光， 而光过强，叶绿素又会受光氧化而破坏。 黑暗中生长的幼苗呈黄白色，遮光或埋在 土中的茎叶也呈黄白色。这种因缺乏某些 条件而影响叶绿素形成，使叶子发黄的现 象，称为黄化现象。 黑暗使植物黄化的原理常被应用于蔬菜生 产中，如韭黄、软化药芹、白芦笋、豆芽 菜、葱白、蒜白、大白菜等生产。
（二）光合作用机理 光合作用包括原初反应、电子传递和光合
磷酸化、碳同化三个相互联系的步骤，原初反
应包括光能的吸收、传递和光化学反应，通过
它把光能转变为电能。电子传递和光合磷酸化
则指电能转变为ATP和NADPH(合称同化力)这两 种活跃的化学能。活跃的化学能转变为稳定化
学能是通过碳同化过程完成的。
类胡萝卜素和藻 胆素的吸收光谱
类胡萝卜素吸收 带在400～500nm 的蓝紫光区 基本不吸收黄光， 从而呈现黄色。
藻蓝素的吸收光谱最大值是在橙红光部分 藻红素则吸收光谱最大值是在绿光部分 植物体内不同光合色素对光波的选择吸收是植物在长 期进化中形成的对生态环境的适应，这使植物可利用 各种不同波长的光进行光合作用。
反应中心 (reaction center) 发生原初反应的 最小单位。它是由反应中心色素分子（P)、原 初电子受体(A)、原初电子供体(D)等电子传递 体，以及维持这些电子传递体的微环境所必需 的蛋白质等组分组成的。
聚 ( 集 ) 光色素 (light harvesting pigment) 又称天线色素 (antenna pigment) ，指在光合作用中起吸收和传递光能作用的色素分子，它们 本身没有光化学活性。只有收集光能的作用，包括大部分chla 和 全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。
光合作用
电子传递链的阻断剂： 敌草隆 (DCMU，一种除草剂)阻断PSII的电子传递； 百草枯(Paraquat，一种除草剂)阻断PSI的电子传递。
光合膜上的电子传递与H 3. 光合膜上的电子传递与H+跨膜转运
光合链实际是由PSII、 Cytb6/f复合体和PSI中 的传递体组成，这些传递体绝大部分只有传 递电子的功能，但质体醌（plastoquinone，简 称PQ）既可传递电子，又可传递质子。正是 PQ在电子传递过程中把H+从叶绿体基质转运 到囊腔中，加上PSII光解水在囊腔中产生H+， 产生跨类囊体膜的质子动力(proton motive force, pmf), 又称质子电化学势差，即质子浓 度差(∆pH)和电位差(∆ϕ)。 ∆pH为光合磷酸化 的动力。
EMERSON ENHANCEMENT EFFECT
结论：光反应由两个光系统接力 进行： 一个是是长波长反应（光系统I, photosystem I, PS I); 另一个短波长反应（光系统II, photosystem II, PS II ）。
ATP合成酶和PSI 主要分布在非垛 叠区
Cytb6f和PSII 主要分布在垛 叠区
图：四大蛋白复合体在类囊体膜上的分布
1.
PSI、PSII及电子传递链
1. 类囊体膜上的4个蛋白复合体
1) 光系统II(PSII)
A. 三部分组成： D1&D2:
a) 中心色素分子：P680 b) 原初电子受体：pheo c) 原初电子供体：Z(Tyr) d) QA，QB等传递体 LHCII: CP43 & CP47, B559 OEC or MSP: a) 33 kDa, 23 kDa & 16 kDa b) Mn, Cl & Ca
第五节 光合作用a
由于叶绿素的含量 大大超过类胡罗卜 素，而使类胡罗卜 素的颜色被掩盖， 只显示出叶绿素的 绿色
由于叶绿素比类胡 罗卜素更易受到低 温的破坏，秋季低 温使叶绿素大量破 坏，而使类胡罗卜 素的颜色显示出来
四、光合色素的提取和分离
1、实验原理 提取：色素能溶解在无水乙醇（丙酮）中 （注:叶绿体色素不溶于水中） 分离：色素在层析液中溶解度不同，使四种
叶 绿 体 色 素 吸 收 光 谱
400
叶 绿 素 a
叶 绿 素 b
类 胡 萝 卜 素
500
600
波长/nm 700
练一练
1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关 叶绿体的叙述正确的是(
A
)
A.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
CO2
叶绿体
氨基酸 脂质 蛋白质
淀粉
三碳糖
三碳糖 其他代谢 细胞呼吸
蔗糖
五、光合作用的过程：（小结）
H2O
水的光解
O2 2C3 NADPH CO2
叶绿体 中的色素
ATP
多种酶 参加催化
C5 C5的再生 三碳糖
碳反应 Q：请根据图中的内容，说说光合作用的过程。
CO2 吸 收 量
C1
a
光补偿点：光合 作用吸收的CO2 和呼吸放出CO2 相等时的光强度。
b 光饱和点：光合 作用达到最强时 所需的最低的光 强度。
C2：光饱和点
叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素
色素
3/4
叶绿素b （黄绿色）
胡萝卜素(橙黄色) 类胡萝卜素 1/4 叶黄素（黄色）
初一生物光合作用知识点归纳
初一生物光合作用知识点归纳初一生物光合作用知识点归纳光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。
下面是店铺分享的初一生物光合作用知识点归纳，希望对你有所帮助！1、光合作用概念：绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中合成了淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中，这个过程叫光合作用。
2、光合作用实质：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能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。
3、光合作用意义：绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源、氧气来源、能量来源。
4、绿色植物对有机物的利用：用来构建之物体；为植物的生命活动提供能量。
5、呼吸作用的概念：细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫呼吸作用。
6、呼吸作用意义：呼吸作用释放出来的能量，一部分是植物进行各项生命活动（如：细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等）不可缺少的动力，一部分转变成热散发出去。
总结：光合作用给植物提供能量，让绿色植物生存下来。
植物通过它制造呼吸，以供氧气来维持生命。
高一生物光合作用知识光和光合作用一、捕获光能的色素叶绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类：叶绿素(约占3/4)：叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素(约占1/4)：胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色)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。
白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。
因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。
二、实验——绿叶中色素的提取和分离1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液(有机溶剂如无水乙醇和丙酮)中，且他们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，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
光合作用简单解释
光合作用简单解释
光合作用是植物、藻类和一些细菌利用阳光能量将二氧化碳和水转化为氧气和有机物质的过程。
这个过程也被称为自养生物的生命活动之一，是地球上生命得以维持和繁衍的重要途径。
光合作用主要发生在植物的叶绿素细胞内，其中的叶绿体是光合作用的中心。
在叶绿体中，叶绿素等色素吸收太阳光的能量，通过一系列复杂的反应，将能量转化为化学能，用于合成碳水化合物。
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的类囊体中，通过光能将水分解成氧气和氢离子，释放出氧气，并产生一些高能物质。
暗反应则是在叶绿体基质中进行的，利用光反应中产生的高能物质和二氧化碳，进行卡尔文循环合成有机物质。
光合作用是地球上最基本的生命过程之一，它不仅为自养生物提供能量和有机物质，也释放出氧气，维持了地球大气中氧气的含量。
因此，光合作用不仅是生物体内的一个生命活动，更是整个生态系统中的一个重要环节，是生命在地球上持续存在的基础之一。
总结：光合作用是植物、藻类和一些细菌将二氧化碳和水转化为氧气和有机物质的过程，通过两个阶段的反应来完成这一过程。
光合作用不仅为自养生物提供生存所需的物质，也为地球生物系统提供了氧气，是维持地球生态平衡的重要环节。
苏教版生物必修1第四章第二节光合作用 (共28张PPT)
3．下图是验证绿色植物进行光合作用的实验 装置。先将这个装置放暗室 24 小时，然后 移到阳光下；瓶子内盛有 NaOH 溶液，瓶口封 闭。
(1) 数小时后摘下瓶内的叶片，经处理 后加碘液数滴而叶片颜色无变化，证 无淀粉 明叶片中___________________ 。 (2)瓶内放NaOH溶液的作用是________ 除去CO2 。 (3) 将盆栽植物先放在暗处 24 小时的作 用是____________________ 消耗体内原有的淀粉 。
A
（光补偿点）
B
（光饱和点）
光强度
黑暗中呼吸作用强度
(2)影响光合速率的因素（温度）
CO2 吸 收 或 释 放 量
光合作用
0
温度
光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光 合速率会减弱。温度通过影响酶的活性来影响光合作用 速率。
(3)影响光合速率的因素（ CO2浓度）
光 合 速 率
1. 如何提高大田和温室 中的CO2含量?
3、在光合作用中，需消耗ATP的是（
A、三碳化合物的还原
A ）
B、CO2的固定
C、水在光下分解
D、 叶绿素吸收光能
4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物 质是（ A ） A、[H]和ATP B、[H]和O2
C、O2和ATP
D、[H]和H2O
5、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过 一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） D A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现
CO2的固定：CO2+C5 2C3
[H]，ATP C3的还原：2C3 （CH2O） 酶
光合作用及其意义
• 第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计， 全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所 消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧 的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而， 这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地 球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而 使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。 • 第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现 以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年 以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球 的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸 的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭 氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去 太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水 生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化 过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物
光合作用简介
• 光合作用（Photosynthesis），即光能合 成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可 见光的照射下，经过光反应和暗反应，利 用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和 水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气） 的生化过程。光合作用是一系列复杂的代 谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础， 也是地球碳氧循环的重要媒介。
光合作用概念
• 绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中 合成了淀粉等有机物，并且把光能转变成 化学能，储存在有机物中这个过程就是人 们常说的光合作用
光合作用的原料
• 光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌， 在可见光的照射下，利用光合色素，将二 氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物， 并释放出氧气（或氢气）的生化过程。 光 合作用原料CO2+H2O 呼吸作用的原料是 氧气，糖类（葡萄糖） 氧气是呼吸作用的 原料，光合作用的产物
光合作用是啥意思呀
光合作用是啥意思呀
光合作用（Photosynthesis）是指光能转化为化学能的生物过程。
在这一过程中，植物利用太阳能、水和二氧化碳，通过叶绿素等色素在叶绿体中进行光合作用，最终产生氧气和葡萄糖。
光合作用是植物生长、发育和生存的重要过程，也为地球上的生态环境提供了氧气，维持了氧气和二氧化碳的平衡，具有极其重要的意义。
光合作用的基本过程
1.光合作用的光反应
–光合色素吸收光能，激发电子，从水中释放氧气。
–光合色素通过光合酶水解水，释放出电子和氢离子。
–光合色素的激发电子通过电子传递链，产生ATP和还原型辅酶NADPH。
2.光合作用的暗反应
–ATP和NADPH为碳酸酯同化提供能量和电子。
–二氧化碳通过卡尔文循环还原成葡萄糖。
光合作用的意义
光合作用是地球生态系统中最重要的化学反应之一，具有以下意义：•为植物提供能量和有机物质，支持植物的生长和生存。
•释放氧气，维持地球上的氧气供应和二氧化碳的平衡。
•维持生态系统中各种生物之间的能量流动。
•形成化石燃料的前体，影响地球历史和气候变迁。
光合作用不仅对植物和生态系统起着重要作用，也对人类的生存和发展具有不
可或缺的意义。
保护环境、保护植物多样性、有效利用光能资源以及研究和开发光合作用机制，都是人类持续发展和生存的关键。
高中生物知识点：光合作用
高中生物知识点：光合作用
1. 光合作用的定义
光合作用是指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。
它是地球生物圈中最为重要的能量转化过程之一。
2. 光合作用的反应方程式
光合作用的反应方程式如下：
光合作用：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2
该方程式表示，光合作用将光能转化为葡萄糖（C6H12O6）和氧气（O2），同时消耗二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
3. 光合作用的过程
光合作用可以分为光能捕捉和光化学反应两个阶段。
光能捕捉阶段
光能捕捉阶段发生在叶绿素分子中的光合色素复合物中。
在这个阶段中，叶绿素分子吸收光能并将其转化为化学能，进而激发电子。
光化学反应阶段
光化学反应阶段发生在叶绿体中的光合体系中。
在这个阶段中，激发的电子经过光合色素分子间的传递，最终用于还原NADP+和
生成ATP。
4. 光合作用的条件
光合作用需要一定的条件才能正常进行：
- 光能：光合作用依赖于阳光提供的光能，因此只能在光照充
足的环境中进行。
- 光合色素：植物细胞内的叶绿素是光合作用的关键色素，它
能够吸收光能并驱动光合作用的进行。
- 二氧化碳和水：光合作用需要二氧化碳和水作为反应物质。
二氧化碳在植物叶片的气孔中进入叶绿体，水则从植物根部吸收，
并通过管道输送到叶绿体中。
光合作用是什么意思
光合作用是什么意思光合作用是指植物、藻类和一些细菌等光合生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机化合物的过程。
它是地球上生命存在和繁衍所必不可少的一种重要能量转化途径。
光合作用的意义深远，不仅为光合生物提供能量，在生态系统中也起着重要的作用。
光合作用的基本过程光合作用的基本过程可以分为两个阶段：光能捕捉和碳固定。
光能捕捉在光能捕捉阶段，光合生物利用叶绿素等色素来吸收光能，并将光能转化为化学能。
具体来说，叶绿素分子中的离域电子被光子激发后，将能量传递给反应中心复合物。
这个过程中，植物的叶绿体的光合单位——光系统，发挥着关键的作用。
光系统包括光系统I和光系统II，它们的功能是将光能转化为电子能，并将电子能用于驱动下一阶段的碳固定。
碳固定在碳固定阶段，通过一系列复杂的酶催化反应，光合生物利用光能和来自空气中的二氧化碳，将其转化为有机物质。
这个过程中最重要的酶是光合二羧酸循环中的酶，它催化着碳的固定和有机物的合成。
光合作用的意义光合作用是地球上最主要的能量转换过程之一，对维持地球上的生态平衡和气候稳定起着重要作用。
提供能量通过光合作用，光合生物将太阳能转化为化学能，储存为有机物质，供生物体各种代谢活动使用。
这些有机物质不仅是光合生物自身生长发育所需的，还是其他生物体的能量来源。
例如，动物通过食物链将植物中的有机物质转化为自身的能量。
导致氧气生成光合作用中，水分子被分解成氢离子、电子和氧气。
氧气通过叶绿体中的气孔释放到大气中，成为地球空气中的重要组成部分。
可以说，地球上绝大多数的氧气，以及绝大多数物种所依赖的氧气，都是通过光合作用产生的。
影响碳循环光合作用通过将二氧化碳转化为有机物质，直接影响着地球上碳的循环。
植物通过吸收大量二氧化碳，并在光合作用中将其转化为有机碳，有助于调节大气中的二氧化碳浓度。
这对缓解温室效应、控制全球气候变化具有重要意义。
维持生态平衡光合作用是生态系统中的重要环节之一。
植物通过光合作用提供能量和有机物质，为其他生物提供食物。
光合作用
②区别：（见下表）
项目 光反应 暗反应
实质 光能→ 化学能，释放O2 同化CO2形成（CH2O)（酶促反应）
1.2 英文描述
Photosynthesis is the conversion of energy from the Sun to chemical energy (sugars) by green plants. The "fuel" for ecosystems is energy from the Sun. Sunlight is captured by green plants during photosynthesis and stored as chemical energy in carbohydrate molecules. The energy then passes through the ecosystem from species to species when herbivores eat plants and carnivores eat the herbivores. And these interactions form food chains．
4.1.4 细胞色素b6/f复合体（cyt b6/f complex）
可能以二聚体形成存在，每个单体含有四个不同的亚基。细胞色素b6（b563）、细胞色素f、铁硫蛋白、以及亚基Ⅳ（被认为是质体醌的结合蛋白）。
4.1.5 光系统Ⅰ（PSI）
能被波长700nm的光激发，又称P700。包含多条肽链，位于基粒与基质接触区和基质类囊体膜中。由集光复合体Ⅰ和作用中心构成。结合100个左右叶绿素分子、除了几个特殊的叶绿素为中心色素外外，其它叶绿素都是天线色素。三种电子载体分别为A0（一个chla分子）、A1（为维生素K1）及3个不同的4Fe-4S。
光合作用
A
CO2
B
H2O
光照射下 的小球藻
8O
A．１：２
B．２：１
Ｃ．９：８
Ｄ．８：９
光合作用的场所、动力、原料、产物：
1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水
2.动力：光
4.产物：糖类 氧气
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储存着能量的有机物， 并且释放出氧气的过程。
4、色素的作用：吸收、传递、转化光能 胡萝卜素（橙黄色） 类胡萝卜素
叶黄素（黄色） 主要吸收 蓝紫光 主要吸收 红光和蓝 紫光
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间， 从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域 是 [ ] A．红光和蓝紫光区域 B．黄光和蓝紫光区域 C．绿光和红光区域 D．黄光和绿光区域
光反应 片层结构薄膜 O2
叶绿素a ee活化叶绿素a H+
暗反应 基质 C3
ADP+Pi ATP
还 原 固定
CO2
NADP NADPH
C5
H2O
酶
(CH2O) 1、2H2O 4 H++4e-+O2
酶
1.CO2+C5
酶
2C3 (CH2O) C5
2、ADP+Pi
ATP
酶
3、NADP+H++e-
NADPH
b：左移，因为增大了原料CO2的浓度， 使光合作用强度增大，在比b点低的光照 强度下就达到光合作用强度等于呼吸作 用强度。 当CO2浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；
变式训练
⑴净光合速率、呼吸速率、 总光合速率在曲线中代表 的区域 ⑵若当植物缺乏Mg2+ 时图 中曲线a、b、c三点的位 置移动？
光合作用
有氧呼吸反应方程式：
分析：
植物细胞
②释放
我们只能通 过仪器测定
③消耗
O2
①产生
叶
Ⅰ制造
Ⅲ消耗
C3
绿 体
⑴利用
C6
Ⅱ积累 暂时储存
线 粒 体
CO2
⑵吸收
⑶产生
② ⑵ Ⅱ 释 吸 积 放 收 累 量 量 量 代表某种光照 强度下的净光 合速率 思考4、此时叶片的 呼吸速率怎么测？
总结：
光合作用产生的O2量①=实测O2释放量②＋有氧呼吸耗O2量③ 光合作用CO2利用量⑴=实测CO2吸收量⑵＋有氧呼吸产CO2量⑶ 光合作用糖类制造量Ⅰ=实测糖类积累量Ⅱ＋有氧呼吸糖类消耗量Ⅲ
思考6、为什么达到饱和点后
光合强度不会再增加？
应用：大棚种植作物时，可根据植物对光的需求情况提 供适宜的光照条件，让植物处于光饱和点以提高产量
②光质: 复合光（白光）＞红光（蓝紫光）＞绿光 应用：建日光温室时,选用无色透明的玻璃或薄膜
做顶棚,光合作用的效率较高.
（2）、 CO2浓度
光 合 作 用 速 率O
光能
叶绿体中 的色素
固定 C5
CO2
（CH2O） 光反应过程
暗反应过程
总结：
由上图可知可用
光合作用利用的CO2量
光合作用产生的O2量 光合作用制造的(CH2O) 量
来表示光合强 度的大小
思考2、我们可以利用相应的仪器直接测定光合作用产生 的O2量、利用的CO2量或者制造的(CH2O) 量吗？
有光照时，植物叶肉细胞既进行光合作用又进行细胞呼吸 光合作用产生的O2会被有氧呼吸消耗一部分，… 要测定光合作用产生的O2量、利用的CO2量或者制造的(CH2O) 量就必须把和呼吸有关的部分量考虑在内。 思考3、叶片中叶肉细胞内光合作用和细胞呼吸的关系是 怎样的呢？
光合作用
光合作用的基本原理
3、光和单位
所谓的“光合单位”，就是指存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单 它是天线色素系统和反应中心的总称。
反应中心色素分子(reaction center pigment)是一种特殊性质的叶绿素a分子，它不仅能捕 获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。其余的叶绿素分子和辅助色素分子 一起称为聚(集)光色素(light harvesting pigment)或天线色素(antenna pigment)，它们的 作用好象是收音机的“天线”，起着吸收和传递光能的作用。
3RuBP+3CO2+3H2O→PGA + 6H+
光合作用的基本原理
(2)还原阶段(reduction phase) 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3磷酸（GAP）的反应过程。当CO2被还原为GAP时，光合作用的贮能过程便 基本完成。
(3)再生阶段(regeneration phase) 指由甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，-5-二 磷酸的过程。
原初反应使光系统的反应中心发生电荷分离，产生的高能电子推动着光合 膜上的电子传递。电子传递的结果，一方面引起水的裂解放氧以及NADP+ 的还原；另一方面建立了跨膜的质子动力势，启动了光合磷酸化，形成 ATP。这样就把电能转化为活跃的化学能 。
1、电子和质子的传递 电子质子传递过程中的重要单位有 PSⅡ复合体 、质体醌（PQ）、Cyt b6/f 复合体、质蓝素（PC）、 PSⅠ复合体、铁氧还蛋白（Fd）和铁氧还 蛋白-NADP+还原酶(FNR)。
光合作用的基本原理
光合色素：在光合作用的反应中吸收光能的色素，主要有三种类型：叶绿素、 类胡萝卜素和藻胆素。高等植物中含有前两类，藻胆素仅存在于藻类中。
高中生物必修一第五章第四节光合作用(共47张PPT)
图一
图二
1、图二曲线和图一曲线有何不同，A、B、C三点的含义是什么？
A
AB
B
B点之后
光饱和点
光补偿点
阳生 阴生
若图中两条曲线分别代表阴生植物和阳生植物，请把 它们区分出来。
B 和 B′点都表示 CO2 饱和点。
应用：“正其行，通其风”，增施农家肥
3.温度对光合作用速率的影响
应 增大昼夜温差：
用
白天调到光合作用最适温度，夜晚适当降温，以降低作物细胞 呼吸，减少有机物的消耗，保证有机物的积累，促进作物生长。
水对光合速率的影响
夏季中午温度高 蒸腾作用强 叶片缺水
气孔关闭
结论： 植物可以更新空气
二、1779年英格豪斯（荷兰）实验
黑暗
光下
①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。 ②植物体只有绿叶才能更新空气。
一段时间后
结论：植物可 以更新空气
一段时间后
三、1785年，人们才明确绿叶在光下放出的是 氧气，吸收的是二氧化碳。
四、德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律 明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转 换成化学能储存起来。
ch光合作用中c3c5atph的含量变化h减少atp减少c3含量上升c5含量下降ch2o合成量减少光照强弱co2供应丌变光照丌变减少co2供应含量上升ch2o合成量减少h相对增加atp相对增加条件c3c5h和atpch2o合成量光照减弱co2供应不变光照增强co2供应不变光照不变增加co2供应光照不变减少co2供应减少减少增加增加增加增加增加增加增加增加减少减少减少减少减少减少增加增加减少减少减少减少增加增加减少减少减少减少增加增加增加增加hatp变化同步c3c5变化相反变化发生在短时间内后又建立新平衡
光合作用
6、光合作用过程的正确顺序是（ ） Ｄ
①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能 ④水的光解⑤三碳化合物被还原 A.④③②⑤① B.④②③⑤① C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（Ｂ）
Ａ．三碳化合物 Ｃ．［Ｈ］ Ｂ．五碳化合物 Ｄ．氧气
8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O 的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记， 最先（ D ） A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发 现 D、在植物体周围的空气中发现
酶
2C3
[H], ATP （CH2O） 酶
ATP中的活跃化学能转变成储 存在有机物中的稳定化学能
光反应与暗反应有何联系?
1.光反应为暗反应提供 还原剂[H]和ATP； 2.暗反应为光反应补充 消耗了的ADP和Pi。
光反应阶段 光合作用第一个阶段
中的化学反应，必须有光能才能进行， 这个阶段称为光反应阶段。
1、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 2、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
3、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
暗反应阶段
CO2
供氢
[H]
ATP ADP +Pi
酶 供能
酶
光合作用
总之，不同碳代谢类型之间的划分不是绝对的，它们在一定条件下可以互相
转化，这也反映了植物光合碳代谢途径的多样性、复杂性以及在进化过程中植物 表现出的对生态环境的适应性。
→ → → → → → →
◎光合作用的机理—碳同化
碳同化
·光合作用的产物： 单糖（葡萄糖和果糖） 光 合 产 物
糖类
双糖（蔗糖） 多糖（淀粉）
荧光、磷光 ·荧光和磷光现象： 荧光现象—叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象。
磷光现象—当叶绿素溶液停止光照后，还能继续辐射出微弱红光的现象。
以热能形式散失
光能 Chl
（基态）
Chl*
（激发态）
以光能形式散失
传递给其他分子 发生光化学反应
Chl
·叶绿素分子的激发是光能转变为化学能的第一步。
成有机物的过程。
第一节 光合作用的重要性 第二节 叶绿体及其色素 第三节 光合作用的机理 第四节 影响光和作用的因素 第五节 植物对光能的利用
◎ 光合作用的重要性
◎光合作用的重要性
·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。
光能
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续的太阳光光谱。 ·太阳光的光谱 叶绿素溶液 部分光被吸收
在光谱上出现黑线或暗带，即为吸收光谱。
叶绿素a和b吸收光谱主要在蓝紫光区、红光区；
胡萝卜素和叶黄素在蓝紫光区(不吸收红、黄光,故呈橙红色和黄色)；
藻胆素吸收光谱主要在绿光区、橙光区。
·高等植物进行光合作用最有效的光是红光和蓝紫光。
①PSⅠ产生的电子，经过传递， 只引起ATP的形成； ②降低了能位； ③电子传递是闭合的回路； ④不放氧，也无NADP+还原反应。 ADP+Pi→ATP
光合作用名词解释
光合作用名词解释
光合作用是一种植物和一些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的生物化学反应。
这个过程是绿色植物和一些细菌能够利用太阳能进行生长和生存的基础。
光合作用是整个生物圈中极为重要的过程，不仅提供了氧气，也提供了各类生物生长所需的有机物质。
光合作用的过程
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的光合作用器官中，包括植物叶片中的叶绿体。
当叶绿体中的叶绿体色素吸收到太阳光时，会激发电子从叶绿体中传递。
在这一过程中，氧气会被释放出来，同时生产出还原型辅酶NADPH和三磷酸腺苷。
这些产物继续用于暗反应阶段。
暗反应阶段则发生在叶绿体的叶绿体质中。
在这个过程中，CO2会与获得的NADPH和三磷酸腺苷相互作用，最终产生葡萄糖等有机分子。
这些有机分子不仅用于植物自身生长，也可以作为其他生物的食物来源。
这个过程形成了生态系统中食物链的重要一环。
光合作用的意义
光合作用在整个生态系统中发挥着极其重要的作用。
首先，光合作用产生的氧气是生物圈中所有生物生存的关键。
其次，光合作用提供了植物生长所需的营养物质，为整个生态系统提供了基础。
另外，光合作用也是控制大气中二氧化碳浓度的一个重要机制，有助于维持大气中的气候平衡。
总的来说，光合作用是生物圈中一项至关重要的代谢过程，是整个生态系统能够持续运转的基石。
对于人类来说，更深入地了解光合作用是非常重要的，可以帮助我们更好地保护和利用自然资源，维护地球生态平衡的持续发展。
光合作用的概念和公式以及条件
光合作用的概念和公式以及条件
一、光合作用的概念
光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物的生物化学过程。
植物通过叶绿素等色素吸收太阳光能，将其转化为化学能，完成有机物的合成过程。
在这一过程中，释放出氧气作为副产物，并为维持生物圈中其他生物的生存提供重要物质。
二、光合作用的公式
光合作用的化学方程式可以简单表示为：
$$\\text{6CO_2 + 6H_2O -> C_6H_{12}O_6 + 6O_2}$$
这个方程式展示了光合作用中二氧化碳和水合成葡萄糖和氧气的过程。
光合作用发生在叶绿体内部，包括光反应和暗反应两个阶段。
三、光合作用的条件
光合作用的发生受到以下几个关键条件的影响： 1. 光照：光合作用需要适量的光照来提供能量，光合作用速率随光照强度的增加而增加，但达到一定光强后不再增加。
2. 温度：光合作用通常在适宜温度下进行，过高或过低的温度都会影响酶的活性和反应速率，影响光合作用的进行。
3. 二氧化碳浓度：二氧化碳是光合作用的原料之一，适量的二氧化碳浓度有利于提高光合作用速率。
4. 水分：光合作用也需要适量的水分来维持叶片细胞的正常功能和传导物质。
5. 酶和光合色素：酶和光合色素是光合作用进行的重要催化剂和受体，缺乏这些物质会影响光合作用的进行。
综上所述，光合作用是一种重要的生物化学过程，通过合适的光照、温度、二氧化碳浓度、水分和必要的酶和光合色素等条件，植物可以有效地进行光合作用，使得生态系统中的能量转化和物质循环得以顺利进行。
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第三章植物的光合作用碳素营养方式的不同分为两大类：自养植物（antophyte）异养植物（heterophyte）第一节光合作用的概念与重要性光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
CO２+2H２O* 光绿色植物(CH２O)+ O2*+ H２O二、光合作用的重要性1. 把无机物转变成有机物光合作用制造了生物所需的几乎所有的有机物，是规模巨大的将无机物合成有机物的“化工厂”。
2. 蓄积太阳能光合作用积蓄了生物所需的几乎所有的能量，是一个巨大的“能量转换站”。
3. 环境保护维持大气中氧气和二氧化碳浓度保持基本稳定；臭氧（O3）层，滤去紫外光.所以，绿色植物的光合作用是地球上一切生命存在、繁荣和发展的根本源泉。
第二节光合作用的测定方法和指标一、测定方法光合作用的测定可以测定单位时间、单位植物材料反应物的减少或生成物浓度的增加（H2O 除外）。
即测定CO2浓度的减少，CH2O的积累和O2的释放。
三类方法测定CO2的吸收干物质的积累测定O2的释放（一）干物质的积累测定短时间内干物质的积累一般用半叶法。
（二）测定CO2的吸收常用红外线CO2分析仪（三）测定O2的释放一般用氧电极测定。
二光合作用的指标光合速率光合速率（photosynthetic rate）或光合强度（photosynthetic intensity ）：指植物在单位时间、单位叶面积（或叶鲜重）吸收CO2的量或释放O2的量。
单位：μmol/ m2.s。
光合生产率又叫净同化率（Net assimilation rate，NAR）：指每平方米叶面积在较长（一天或一周）时间内积累干物质的量。
常用于表示群体光合速率。
单位：克干重/m2.day。
光合势指单位土地面积上，作物全生育期或某一生育期内进行干物质生产的叶面积数量。
常用m2·d-1·ha-1表示。
第三节叶绿体和叶绿体色素一、叶绿体叶绿体是光合作用的场所，叶绿体色素在光能的吸收、传递和转换中起着重要作用。
分布叶肉细胞中叶绿体一般沿细胞壁排列。
较多分布在与空气接触的质膜旁，在与非绿色细胞(如表皮细胞和维管束细胞)相邻处，通常见不到叶绿体。
这样的分布有利于叶绿体同外界进行气体交换及光能的吸收。
(二) 叶绿体的基本结构叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成1.叶绿体被膜叶绿体被膜(chloroplast envelope)由两层单位膜组成，被膜上无叶绿素，它的主要功能是控制物质的进出，维持光合作用的微环境。
外膜(outer membrane) 非选择性膜，分子量小于10000的物质如蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。
内膜(inner membrane) 选择透性膜，CO2、O2、H2O可自由通过；Pi、磷酸丙糖、双羧酸、甘氨酸等需经膜上的运转器才能通过；蔗糖、C5`C7糖的二磷酸酯、NADP+、PPi等物质则不能通过。
2.基质及内含物叶绿体被膜以内的基础物质称为基质，以水为主体,内含多种离子、低分子的有机物以及可溶性蛋白质等。
含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系，其中1，5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶(ribulose bisphophate carboxylase/oxygenase,Rubisco）,占基质总蛋白的一半以上基质是碳同化的场所。
还含有淀粉粒(starch grain)和嗜锇滴（又称脂质球或亲锇颗粒，是脂类的贮藏库）。
3.类囊体(thylakoid)光合色素存在于类囊体膜上，类囊体是光能吸收与转换的场所，所以，类囊体膜也称光合膜(photosynthetic membrane)。
(三)类囊体膜上的蛋白复合体类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合体，主要有四类(图5)，即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cytb６/f复合体和A TP酶复合体（A TPase），它们参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应。
由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为光合膜(photosynthetic membrane) 。
(一)叶绿体色素的结构与化学性质1、叶绿素(chlorophyll,chl)及其结构特点叶绿素包括a、b、c、d四种，高等植物含有叶绿素a、b两种。
光合色素的吸收光谱（absorption spectra）叶绿素最强的吸收区有两个：640-660nm的红光430-450nm的蓝紫光叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱很相似类胡萝卜素的吸收带在400-500nm蓝紫光区。
叶绿素最强的吸收区有两处：波长640～660nm的红光部分和430～450nm的蓝紫光部分。
叶绿素对橙光、黄光吸收较少，尤以对绿光的吸收最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。
叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱很相似，但也稍有不同：叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b的高，而蓝紫光区的吸收峰则比叶绿素b的低，也就是说，叶绿素b吸收短波长蓝紫光的能力比叶绿素a强。
（三）荧光现象和磷光现象荧光(fluorescence) 现象叶绿素的提取液，在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。
磷光(phosphorescence) 现象：叶绿素溶液照光后，去掉光源还能发出微弱的红光，这一现象成为磷光现象。
荧光现象与磷光现象产生的原因：叶绿素分子(共轭双键孤电子)受光后激发，由基态跃迁到激发态，激发态的色素分子不稳定，其外轨道电子回到基态时, 以光子的形式释放能量。
第四节光合作用的机理根据需光与否，光合作用分为两个反应──光反应（light reaction）和暗反应（dark reaction）。
光反应是必须在光下进行的、由光引起的光化学反应;光反应是在类囊体膜(光合膜)上进行的;暗反应是在暗处(也可以在光下)进行的、由酶催化的化学反应。
暗反应是在叶绿体基质中进行的。
光合作用实质光合作用是转化能量和形成有机物的过程光能的转化：首先是把光能转变为电能，进一步形成活跃的化学能，最后转变为稳定的化学能。
有机物的形成：有机物的形成：把无机物(CO2和H2O)转化为有机物(如碳水化合物等)，能量贮存于有机物之中。
从能量转化角度，整个光合作用可大致分为三个步骤:①光能的吸收、传递和转换为电能的过程(通过原初反应完成);②电能转变为活跃化学能的过程(通过电子传递和光合磷酸化完成);③活跃化学能转变为稳定化学能的过程(通过碳同化完成)。
从能量转化角度，整个光合作用可大致分为三个步骤:光反应：①原初反应②电子传递和光合磷酸化暗反应：③碳同化一、原初反应原初反应是指叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。
原初反应特点速度非常快，可在皮秒(ps，10－12s)与纳秒(ns，10－9s)内完成与温度无关，可在－196℃或－271℃下进行由于速度快，散失的能量少，所以其量子效率接近1(一) 光能的吸收与传递1.光合作用单位根据功能：反应中心色素聚光色素又叫天线色素反应中心色素具有光化学活性,既能捕获光能,又能将光能转换为电能(称为“陷肼”),少数特殊状态的叶绿素a分子属于此类。
反应中心色素分子有两种：P680 和P700 。
680和700分别为其吸收光能的峰值波长聚光色素：没有光化学活性,只能进行光物理过程,把吸收的光能传递到反应中心色素,绝大多数色素(包括大部分chla和全部的chlb、胡萝卜素、叶黄素等)都属于此类。
光合色素存在的部位聚光色素存在于光合膜上的聚光色素复合体中,反应中心色素存在于反应中心中。
光合作用单位的概念一般来讲，250-300个聚光色素分子所聚集的光能传给一个反应中心色素分子。
这样，吸收与传递1个光量子到反应中心所需的起协同作用的色素分子,合称光合作用单位（photosynthetic unit）。
其中至少包括一个反应中心色素分子。
2.色素分子的激发与退激激发处于基态（ground state ）的色素分子，吸收光量子后，其中的一个电子由基态跃迁到激发态（excited state ）退激激发态不稳定，很快就会发生能量的转变，放出能量返回基态(二)光化学反应原初反应的光化学反应是在光系统的反应中心进行的。
1.反应中心反应中心(reaction center)是发生原初光化学反应的最小单位,它是由反应中心色素、原初电子受体、次级电子供体等电子传递体,以及维持这些电子传递体的微环境所必须的蛋白质等组成的。
二、电子传递与光合磷酸化原初反应产生的高能电子便推动光合膜上的电子传递。
电子传递的结果：引起水的裂解放氧和NADP+还原；另一方面建立跨膜的质子动力势,•启动光合磷酸化,形成A TP。
结果：把电能转化为活跃的化学能。
能量贮存在NADPH 和ATP中。
NDAPH 和ATP 中的能量作为还原力，用于CO2的同化，同时把活跃的化学能转化成稳定的化学能，所以，NADPH 和ATP 又称为“同化力”。
3.电子传递(electron transport)光合电子传递是由两个光系统串联进行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。
光合链这种由一系列的电子传递体组成的，保证光合电子定向传递的总轨道称为光合链（photosynthetic chain）。
又称为“Z”链或“Z”方案（“Z”scheme）。
(一)电子传递1.光系统红降现象：用波长大于685nm(远红光)照射材料时,虽然仍被叶绿体大量吸收,但量子产额急剧下降,这种现象被称为红降现象(red drop)。
双光增益效应或爱墨生效应：在远红光(波长大于685nm)条件下,如补充红光(波长650nm),则量子产额大增,比这两种波长的光单独照射的总和还要大。
这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做双光增益效应或爱墨生效应(Emerson effect)。
光系统Ⅰ与光系统Ⅱ光合作用可能包括两个光化学反应接力进行。
分别由两个光系统完成光系统Ⅰ(photosystemⅠ,PSⅠ)吸收长波红光(700nm)，PSⅠ颗粒较小,在类囊体膜的非堆叠区，其主要特征是NADP+的还原。
当PSⅠ的作用中心色素分子(P700)吸收光能而被激发后,把电子传递给Fd(铁氧还蛋白),在NADP+还原酶的参与下,Fd 把NADP+还原成NADPH。
光系统Ⅱ(photosystemⅡ, PSⅡ)吸收短波红光(680nm)，PSⅡ颗粒较大,直径为17.5nm,•位于类囊体膜的堆叠区。
其主要特征是水的光解和放氧。
PSⅡ的作用中心色素分子(P680)吸收光能,把水分解,夺取水中的电子供给PSⅠ。
两个光系统是以串联的方式协同作用的。
它们都是与蛋白质形成的复合物,其中有各自光合色素和电子传递体。