4光合作用1
光合作用是怎么回事
光合作用是怎么回事光合作用，广义上指的是绿色植物、藻类和一些细菌利用光能将二氧化碳和水转化成有机物质，释放出氧气的过程。
这个过程是植物绿色色素叶绿素的一个重要功能表现，同时也是整个生态系统中能量流动的基础。
下面我们来探讨一下光合作用是如何进行的。
光合作用的基本原理1.光合作用发生在植物叶绿体内的叶绿体内膜系统中，包括类囊体、基质和类囊体基质中的色素颗粒。
2.在光合作用中，叶绿体中的叶绿体色素p680和p700等吸收光能，通过光合成电子传递链传递电子，最终促使单体氧产生。
3.光合作用的反应方程式为：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2。
光合作用的影响因素1.光照强度：光合作用的速率与光照强度呈正相关关系，光照充足时，作用速率较高。
2.温度：适宜的温度有利于光合作用进行，但过高或过低的温度都会影响酶的活性，从而影响光合作用。
3.二氧化碳浓度：二氧化碳是光合作用的原料之一，过低的二氧化碳浓度会限制光合作用的进行。
光合作用的进化意义光合作用是地球生命系统的基石，透过光合作用，植物从无机物质中获取能量和元素，将其转化为有机物质，维持生物圈物质的循环与能量的流动。
而释放的氧气也为地球大气层中氧气的来源，维持了地球生物的呼吸。
在地球早期，光合作用也为地球大气氧化为富氧环境提供了基础。
总结来看，光合作用是一种复杂而精细的生物化学过程，整个生态系统依赖于这一过程来维持其稳定的状态。
通过了解光合作用的原理、影响因素和进化意义，我们不仅能够更好地理解生命的奥秘，也能够更好地保护和维护生态平衡。
愿我们共同努力，保护地球、爱护自然，让光合作用继续为我们带来光明和希望。
人教版 必修一 微专题四 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计 课件 (48张)
时间相等，龙血树能正常生长 C.补充适量的无机盐可能导致图乙中D点左移 D.图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同
叶绿体消耗二氧化碳的速率表示总光合速率，总光合速率＝呼吸速 率＋净光合速率，据图甲 分析，温度为30 ℃和40 ℃ 时，叶绿体消耗二氧化碳 的速率相等，A正确； 40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天时间相等， 则植物积累有机物的量为(5＋5)×12－5×24＝0，故龙血树不能正常 生长，B错误；
实质
分解有机物、释放能量，供细 合成有机物，储存能量
胞利用
场所 条件
联系
叶绿体 只在光下进行
活细胞(主要在线粒体) 有光、无光都能进行
(1)物质方面 ①C：CO2—反暗—应→(CH2O)—有—氧—呼—吸——第—一—阶—段→丙酮酸—有—氧—呼—吸——第—二—阶—段→ CO2。 ②O：H2O—光—反—应→O2—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。 ③H ： H2O —光—反—应→ NADPH —暗—反—应→ (CH2O) —有—氧—呼—吸—第——一—、—二—阶—段→ [H]—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。
(2)能量方面：光能—光—反—应→ATP 和 NADPH 中的能量—反—暗应→(CH2O)中的 热能
能量—细呼—胞吸→A各T项P中生的命能活量动
2.微观辨析真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速 率大于呼吸速率为例)
项目
表示方法(单位：g·cm－2·h－1)
呼吸 速率
净光合 速率
三、测定光合速率和呼吸速率的方法 1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定装置
(2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率(装置甲) a.装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸 收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(用红色液滴单位时间内向左移动的距离代表呼吸速率)。
第4节 光合作用与能量转化 第3课时 光合作用原理的应用
曲线点、 段
进行的生理过程
气体转移情况 对应的生理状态模型
① 只进行呼吸作用,对应
A点 的数值为该植物的② ______呼__吸__速__率____
吸收O2、释放CO2
AB段
呼吸作用、光合作用同时
进行且呼吸作用强度
吸收O2、释放CO2
③ 大于 光合作用强度
（续表）
曲线点、 段
进行的生理过程
气体转移情况 对应的生理状态模型
酶的② 最适温度 ,光合作用强度最大
BC段
随着温度升高,酶的活性③ 下降 50 ℃左右光合作用强度几乎为零
,光合作用强度④ 减小 ,
3.该图像在农业生产上有什么指导意义?
如图所示,在最适温度和光照强度下,测得甲、乙两种植物的光合速 率随环境中CO2浓度的变化情况,下列说法错误的是( B )。 A.植物乙比植物甲对CO2浓度变化更敏感 B.当CO2吸收量为c时,植物甲与植物乙合成有机物的量相等 C.d点时植物甲细胞内的C3含量比b点的高 D.适当降低光照强度,b点将向右移动
A.C-A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率
B.C-B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率
C.A-B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率
D.实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定
活动2 探究CO2浓度对光合作用强度的影响 分析CO2浓度对植物CO2吸收量和释放量的影响曲线,与同学讨论并思考下列问题。
______对_ 照
实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的
移动距离对原实验结果进行校正。
3.请参照光照强度对某阳生植物CO2吸收量和释放量的影响曲线图,画出光照强度 对阴生植物CO2吸收量和释放量的影响曲线。
光合作用各阶段反应式
光合作用各阶段反应式光合作用是植物和一些原核生物的重要生命过程，它通过吸收太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放出氧气。
光合作用可以分为光能吸收、光合电子传递、光化学反应和碳同化四个阶段。
下面将分别介绍这四个阶段的反应式及其过程。
一、光能吸收阶段：光能吸收是光合作用的第一步，它发生在植物的叶绿素分子中。
叶绿素是植物中负责吸收光能的主要色素，它能够吸收太阳光中的光子。
在光能吸收阶段，光子被吸收后，叶绿素分子中的电子被激发，从基态跃迁到激发态。
光能吸收反应式：光子 + 叶绿素→ 激发态叶绿素二、光合电子传递阶段：光合电子传递是光合作用的第二步，它发生在叶绿体的光合膜中。
在这一阶段，激发态叶绿素分子中的电子经过一系列传递过程，最终被传递到反应中心复合物。
在光合电子传递过程中，光能被转化为电能，并产生了一系列的还原剂和氧化剂。
光合电子传递反应式：激发态叶绿素→ 反应中心复合物三、光化学反应阶段：光化学反应是光合作用的第三步，它发生在反应中心复合物中。
在这一阶段，光能被用来驱动化学反应，将氧化剂还原为还原剂。
其中最重要的反应是光解水反应，它将水分子分解为氧气和电子。
光化学反应反应式：光+ H2O → O2 + 2H+ + 2e-四、碳同化阶段：碳同化是光合作用的最后一步，它发生在植物的叶绿体中。
在这一阶段，植物利用光合产生的还原剂和二氧化碳进行化学反应，产生有机物质，如葡萄糖。
这个过程被称为光合碳同化。
碳同化反应式：CO2 + 2H+ + 2e- → (CH2O) + H2O光合作用是植物生长和发育的基础，也是地球上维持生命的重要过程之一。
通过光合作用，植物能够将太阳能转化为化学能，并将二氧化碳转化为有机物质，为其他生物提供能量和有机物质。
同时，光合作用还能够释放出氧气，维持大气中的氧气含量，保持地球生态平衡。
总结：光合作用包括光能吸收、光合电子传递、光化学反应和碳同化四个阶段。
在光能吸收阶段，光子被叶绿素吸收，激发叶绿素分子中的电子。
第四节——光合作用(共21张PPT)
光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；
呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）
曝光
蓝色
遮光
无变化
结论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉
实验五 1880年 恩格尔曼实验
ATP的水解:ATP ADP+Pi+能量
HNO2
HNO3+能量
暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+。
4、下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（
2C3
（CH2O）
1648年 海尔蒙特实验
[H]和ATP
三、化能合成作用
—— 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所 释放的能量来制造有机物的合成作用
硝化细菌的化能合成：
NH硝3化细菌 HNO2+能量
HNO硝2 化细菌
自养生物 HNO3+能量
6CO2+6H2O 能量 2C6H12O6+ 6O2
比较光合作用、呼吸作用
光合作用
场所
叶绿体
条件
光
①CO2的固定：
酶
CO2+C5
2C3
②C3的还原：
2C3
[
H
]
A 酶
T
（P CH2O）
能量转换 光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→
有机物中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供了[H]和ATP； 暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+。
1、光合作用的过程包括光反应和暗反应。光反应
能够为暗反应提供的物质是（ ）A
糖类等有机物中稳定化学能
光反应能够为暗反应提供的物质是（ ）
CO2+C5
第四章 光合作用
第四章光合作用按照热力学第二定律，一个系统中的自发过程总是朝着熵值不断增大的方向进行，如果将生物体当作一个系统，生物体的生长发育过程却是一个从无序到有序或者说是一个有序性增加的过程，这似乎与热力学第二定律相悖，这一问题曾长期困惑着生物学家和物理学家。
但在这里，他们忽略了一个基本问题，即生命体不是一个孤立系统，它是在不断地同外界进行物质和能量交换，生物体维持其有序性或生长发育是以不断消耗能量为代价的，就象制冰机要将液态水变成更为有序的固态冰，需不断消耗电能一样。
一、生物体的获能方式按热力学第一定律，生物体不能自己创造能量，只能从外界获取能量。
交总体说来，生物体获取能量，有两种方式：1、自养型生物（如植物和行光合作用的藻类）：利用光合作用将和转化成有机化合物，（如糖、脂肪、蛋白质等），将光能转化为化学能供机体选用。
这类生物在生态系统中是生产者。
+ + —→有机物（糖、脂肪、蛋白质等）（化学能）2、异养生物（动物和绝大多数微生物）：从自养生物那里获取有机物，依靠有机物的分解获取能量，这类生物在生态系统中是消费者。
因此，从整个物质世界的角度来看，生物体及生命过程只不过是一种物质和能量的转换机构和转换过程而已。
对活的生物体而言，其所需的能量归根结底来自太阳能，光合作用是将太阳能转换成生物能的一种途径。
二、生命体的能量通货——ATP生物体并不能直接利用有物中的化学能，而是首先需要将有机化合物分解，将其中的化学能转移到ATP分子中，再由ATP分解释放能量提供给需能过程。
（如神经冲动的传导与神经纤维膜内外的NA.K+分布不均形成的电位有关.这一电位差由分解ATP的NA.K+泵来完成.）所以，ATP是细胞（生物体）的能量通货。
1、ATP的分子结构：ATP：腺苷酸呤核苷三磷酸（O2腺苷三磷酸，O2三磷酸腺苷）特点：ATP不稳定，含有两个高能磷酚键（），水解时断裂放出能量：ATP + H2O →ATP + H2O →2、生物体内化学能的利用生物体摄取的有机物，在酶的催化作用下，氧化分解，将贮存其中的化学能的自由能的形式释放，释放出的自由能一部分使熵值增加，一部分以热能形式散发或维持体温；一部分用于促进ADP与P结合生成ADP以高能磷酸酯键的形式贮存在ATP中。
第四章-光合作用
原初反应 (primary reaction) 指光合作用中最 初旳反应，从光合色素分子受光激发起到引起 第一种光化学反应为止旳过程，它涉及光能旳 吸收、传递与光化学反应。原初反应旳成果使 反应中心发生电荷分离。
光合单位 (photosynthetic unit) =聚光色素＋反应中心
反应中心色素分子 (reaction center pigment) 是处于反应中心中旳 一种特殊性质旳叶绿素 a 分子，它不但能捕获光能，还具有光化学活 性，能将光能转换成电能。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ旳反应中心色素分子 分别是 P700 和 P680 ，这里 P 代表色素 (pigment) ， P 后旳数值代 表色素分子在受光激发被氧化时，该色素分子吸收光谱中变化最大旳 波长位置，也即用氧化态吸收光谱与还原态吸收光谱间旳差值最大处 旳波长来作为色素分子旳标志。 P700 和 P680 表达它们受光激发被 氧化时，吸收光谱中变化最大旳波长位置分别是近 700nm 和 680nm 处。是光能旳“捕获器”、“转换器”。
➢ Chl（基态）+hυ 10－15s Chl*（激发态）
激发态旳叶绿素分子 回至基态时，能够光 子形式释放能量。
处于第一单线态旳叶 绿素分子回至基态时 所发出旳光称为荧光。
而处于三线态旳叶绿 素分子回至基态时所 发出旳光称为磷光。
➢因为叶绿素分子吸收旳光能有一 部分消耗在分子内部旳振动上，且 荧光又总是从第一单线态旳最低振 动能级辐射旳，辐射出旳光能肯定 低于吸收旳光能，所以叶绿素旳荧 光旳波长总要比被吸收旳波长长些。
温保鲜旳原因之一
(3) 营养元素
➢ 叶绿素旳形成必须有一定旳营养元素。
➢ 氮和镁是叶绿素旳构成成份，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素旳生物合 成过程中有催化功能或其他间接作用。
光合作用【4】光合作用的影响因素
A
**
达到最大光合速率所需的最小** ，称为**饱和点。
四、光合作用强度的影响因素 3.温度
温度是通过影响光__合__作__用__有_关__酶__的__活__性_而影响光合作用速率 的。
必修1P85
四、光合作用强度的影响因素
缺Mg 则下方两条色素带 颜色更浅 更窄
4.必需矿质元素
Mg:叶绿素的重要组成成分。
是)限制因变量的因素。
②若改变因素乙，因变 量____(改变/不变)
O
∴此时，因素乙___(是/
不是)限制因变量的因素。
因素乙，条件1
因素乙，条件2
因素乙，条件3
因素甲饱和点
AB
因素甲
曲线分析：P点：限制光合速率的因素应为__横___坐标所表 示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：___横___坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因 子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
N：是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有 N元素。
P：是叶绿体膜、NADPH和ATP的重要组成成分。
K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程 中起作用。
【训练5】3.[2011全国卷]番茄幼苗在缺镁的培养液中培养 一段时间后，与对照相比，其叶片光合作用强度下降，原 因是 B
探究CO2浓度光合作用强度的影响
实验结论 光
合 速 率
CO2饱和点
B
CO2浓度
在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当 CO2浓度增加到一定数值后，光合作用速率不在增加。B 点表示CO2饱和点。
饱和点
光 合 速 率
CO2饱和点——CO2浓度 光饱和点——光照强度 饱和点位于横坐标上
光合作用(图文+动画)
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
2.分离绿叶中的色素 (1)原理：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。因而色 素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 (2)方法：纸层析法
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
2.分离绿叶中的色素
结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用， 放出氧气。
人们对光合作用原理的认识却经历了一个漫长的阶段
一、光合作用探究历程
1、1642年：比利时——海尔蒙特的实验 2、1771年：英——普利斯特利的实验 3、1779年：荷兰——英格豪斯的实验 4、1845年：德——梅耶 5、1864年：德——萨克斯的实验 6、1880年：美——恩吉尔曼的实验 7、20世纪30年代：美——鲁宾和卡门的 实验
第4节 能量之源—光与光合作用
一 捕获光能的色素和结构
.
正常苗
白化苗
正常幼 苗能进 行光合 作用制 造有机
养料
白化苗 不能进 行光合 作用， 无法制 造有机
养料
说明色素与光合作用有关
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
1.提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 无水乙醇 中。
(2)步骤 取材：称取5g新鲜绿叶
在以花叶冷水（该叶片白色部分叶肉细胞无叶绿体）为材料发现 叶片曝光一半的白色部分，经碘液处理后不变蓝 这样的结果意味着什么？能不能说明光合作用的场所就是叶绿体呢？
能说明光合作用的进行与叶绿体有关， 但不能直接证明叶绿体就是光合作用的场所
怎样才能直接证明光合作用的 场所是不是叶绿体呢？
6.恩吉尔曼的实验
8. 20世纪４0年代 卡尔文
第四章 光合作用
光合作用是地球上最重要的化学反应
摘自1988年诺贝尔奖金委员会宣布光合作用 研究成果的评语。
主要内容：
4.1 4.2 4.3 4.4
总论 光合器和光合色素 光合作用的机理 光呼吸
4.5
影响光合作用的因素
4.1 总论
光合生物
不放氧的光合生物——紫色硫细菌 CO2+2H2S ——（CH2O）+2S+H2O
细菌反应中心结构
一、光反应 1、光系统（photosystem，PS）
红降现象（red drop）：当光的波长大于690nm（远红光）时，光
合速率突然下降（20世纪四五十年代发现）。 双光增益效应（enhancement effect，爱默生效应Emerson effect）： 用640nm和720nm两种波长的光分别作为光源时的光合效率之和小 于同时使用两种波长的光作为光源时的光合效率。
暗反应：发生在叶绿体
的基质中;利用ATP和NADPH 将CO2还原成糖的过程。
4.3 光合作用的机理
光合作用的三个步骤
第三步
第二步 第一步
原初反应： 光能的吸收 ，传递和转 化过程。
电子传递和 光合磷酸化 ： 电能转化为 活跃的化学 能的过程
碳同化：活 跃化学能转 变为稳定化 学能的过程
4.3 光合作用的机理
4.2 光合器和光合色素
（A）：植物叶绿体 图解
（B）：电子显微镜 下的叶绿体超微结 构
光合器官—叶 光合细胞器--叶绿体
4.2 光合器和光合色素
一、光合色素及其对光的吸收
光合色素的种类
叶绿素 色素种类 a b c d β-胡萝 卜素 叶黄 素 藻蓝素 藻红 素 类胡萝卜素 藻胆素
植物生理学 4.光合作用
组成：由核心复合体、 PS ΙΙ捕光复合体和放氧复合体 （OEC)组成。
核心复合体：由6种多肽组成。 其反应中心=Tyr+P680+pheo
捕光复合体：LHCΙΙ
放氧复合体:OEC，位于PS ΙΙ的类囊体膜腔表面，
由多肽和与放氧有关的锰复合体、氯和钙离子组
成。水在光照下经过PS ΙΙ的作用，发生水裂解，
（二）光系统
1 红降现象：
2 双光增益效应（爱默生效应）： 3 光系统：光系统Ι (PS Ι )、光系统ΙΙ (PS ΙΙ ) PS I 为小颗粒，存在于基质片层和基粒片层的非垛叠区。 组成：反应中心P700、电子受体和PS Ι 捕光复合体三
部分组成。 光反应：适合长光波反应。
PS ΙΙ
其颗粒较大，受敌草隆抑制。存在于基粒片层的垛叠区。
（二）叶绿体的结构
叶绿体膜 外膜：透性大 内膜：透性小，主要控制物质进出的屏障。
组成：主要为可溶性蛋白质（酶）和其它代谢活跃的
基质
物质，呈高度流动性状态，具有固定二氧化碳
（间质）
的能力。（光合作用的暗反应即淀粉的形成与
贮存是在此进行的 。）
嗜饿颗粒（滴）（脂滴）：是一类易与饿酸结合的颗
粒，其主要成分是亲脂性的醌类物质。功能是：
叶绿素a/叶绿素b=3/1 叶黄素/胡萝素=2/1
2 红色： 气温、可溶性糖、花色素（红色）
3 黄色：
叶绿素受破坏
光反应：在光下， 1 原初反应（指对光能的吸收、传递和转
在叶绿体的类囊
换的过程。）
体膜上进行的， 由光所引起的光
光 化学反应。实质
光能 原初反应
电能（电子）
（光量子）
2 电子传递和光合磷酸化（指把原初反应
第4节 光合作用与能量转化 第2课时 光合作用的原理和化能合成作用
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一、光合作用的概念
1.概念
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,并且释放出氧气的过程。
(1)场所:① 叶绿体 。
(2)能量来源:② 光能
。
(3)反应物:③ 二氧化碳和水
。
(4)产物:④ 有机物和氧气 。
(5)实质:⑤ 合成有机物,储存能量
三、光合作用原理
1.填写图中序号a~d所代表的物质或结构⑫_a_:_O_2_;_b_:_N_A_D_P_+_;_c_:_A_D_P_+_P_i_;_d_:_C_5 。 2.图示Ⅰ过程是⑬___光__反__应_____阶段。 (1)场所:⑭__[_e_]_类__囊__体__薄__膜___上。 (2)条件:光、色素和酶等。
5.下图表示叶绿体的结构和功能,请回答下列问题。
(1)与光合作用有关的色素分布在图中[②] 类囊体薄膜 上。 (2)光反应是在 类囊体薄膜 上进行的,暗反应是在[⑧] 叶绿体基质 中进行 的。
。
2.反应式 CO2+H2O
⑥__(_C_H_2O_)_+_O_2______
二、探索光合作用原理的部分实验
科学家
实验过程或依据
实验结论
19世纪末
科学界普遍认为,在光合作用中
,CO2分子的C和O被分开,O2被释放 甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能
,C与H2O结合成甲醛,然后甲醛分子 通过光合作用转化成⑦_____糖________
A.1∶2 B.2∶1 C.8∶9 D.9∶8
分析总结光合作用过程 活动2 观察下图,梳理光合作用过程相关问题
1.完成下列表格 比较项目 需要条件
光合作用和能量转化 第4课时 课件 高一上学期生物人教版必修1
bc段：光合作用 < 细胞呼吸。
d点：温度 过高，部分或全部气孔关闭，出现
c点：光合作用 = 细胞呼吸。
“午休现象”。
ce段：光合作用 > 细胞呼吸。
e点：下午6时左右，光合作用 = 细胞呼吸。
五、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型
1. 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
S1
S2
S3
ef段：光合作用 < 细胞呼吸。
下降。
（2）图像分析
光
合
作
用
强
度
AB段：光照强度不断增强 DE段：光照强度不断减弱
含水量
时间
在一定范围内，光合作用 强度随水分的增加而加快
BC段：温度过高，为减少蒸腾作用，
气孔关闭，CO2供应不足，光合速率 下降，出现“午休”现象
三、影响光合作用强度的因素及应用——矿质元素
N：光合酶及ATP的重要组分 P： 类囊体膜和ATP的重要组分； K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分
fg段：没有光照，光合作用 停止，只行呼吸作用。
积累有机物时间段：ce段。
一天中有机物积累最多的时间点：e点。
制造有机物时间段：bf段。 消耗有机物时间段：Og段。
一昼夜有机物积累量表示为：S1-S2-S3(表示面积)
五、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型
2. 密闭环境中一昼夜O2和CO2含量的变化
注意物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照试验。
六、测定光合速率和呼吸速率的方法 2、黑白瓶法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的题目， 其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用 量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
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
高中生物学必修1 第4节 光合作用与能量转化 第2课时 光合作用的原理和应用
提示:
【例1】下列关于探究光合作用原理实验的叙述,错误 的是( ) A.恩格尔曼利用水绵和好氧细菌为材料,证明光合作用
的场所是叶绿体 B.希尔证明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光
解,产生氧气 C.鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,证明光合作
(2)若用14C标记CO2中的C,则能在光合作用过程中 的哪些物质中检测到放射性?请标出C的转移途径。
提示:14CO2→2C3(只有一个14C)→(14CH2O)。
3.光反应和暗反应的联系。 通过分析光反应和暗反应的物质、能量变化,概 述两者之间存在怎样的联系? 提示:光反应为暗反应提供NADPH、ATP,暗反 应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 4.通过以上分析,归纳光合作用的实质。 提示:合成有机物,储存能量。
【母题延伸】
阶段Ⅰ中,H2O中的H是如何成为a中的H元素的? 提示:H2O被分解产生H+,H+与NADP+结合形成NADPH。 【例4】正常生长的绿藻光照培养一段时间后,用黑布迅
速将培养瓶罩住,此后绿藻细胞的叶绿体内不能发生的
现象是( )
A.O2的产生停止 C.C5的生成减慢 答案:B
B.ATP含量上升 D.C3的还原减慢
(3)温度。
光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶
的活性。
AB段:随温度的升高,光合作用强度逐渐
。
BC段:与光合作用有关的酶活性
,光合作
用强度
。
答案:增强 下降 减弱
(4)矿质元素。
矿质元素是参与光合作用的
、
、____
、 等物质的组成元素。如果缺乏,会影响光合作
光合作用是怎么样的
光合作用是怎么样的光合作用是植物通过叶绿体进行的重要生理过程，是维持地球生态平衡不可或缺的环节。
它通过吸收阳光能量、水和二氧化碳，产生氧气和能量（以葡萄糖形式存储），为生物提供充足的能源。
下面将详细介绍光合作用的过程和机制。
光合作用的过程1.光合作用的第一阶段是光反应阶段，它发生在叶绿体的类囊体膜上。
在这一阶段中，叶绿体吸收光能，并将光能转化为化学能。
光能被吸收后，水分子在光系统Ⅱ（PSⅡ）中被分解，释放出氧气并产生质子和电子。
2.在光合作用的第二阶段，即暗反应阶段（光独立反应），质子和电子通过细胞色素b6f复合物和光系统Ⅰ（PSⅠ）等一系列蛋白质复合物的媒介，最终到达NADP+还原酶，形成NADPH。
此外，通过碳固定过程，CO2分子与已经生成的NADPH和ATP反应，形成葡萄糖。
光合作用的机制•光合作用的光反应阶段是依赖于光子的能量激发电子来推动反应进行的。
在这一过程中，光合作用的中心是叶绿体内的色素分子，如叶绿素a和叶绿素b，它们能吸收不同波长的光。
•其中光合色素分子与光合作用的蛋白质复合物结合，形成光系统，从而促使电子的激发和转移。
通过电子传递链的运行，质子被泵出类囊体腔，形成质子梯度，推动ATP合成酶工作产生ATP。
•光合作用的暗反应阶段主要涉及到Calvin循环，它是利用CO2进行光合作用的核心过程。
在这一阶段，NADPH和ATP为葡萄糖合成提供了足够的能量和电子，最终产生葡萄糖等有机物。
光合作用是一个复杂而精密的生物化学过程，它为地球上的生物提供了能量，维持了生物圈中各种生物体间的相互作用和平衡。
通过充分了解光合作用的机制和过程，可以更好地认识植物生长发育的规律，促进生态环境的保护和改善。
2023届高考生物二轮复习专题2 考点4 光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算-讲义(通用版)
考点四光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算1．影响细胞呼吸因素相关的四类曲线2．关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”(1)光照强度(2)CO2浓度①图乙中A点的代谢特点为植物光合速率与细胞呼吸速率相等，此时的二氧化碳浓度为二氧化碳补偿点，而图甲中D点的二氧化碳浓度是植物进行光合作用时最小二氧化碳浓度，从D 点才开始启动光合作用。
②B点和P点的限制因素：外因有温度和光照强度等，内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量等。
(3)多因子影响上述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。
当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
3．聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。
②开始进行光合作用的点：b点；结束光合作用的点：m点。
③光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点，有机物积累量最大的点：h点。
④de段下降的原因是气孔关闭，CO2吸收量减少，fh段下降的原因是光照强度减弱。
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。
②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
1．(2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。
高中生物必修1-光合作用的原理和应用
实验四光合作用的希尔反应
思考题
解释叶绿体浓度和光照强度对希尔反应有何 影响？ 影响？ DCMu抑制希尔反应活性的机理何在？ 抑制希尔反应活性的机理何在？ 抑制希尔反应活性的机理何在
注意事项
3.照光时： 照光时： 照光时 照光前同时去掉黑纸，照光结束后先用黑纸包好， 照光前同时去掉黑纸，照光结束后先用黑纸包好，待测定 同时去掉黑纸 先用黑纸包好 OD值时去掉。 值时去掉。 值时去掉 切记不能将水溅到灯泡，以防灯泡爆炸。 切记不能将水溅到灯泡，以防灯泡爆炸。 不能将水溅到灯泡 4.比色： 比色： 比色 注意两次比色时的波长不同（ 注意两次比色时的波长不同（652nm &.600nm）。 波长不同 ）。
注意事项
1.提取叶绿体时： 1.提取叶绿体时： 提取叶绿体时 在低温条件(冰浴)下进行全过程操作； 低温条件(冰浴)下进行全过程操作； 条件 离心管需相互配平后才能离心； 离心管需相互配平后才能离心； 配平后才能离心 在两次离心时，第一次留上清液，第二次弃上清液； 在两次离心时，第一次留上清液，第二次弃上清液； 将沉淀悬浮均匀（用移液器吹） 将沉淀悬浮均匀（用移液器吹）后，放在冰浴中保存，待实 放在冰浴中保存， 验结束后方能弃掉。 验结束后方能弃掉。 2.加样过程中： 2.加样过程中： 加样过程中 试管一定要标号； 试管一定要标号； 标号 希尔反应的加样，加的不是丙酮稀释液，而是用提取液稀释 希尔反应的加样，加的不是丙酮稀释液，而是用提取液稀释 的叶绿体悬浮液； 叶绿体悬浮液；
将叶片5g去叶脉后剪碎放于预冷的研钵先加入5ml预冷的提取液研磨成匀浆再加5ml预冷的提取液混匀将所有的匀浆液用4层纱布过滤弃去杂质
实验四
光合作用的希尔反应
实验原理
希尔反应: 光 2H2O +2A 叶绿体 实验中用的氧化剂A是2,6－二氯靛酚（2,6－ D），是一种蓝色染料，接受电子和H+ 后被还原成 无色。在光下，叶绿体将2,6－D还原，从蓝色到无 色。通过测定其光密度的变化，可以表示叶绿体的 还原能力。 2AH2+O2
人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源——光和光合作用》优秀课件(58张)(共58张PPT)
二、捕获光能的色素
色素
类胡萝卜素
（含量占1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素
（含量占3/4）
叶绿素b（黄绿色）
因色素中叶绿素含量较多，故植物叶片一般 呈绿色。
二、捕获光能的色素
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
验 500多次
结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才 能更新污浊的空气。
四、光合作用的发现过程
4.1864 萨克斯 证明光合作用的产物
一半遮光
一半曝光
结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。
思考ing...
1.为什么要让叶片先置于暗处几小时? 目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉
2.为什么让同一叶片的进行一半曝光，另一半遮 光？ 为了进行对照，而在同一叶片进行可以避免植 物不同叶片的差异，使实验更有说服力。
普利斯特莱通过 植物和动物之间进行 气体交换的实验，第 一次成功地应用化学 的方法研究植物的生 长，得知植物生长需 要吸收二氧化碳，同 时放出氧气。
四、光合作用的发现过程
2.1771 年英国的普利斯特莱
结论：植物可以更新空气
有时实验成功 有时实验失败
四、光合作用的发现过程
3.1779 荷兰英格豪斯 重复了普里斯特利的实
四、光合作用的发现过程
6.1938 鲁宾和卡门 氧气来自哪里
同位素 示踪法
结论：光合作用释放的氧全部来自于水
四、光合作用的发现过程
7.1948 卡尔文 探究碳的途径
探明了CO2中碳在光合作用的途径，称为卡尔文循环
五、光合作用的过程