光合作用PPT课件

鲁宾和卡门实验
同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质
的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合 物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性 同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细 过程。这种方法叫做同位素标记法。
鲁宾和卡门实验
实验组
对照组
向绿色植物提供 向绿色植物提供
H218O 、 CO2 , 释 H2O、 C18O2 ,释
6CO2+12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
影响因素： 光强度、温度、空气中的二氧化碳浓度
1）光照强度：在其他条 件都适宜的情况下，在一 定范围内，光合速率随光 照强度提高而加快。当光 照强度高到一定数值后， 光照强度再提高而光合速 率不再加快，这种现象叫 光饱和现象。
开始达到光饱和现象的光照强度为光饱和点。随着光照强 度减弱，光合速率减慢，当减弱到一定的光照强度时，光 和吸收的二氧化碳与呼吸释放二氧化碳的量几乎相等，此 时的光照强度为光补偿点。阴生植物的光饱和点与光补偿 点一般都低于阳生植物。
表观光合速率：不算呼吸 作用放出的二氧化碳量， 只算从外界吸收的二氧化 碳量，即是在光下测定的 二氧化碳的吸收量。
如何计算一天的光合积累 量？
2）二氧化碳浓度； 二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，随 着二氧化碳含量的提高，光合作用增强；当二氧化碳 含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧 化碳含量的提高而增强。
可编辑
一、光反应 场所： 类囊体膜上
光系统Ⅱ
光能
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体 水分解 供电子
叶绿素中低能电子激发并呈高能 状态，色素缺失电子
ADP+Pi
获能
ATP 失能电子进入光系统Ⅰ
光系统Ⅰ
光能
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体 光系统Ⅱ 提供电子
叶绿素中低能电子被激发并呈高 能状态，色素缺失电子
放的氧是18O2
放的氧是O2
结论:光合作用释放的氧全部来自水
光合作用的场所——叶绿体
色素
叶绿素a 叶绿素
叶绿素b
叶黄素 类胡萝卜素
胡萝卜素
吸收可见 的太阳光
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
光合作用过程
总方程式 6CO2+12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
NADP+与H+接受2个高能电子 生成NADPH
光反应发生的变化 （1）水在光下裂解为H＋、O2和电子
（2）光能被吸收并转化为ATP中的化学能
（3）水中的氢（ H＋＋e－ ）在光下将 NADP＋还 原为NADPH
梅尔文·卡尔
文1961年诺贝尔化学wk.baidu.com获
得者，通过化学分析， 阐明光合作用中碳化合 物的合成过程，即发现 卡尔文循环
二、碳反应 场所：叶绿体基质
CO2+核酮糖二磷酸
酶
C6
酶
2C3
ATP ADP+Pi NADPH
NADP++H+
C3
？
3个CO2
三碳糖磷酸
如何再生核酮糖二磷酸（RuBp）？生成 一个C6H12O6要经过几次卡尔文循环？
5个经一系列变化再生为3个RuBp 6个三碳 糖磷酸 1个保持用于糖的生成或其他
俗话说：“万物生长靠太阳”，为什 么这么说呢？我们来看一组数据：
①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400 亿吨有机物；
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7 ．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个 三门峡水电站所发出的电力。
绿色植物 储存在有机物中 的能量来自哪呢？
太阳的光能又是 通过什么途径进 入植物体内的？
普利斯特利实验
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气。
英根豪斯实验
结论1：只有在光下 植物才能更新空气。
普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功
结论2：植物体的绿叶 在光下才能更新空气。
萨克斯实验
一半遮光
一半曝光
绿色 黑暗 叶片 处理
遮光 曝光
碘 不变蓝 蒸 汽 变蓝
结论：绿色叶片在光合作用下
光反应和碳反应的比较
进行 部位
条件
光反应
叶绿体基粒囊状结构 光、水、色素和酶
碳反应
叶绿体基质 CO2 、ATP 、[H]和酶
物质 变化
能量 变化
水的光解 H2O 光 2[H]+1/2OC2 O2的固定CO2+C5 酶2C3
合成ATP ADP+Pi 酶
ATP
光能
光能转换成ATP中活跃的
化学能
三碳的还原2C3 碳糖
CO2
吸
收
C
C′
阳生植物 阴生植物
B′ 0B
光照强度
A B：光补偿点 C：光饱和点
• 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物 >
阴生植物
注意：
1、光合作用与呼吸作用的关系 真正光合速率：是指植物在光下实际把二氧化碳转化 成有机物的 量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和 自身呼吸释放二氧化碳的量。
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶能
ADP+Pi
光反应
2C3
还原
多种酶
固定 CO2 C5
CH2O+H2O
碳反应
光反应 需要水与光,产物是O2、ATP、NADPH
NADPH：与NADH是同一类辅酶，都是氢载体，比NADH多一个 磷酸基团。其氧化态为NADP+ 。
碳反应 需要CO2 、 ATP、NADPH ，产物是糖
产生了淀粉。
恩吉尔曼实验
实验组
对照组
将 水 绵 和 好 氧 细 将水绵和好氧细菌
菌 放 在 无 空 气 的 暴露在光照下,好
黑暗环境中,极细 光束照射水绵,好 氧细菌集中在被
氧细菌集中在叶绿 体所有受光部位
照叶绿体部位
结论：氧是叶绿体所释放的,叶绿 体是绿色植物光合作用的场所
恩吉尔曼的第二个实验
酶 ATP [H]
三
ATP中活跃的化学能变成有
机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供 [H] 和ATP
联系
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
环境因素影响光合速率
光合速率: 或称光合强度，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(如 释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。
太阳能
17世纪比利时 海尔蒙特 柳苗栽培实验
开始时 5年后 柳树的质量 2.3kg 76.7kg
实验前后的差 值
+74.7kg
干土的质量 90.8kg 90.743kg －0.057kg
结论：植物的物质积累不 是来自于土壤，而是完全 来源于水。
光合作用的发现
1771年，英，普里斯特利的实验 1779年，荷，英根豪斯的实验 1864年，德，萨克斯的实验 1880年，美，恩吉尔曼的实验 20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验