高中生物 光合作用的過程

高中生物光合作用的過程第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四葉片是進行光合作用的主要器官，葉綠體是進行光合作用的場所。每個葉肉細胞內(nèi)含有20-100個葉綠體，葉綠體呈橢圓球形，具有雙層膜，每個葉綠體內(nèi)有幾十個基粒，每個基粒由多個類囊體重疊而成，類囊體是由膜圍成的空心餅狀結(jié)構(gòu)，類囊體膜上分布著光合作用有關(guān)的各種色素，大大增加了接受光的面積第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四一、葉綠體中的色素（橙黃色）葉綠體中的多種色素可以通過紙層析方法分離顯示第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四葉綠素主要吸收紅橙光和藍紫光第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四胡蘿卜素主要吸收藍紫光第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四葉片的顏色在綠色植物的葉片中，葉綠素的含量通常是類胡蘿卜素含量的4倍，因此葉片總是呈現(xiàn)綠色。當葉片衰老或環(huán)境條件不良時（如干旱、高溫、寒冷等），葉綠素比類胡蘿卜素更容易被破壞，其含量降低，葉片由此顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色。光合作用的色素分布在類囊體膜上。無論是晴天（全光譜的光）還是陰天（藍紫光）綠色植物都能（通過葉綠素）利用太陽光進行光合作用。所有吸收的光能，最后都要傳遞給葉綠素a才能用于光合作用。第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四二、光合作用的反應過程光葉綠素a氧化的葉綠素a光H2OO2eH+eADP+PiATPNADP+NADPH供能供氫2C3(CH2O)nC5CO2固定還原多種酶參與光反應暗反應第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四光反應和暗反應的比較比較項目光反應暗反應條件光照、色素、酶黑暗或有光照都行，多種酶參與場所類囊體膜上葉綠體基質(zhì)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化2H2O→O2+4H++4e-NADP++2e-+H+→NADPHADP+Pi→ATPCO2+C5→2C3CO2+3ATP+2NADPH+2H+→(CH2O)+3ADP+3Pi+2NADP++H2O能量轉(zhuǎn)化光能→電能→電化學勢能→活躍的化學能活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能聯(lián)系為暗反應提供能量和還原氫為光反應提供ADP和Pi第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四光合作用總反應式2H2O→O2+4H++4e-NADP++2e-+H+→NADPHADP+Pi→ATPCO2+3ATP+2NADPH+2H+→(CH2O)+3ADP+3Pi+2NADP++H2O2H2O*+CO2→O2*↑+(CH2O)+H2OH2O*+CO2→O2*↑+(CH2O)第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四光合作用的概念解釋光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放O2的過程。不但提出物質(zhì)轉(zhuǎn)化（無機物變成有機物），還提出了能量轉(zhuǎn)化（把光能轉(zhuǎn)化成化學能）光合作用的場所——葉綠體不要把葉綠體寫成葉綠素不要把有機物寫成葡萄糖或者淀粉光合作用是葉綠體吸收并利用光能，將CO2和H2O合成有機物質(zhì)并釋放O2，將光能轉(zhuǎn)換成化學能的過程。第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四光合作用的意義1.把無機物變?yōu)橛袡C物約合成5千億噸/年2.把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榭少A存的化學能

轉(zhuǎn)化3.2×1021J/y的日光3.維持大氣中O2和CO2的相對平衡

釋放出5.35千億噸氧氣/年4.促進生物進化第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四C3植物和C4植物C3植物：在光合作用過程中，CO2中的C只被轉(zhuǎn)移到C3中。如：小麥、水稻、大豆、馬鈴薯C4植物：在光合作用過程中，CO2中的C首先被轉(zhuǎn)移到C4中，然后再轉(zhuǎn)移到C3中。如：高粱、玉米、甘蔗第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四（一）C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點維管束鞘細胞不含葉綠體葉肉細胞排列疏松，都含有葉綠體第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四圍繞維管束的是呈“花環(huán)型”的兩圈細胞：里面：維管束鞘細胞（含有沒有基粒的葉綠體）外面：是一部分葉肉細胞（含有正常的葉綠體）第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四（二）C3途徑和C4途徑C3植物：C3途徑C4植物：C3途徑和C4途徑第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四CalvincycleMovie第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四C4howitworks第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四CreateshighconcofCO2

HasPEPcarboxylase第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四三、影響光合作用的因素光合速率：光合作用的強度，又稱為光合速率。光合作用速率可以用一定量的植物（如一定量的葉面積）在單位時間內(nèi)進行光合作用釋放O2或消耗CO2的量來表示。影響光合作用的因素：內(nèi)在因素：植物體自身生長發(fā)育的不同階段、生長狀態(tài)外在因素：光照強度、CO2濃度、溫度、其他方面（如水、礦質(zhì)元素）等第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四1、光照強度CO2吸收量CO2釋放量光照強度在黑暗中呼吸所釋放出的CO2量光補償點光飽和點ABCA點處光照強度=0，不進行光合作用，只進行呼吸作用B點處CO2吸收量=CO2釋放量，也就是CO2的凈含量為0，此時的光照強度為光補償點。C點處所對應的光照強度為光飽和點，也就是即使光照強度再增加，光合作用強度也增加很少第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四總光合作用：植物在光照下制造的有機物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用：在光照下制造的有機物總量（或吸收CO2總量）中扣除掉在這一段時間中植物進行呼吸作用所消耗的有機物（或釋放的CO2）后，凈增的有機物的量。CO2吸收量CO2釋放量光照強度凈光合作用總光合作用第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四2、溫度溫度CO2吸收或釋放量光合作用呼吸作用在一定溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。在一定光照強度下，提高溫度可以促進光合作用，同樣也可以促進呼吸作用第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四3、CO2濃度光合作用的強度CO2濃度ABC植物能夠進行光合作用積累有機物質(zhì)的最低CO2濃度稱為CO2補償點，例如圖中的A點。在一定范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合作用強度也增加，如圖中A、B之間范圍內(nèi)。當CO2濃度繼續(xù)增加時，光合作用強度不再增加或增加很少，此時的CO2濃度稱為CO2的飽和點，如圖中的B點。如果CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而下降，甚至引起植物CO2中毒，影響植物正常的生長發(fā)育。例如圖中B、C之間。第29頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四4、礦質(zhì)元素1）