光合作用过程

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光能
光合作用:CO2+H2O→(CH2O)+O2 化能合成:CO2+H2O→(CH2O)+O2
环境无机物氧化释放的能量
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
例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类 的细菌 2NH3+3O2
硝化细菌
2HNO2+2H2O+能量
自主探究一:光合作用与呼吸作用比较
项目 场所 条件 原料 产物 物质 变化 能量 转换 光合作用 叶绿体 光、色素、酶 CO2、H2O (CH2O)、O2 、H2O 有氧呼吸 细胞质基质、线粒体 酶 C6H12O6、O2、H2O CO2、H2O
水的光解 CO2的固定 一、二、三阶段反应式 合成ATP C3的还原 化学能→ATP中化学能 光能→化学能 热能散失
• (2)光反应中产生的[H]用于暗反应还原C3,与 细胞呼吸中产生的[H]并不是同一种物质。
• (3)暗反应有光、无光均可进行,但需要光反 应提供的[H]和ATP,因此在暗处,暗反应不能 长时间进行。
思考:①突然停止光照,短时间之内 [H] 、ATP、C3、C5含量变化
减少 减少 增加 减少
②突然中断C02供应,短时间之内 【H】、ATP、C3、C5含量变化

色素
→〔H〕+ O2

②ATP的合成 : ADP + Pi + 能量 → ATP
能量变化: 光能→ATP中活跃的化学能
类囊体薄膜
H 2O 酶
[H] Pi +ADP 三碳化合物 2C3 CO2 五碳化合物 C5 ATP
CO2的 固定
基质 C3的 还原 多种酶
蛋白质
糖类
脂质
HCOH P C=O
*CO2 + CH2O
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量 两者 光合作用为呼吸作用提供O2、有机物; 联系 呼吸作用为光合作用提供CO2
光能转换为生命动力的过程
光合作用
ATP中活 光能 反应 跃的化 学能

有机物 反应 中稳定 的化学 能

细胞 呼吸
ATP中活 跃的化 学能
利用
直接的能量来源:
ATP 最终的能量来源: 太阳的光能
绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较:
光合作用 在哪些细 胞进行 反应场所 反应条件 物质转化 能量转变
含叶绿体的细胞 叶绿体 光、色素、酶 无机物 有机物
有氧呼吸
活细胞 线粒体(主要场所) 氧气、酶 分解有机物
光能转变为化学能储 存在有机物中
联系
将有机物中的能量释放 出来,一部分转移到ATP 中 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基 础——有机物和氧气;细胞呼吸产生的二氧 化碳可被光合作用所利用
6CO2 + 12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6 +6O2+6H2O
自主探究:课本P103-104 1、依据是否有光参与,光合作用可以划 分为哪两个阶段?场所? 2、光合色素吸收的光能有哪两个用途? 3、光反应的产物有哪些?各自去路?
4、暗反应阶段发生哪两个物质变化?
三、光合作用的原理和应用 (二)光合作用的过程
2HNO2+O2
硝化细菌
2HNO3+能量
CO2 + H2O 能量
(CH2O) + O2
自养生物:
以CO2和H2O(无机物)为原料合成糖类(有机物);
糖类中储存着的能量。
绿色植物、蓝藻等 硝化细菌等
光能自养生物 化能自养生物
所需的能量来源不同(光能、化学能)
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。 例如:人、动物、真菌及大多数的细菌。
暗反应阶段
叶绿体的基质中 需多种酶、[H]、 ATP
物质 变化
别 能量 转化 系
水的光解
ATP的合成
光能转变为ATP中活 跃的化学能
CO2的固定 C3的还原
ATP中活跃的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能

1、光反应是暗反应的基础,光反应为暗反应的进行提 供[H]和ATP。 2、暗反应是光反应的继续,暗反应为光反应的进行提 供合成ATP的原料ADP和Pi。 3、两者相互制约又密切联系,是缺一不可的整体。
HCOH CH2O P
Rubisco
CH2O P COOH HCOH + HCOH *COOH CH2O P 3-磷酸甘油酸
核酮糖-1,5-二磷酸 RuBP
PGA
CO2 + C5 → 2C3
羧化阶段:指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合,并
水解产生PGA的反应过程。
CH2-OP C=O
H-C-OH H-C-OH CH2-OP RuBP 1、5-2磷酸核酮糖
7.某科学家用含碳的同位素14C的二氧化 碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中 的转移,最可能的途径是 C A.二氧化碳→叶绿素→ADP B.二氧化碳→叶绿素→ATP C.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖 D.二氧化碳→酒精→葡萄糖
8、(04全国)离体的叶绿体在光照下进行 稳定的光合作用时,如果突然中断CO2气体 的供应,短时间内叶绿体中C3化合物与C5 化合物相对含量的变化是( ) C
光合作用的过程
2016.1.4
回顾:光合作用的概念
光能 (CH2O) +*O2 CO2+H2*O 叶绿体
反应条件: 光能等
反应场所: 叶绿体
反应物: CO2、H2O 生成物: 有机物、O2
能量变化:光能→化学能
(一)光合作用的反应式
净反应式: CO2 + H2O
光能 (CH2O)+O2 叶绿体
总反应式:
光反应阶段
暗反应阶段
1.光反应阶段
类囊体薄膜 H 2O
场所:叶绿体的类囊体薄膜上 条件 :光、 色素、 酶 物质变化: 能量变化: 水的光解:H2O

[H]
Pi +ADP 光能
ATP
(还原剂)
[H] + O2
酶 ATP
ATP的合成: ADP+Pi +能量(光能)
光能→ATP中活跃的化学能
1.光反应阶段 光、酶、色素 条件: 场所: 叶绿体类囊体的薄膜 物质变化: H2O ①水的光解 :
A、 C3化合物增加、 C5化合物减少
B、 C3化合物增加、 C5化合物减少
C、 C3化合物减少、 C5化合物增加 D、 C3化合物减少、 C5化合物减少
9、 在光合作用实验中,如果所用 的水中有0.20%的水分子含有18O,CO2 中有0.68%的CO2分子含有18O,那么, 植物进行光合作释放的O2中,含18O的 比例为 (A )
(2)CO2中C进入C3但不进入C5,最后进入(CH2O),C5 中C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。 (3)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段, 不能用于其他生命活动,其他生命活动所需ATP只 能来自细胞呼吸。
• (1)色素只存在光反应部位——叶绿体类囊体 薄膜上,与光合作用有关的酶存在于两个部 位——叶绿体类囊体薄膜上和基质中。
归纳:光反应阶段与暗反应阶段的比较
项目 场所 光反应阶段 类囊体的薄膜上 光、色素和酶 水的光解 ATP的合成 暗反应阶段 叶绿体的基质中 多种酶、[H]、ATP CO2的固定 C3的还原

条件 物质 变化 能量 转化

光能→ATP中活跃 ATP中活跃的化学能→有 的化学能 机物中稳定的化学能 [H]、ATP
联 系
光反应
ADP、Pi
暗反应
光合作用的过程巩固
H 2O 水在光下分解
光 能 叶绿体中 的色素
O2
供氢 [H] 酶
2C3
固 还 多种酶 定 供能 原 催 化 ATP C5 酶 酶 ADP+Pi (CH2O)
CO2
光反应阶段 叶绿体的类囊体薄膜上
暗反应阶段 叶绿体基质
[巧记助学]光合作用过程一、二、三、四
条件
C3
C5
[H]和ATP
停止光照 CO2供应不变
增加 减少
减少或 减少 没有 增加 减少
光照不变 停止CO2供应
减少 增加
拓展引申: 在夏季中午光照最强的情况下,绿色植物的
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光合作用强度略有下降。这时,叶肉细胞内
的C3、C5和ATP的含量变化依次是:
A.升、降、升
B.降、升、降
D.升、降、降

C.降、升、升
+ CO2 Rubisco(RuBP羧化酶)
H2 O
2 H+
CH2-OP H-C-OH CO2CO2-
H-C-OH
CH2-OP
(2分子)3-phosphoglycerate PGA(3-磷酸甘油酸)
(2 molecules)
2.暗反应阶段
场所:叶绿体的基质中 条件:多种酶、还原剂[H] 、能量ATP 酶 CO2的固定: CO2+C5 酶 物质变化: 2C 2C3
各项生 命活动
1、自养生物与异养生物的根本区别是(

A.能否利用光能
B.能否将有机物转变成自身物质 C.能否利用化学能 D.能否将简单的无机物转化成有机物 2、给含氨(NH3)较多的土壤中耕松土,有利于提高土壤肥力,
原因是(

A.改善土壤通气,根细胞呼吸加强 B.可增加土壤中N2的含量 C.改善土壤通气,硝化细菌繁殖快,有利于土壤中硝酸盐的增加 D.可促进氨的扩散
A、0.20%
C、0.64%
B、0.44%
D、0.88%
右图是一个研究光 合作用过程的实验, 光照 有 无CO2 实验前溶液中加入机 ADP,Pi,叶绿体 物 合 A B 等,实验过程中有成 率 机物的合成如下图。 请分析回答:
(2)碳元素:CO2―→C3―→(CH2O) (3)氢元素:H2O―→[H]―→(CH2O)
光合作用的反应式:
光能
CO2+H2O
叶绿体
(CH2O)+O2
糖类
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
[易错易混]与光合作用过程有关的3个易错易混点
(1)光反应为暗反应提供两种重要物质:[H]和ATP, 暗反应为光反应也提供两种物质:ADP和Pi,注意 产生位置和移动方向。
C3的还原:
ATP [H] 、
3
(CH2O) ADP+Pi +C +H O 5 2
ATP中活跃化学能→有机物中稳定的化学能 能量变化: 三碳化合物 CO2 五碳化合物 C5 2C3
基质 C3的 ATP 还原 CO2的 多种酶 [H] 固定
蛋白质
糖类
脂质
2.暗反应阶段 场所: 叶绿体基质 条件: 多种酶、还原剂[H]、能量ATP
• 一个场所:叶绿体 • 两个阶段:光反应、暗反应 • 三种能量:光能→ATP中活跃化学能 → (CH2O)中稳定化学能 • 四个物质变化:水光解、ATP形成、 CO2固定、C3还原
(四)光合作用中物质的转移途径:
H2O中H的转移途径:
H2O CO2 [H] (CH2O)
CO2中C的转移途径:
C3 (CH2O)
3、将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处,则细胞内三碳化 合物与葡萄糖的生成量的变化是( )
A .C3增加,葡萄糖减少
B.C3与葡萄糖都减少 C .C3与葡萄糖都增加 D.C3突然减少,葡萄糖突然增加 4、在光合作用中,不需要酶参与的过程是( A.CO2的固定 C.三碳化合物的还原 B.叶绿素吸收光能 D.ATP的形成 )
物质变化: CO2的固定: CO2 +

C5 → 2C3

C3的还原:
2C3
ATP、 [H]
能量变化: ATP中活跃化学能→有机物中稳定的化学能
(CH2O) +C5 +H2O
Calvin 的实验 仪器 1961
(三)光反应阶段与暗反应阶段的比较
项目 场所 区 条件 光反应阶段
叶绿体类囊体的薄膜上 需光、色素和酶
1.光合作用发生的部位是叶绿体 。
2.光合作用分为 光反应 和 暗反应 两个阶段。 3.光合作用释放氧气来自于 水 物质。 4.光合作用中的ATP形成于 光 反应阶段。 [H] 和 ATP 物质。 5.光反应为暗反应提供
叶绿体基质 6.光、暗反应场所___________ 类囊体薄膜 、____________
7.光反应能量变化是 光能 ATP中活跃化学能 。 有机物中稳定化学能 ATP中活跃化学能 暗反应是________________________________
8.若白天突然中断了CO2的供应,则首先积累起 来的物质是 五碳化合物 。
化能合成作用
自主学习:(课本P105) 1.什么是自养生物、异养生物?举例。 2.什么是化能合成作用?归纳反应式?
增加 增加 减少 增加
(五)光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、 C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响
停止 光照 停止CO2 供应
光反应 停止 固定 受阻
[H] ATP 还原 继续
还原 受阻 C3 C5
C3 C5 [H]
ATP
讨论:
条件变化时,各种物质合成量的动态变化。
(CH2O)合 成量
叶绿体中[H]和ATP、ADP和Pi的运动方向:
[H]和ATP: 类囊体的薄膜 ADP和Pi: 叶绿体的基质
叶绿体的基质
类囊体的薄膜
光合作用过程中O元素的转移途径
2.光合作用过程中元素去向 光能 CO2+H2O ――→ (CH2O)+O2 叶绿体
H2O―→O2 (1)氧元素 CO2―→CH2O
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