第四節(jié)光合作用和

第四節(jié)光合作用和第一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、捕獲光能的色素種類和葉綠體結(jié)構(gòu)：1、色素種類和作用為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而深秋樹葉則金黃斑斕呢？綠葉中有哪些色素那？如何提取和分離？第二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉綠體中色素的作用：實(shí)驗(yàn)：三棱鏡反射可見光：連續(xù)光譜——紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。波長(zhǎng)：700~400nm第三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一將提取出的葉綠體中的4種色素溶液分別放在可見光與三棱鏡之間，可以看到連續(xù)光譜中有些波長(zhǎng)的光被吸收了。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。綠光吸收量最少

第四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉綠素中的吸收光譜0400500600700nm50100葉綠素b葉綠素a第五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一練習(xí)：A、B、C、D4盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下，A添加品紅色光照，B添加綠色光照，C隔品紅色濾光片，D隔綠色濾光片（如下圖所示）。經(jīng)過一段時(shí)間后，各盆植物長(zhǎng)勢(shì)最好的是（A）第六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能：1、葉綠體存在于植物的哪一個(gè)部位？它有什么功能？2、葉綠體的結(jié)構(gòu)是怎樣的？3、色素和酶分布在哪？

第七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一二光合作用原理和應(yīng)用概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。

地位：從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的過程來看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。第八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一思考如果我們將葉綠體比喻為綠色工廠，其中的廠房、動(dòng)力、原料和產(chǎn)物各是什么？回答：廠房是葉綠體，動(dòng)力是光能，原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是有機(jī)物和氧。反應(yīng)式：

第九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一思考

光反應(yīng)式：H2O+CO2(CH2O)

+O2

葉綠體第十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一光合作用的探究歷程：1、1648年，比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特實(shí)驗(yàn)：把一棵重2．5kg的柳樹苗栽種到一個(gè)木桶里，木桶里盛有事先稱過重量的土壤。以后，他每天只用純凈的雨水澆灌樹苗。為防止灰塵落入，他還專門制作了桶蓋。五年以后，柳樹增重80多千克，而土壤卻只減少了100g。結(jié)論：建造植物體的原料是水分。

第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、1771年，英國(guó)科學(xué)家——普利斯特利。結(jié)論：綠色植物在（光照下）更新空氣（氧氣）。3、1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯綠色葉片才能更新污濁空氣。4、1864年，德國(guó)科學(xué)家——薩克斯。

結(jié)論：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。

第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、1880年，德國(guó)科學(xué)家——恩吉爾曼

p100

結(jié)論：光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。

6、1941年，美科學(xué)家魯賓和卡門

（同位素標(biāo)記法或同位素示蹤法）

結(jié)論：光合作用中釋放的氧全部來自水。

第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、光合作用的重要意義：1、制造有機(jī)物；2、轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能；3、使大氣中的氧氣和二氧化碳的含量相對(duì)穩(wěn)定；（“空氣凈化器”）4、對(duì)生物的進(jìn)化有重要作用。

1）原始大氣——無氧

2）30~20億年前——藍(lán)藻——氧氣

3）臭氧層的作用第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：（1）植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，可以產(chǎn)生氧；（2）植物在進(jìn)行光合作用時(shí)需要吸收二氧化碳。提示：氧使余燼木條復(fù)燃；氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳等——?jiǎng)?chuàng)新。第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、條件：四、光合作用過程

（一）光反應(yīng)階段2、場(chǎng)所：3、過程光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：ATP的生成：ADP+Pi+能量ATP酶

NADPH合成：（NADP++能量+H+NADPH）酶2H2O4[H]+

+O2光第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一

5、光反應(yīng)中能量變化光能電能活躍的化學(xué)能4、光反應(yīng)產(chǎn)物:ATP、NADPH([H])

、O2第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）碳反應(yīng)階段(卡爾文循環(huán))

1、概念：發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,是將二氧化碳還原為糖的過程,此過程又稱卡爾文循環(huán).2、場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)3、條件：ATP、NADPH酶第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一碳反應(yīng)階段過程（理）C--PCCCC--PCO2

C--P2CCC--PCCRuBP五碳糖(核酮糖二磷酸)3-磷酸甘油酸ATPADPNADPHNADP+C--PCC三碳糖葉綠體基質(zhì)三碳糖轉(zhuǎn)移到葉綠體外固定還原第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一碳反應(yīng)階段過程（理）3CO2

RuBP3c5糖6

C3酸ATPADPNADPHNADP+5C3糖葉綠體基質(zhì)三碳糖轉(zhuǎn)移到葉綠體外固定還原1

c3糖第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一碳反應(yīng)階段過程（文）CO2

（RuBP）

c5糖

C3ATPADPNADPHNADP+葉綠體基質(zhì)固定還原(

cH2O)糖第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、碳反應(yīng)中過程：(1)CO2固定：CO2+C5糖2C3酸(2)C3還原:

2C3酸酶2C3糖C6糖(3)C5再生：5C3糖3C5糖酶酶酶(4)ATP的水解：ATPADP+Pi+能量(5)NADPH水解：(

NADPH

NADP++能量+H+）

酶酶第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、碳反應(yīng)中過程（文）：CO2固定：CO2+C5糖2C3C3還原：C3酸

C3糖C6糖C5糖再生：5C3糖3C5糖酶酶酶ATP的水解：ATPADP+Pi+能量NADPH水解：

酶酶第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、碳反應(yīng)中能量變化：活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中三碳糖中第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一C--PCC從葉綠體中轉(zhuǎn)移出來的三碳糖蔗糖細(xì)胞呼吸其他代謝碳反應(yīng)中的產(chǎn)物三碳糖，在葉綠體內(nèi)能作為合成淀粉、蛋白質(zhì)、和脂質(zhì)的原料，但大部分的是運(yùn)至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用。第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)碳反應(yīng)光合作用的過程光合作用怎樣進(jìn)行？第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一光反應(yīng)階段與碳反應(yīng)階段的比較項(xiàng)目光反應(yīng)階段碳反應(yīng)階段區(qū)別場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化活躍化能穩(wěn)定化能基粒類囊體的薄膜葉綠體的基質(zhì)中需光、色素和酶能量;多種酶、不需光、光能活躍化能水的光解：2H2O

光

4[H]+O2光ADP+PiATPNADPH形成酶CO2的固定：CO2+C52C3C3的還原：2C3

（CH2O）

[H]，ATP酶ATPADP+Pi酶聯(lián)系1、光反應(yīng)是碳反應(yīng)基礎(chǔ)，光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供[H]和ATP2、碳反應(yīng)是光反應(yīng)繼續(xù)，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供原料ADP和Pi3、兩者相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行，相互制約又密切聯(lián)系第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一過程能量載體進(jìn)行場(chǎng)所1光能電能電子流類囊體2電能活躍化學(xué)能NADPHATP類囊體3活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能糖類等有機(jī)物葉綠體基質(zhì)光合作用中的能量變化第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一五、呼吸作用與光合作用的關(guān)系（概述）光合作用呼吸作用場(chǎng)所需光條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體活細(xì)胞需光有光無光均可合成有機(jī)物分解有機(jī)物貯存能量于有機(jī)物中釋放能量，產(chǎn)生ATP光合作用呼吸作用有機(jī)物和氧氣二氧化碳第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一C6H12O6

+6O2

+6H2O12H2O+6CO2

+能線粒體光合總反應(yīng)式：呼吸總反應(yīng)式(理)：細(xì)胞基質(zhì)G失去氫，氧化；O2得到氫，還原。放能反應(yīng)H2O失去氫，氧化；CO2得到氫，還原。吸能反應(yīng)第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一六影響光合作用因素光合速率：

單位時(shí)間內(nèi)光合作用量（如氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、有機(jī)物合成量）凈光合速率：總光合速率：人們測(cè)得從外界吸收的CO2的量。植物從外界吸收的CO2量，加上呼吸釋放的CO2量?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率小資料：光合效率

光合作用效率=光合作用制造有機(jī)物所含能量光合作用吸收光能主要：光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度間接：水、礦質(zhì)元素第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一CO2吸收量CO2釋放量光照強(qiáng)度0abc一定條件下的呼吸作用光的補(bǔ)償點(diǎn)光的飽和點(diǎn)凈光合產(chǎn)量總光合產(chǎn)量當(dāng)二氧化碳濃度升高時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)降低，飽和點(diǎn)升高當(dāng)溫度升高時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)升高，飽和點(diǎn)也略有升高降低植物光補(bǔ)償點(diǎn)，提高飽和點(diǎn)可以最大限度利用光能第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一AB光照強(qiáng)度光合速率0吸收量CO2陽(yáng)生植物陰生植物A點(diǎn)含義：（1）、光照強(qiáng)度無光，只進(jìn)行呼吸作用B點(diǎn)含義：CO2吸收量等于釋放量,即光合速率等于呼吸速率,（無積累）。C點(diǎn)含義：光合強(qiáng)度最大，不再隨光照強(qiáng)度增大而增強(qiáng)。C第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一ABCO光合作用速率1020304050溫度（°C）主要影響酶活性AB段：隨溫度升高光合速率增強(qiáng)B點(diǎn)：光合速率最大（對(duì)應(yīng)溫度最適）BC段：隨溫度升高，光合速率下降

（直至完全停止）（2）、溫度1天中光合強(qiáng)度先增加，中午短暫下降，如C點(diǎn)。原因：中午溫度過高，氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)不了葉肉細(xì)胞。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一BACO2濃度光合速率0吸收量CO2C3植物C4植物CD(3)、二氧化碳濃度AB段：光合小于呼吸，消耗光合產(chǎn)物；B點(diǎn)：光合速率=呼吸速率BC段：隨CO2濃度增加，光合強(qiáng)度增強(qiáng)；C點(diǎn)：光合最大CD段：CO2濃度再增加，光合強(qiáng)度不變；D點(diǎn)后：CO2濃度超一定限度，原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉。第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一小結(jié)：光合作用原理的應(yīng)用提高農(nóng)作物光合強(qiáng)度的理論及措施：1、提高光能利用率：合理密植、間作套種4、適當(dāng)提高CO2濃度：通風(fēng)、施有機(jī)肥3、適當(dāng)提高溫度：蓋膜5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量：合理灌溉6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量：合理施肥2、延長(zhǎng)光照時(shí)間：多茬種植第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存能量的一類生物例：植物包括藻類——光能自養(yǎng)硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌——化能自養(yǎng)

七生物類型：異養(yǎng)生物：不能直接利用無機(jī)物制成有機(jī)物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物例：人、動(dòng)物、真菌和多數(shù)細(xì)菌1同化第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一

小資料：菟絲子（植）寄生，不光合；植根細(xì)胞無葉綠體，不光合；化能合成作用：2NH3+3O2硝化細(xì)菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化細(xì)菌2HNO3+能量6CO2+6H2O能量2C6H12O6+6O2第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、同化作用和異化作用新陳代謝：生物體內(nèi)全部有序化學(xué)反應(yīng)的總稱（合成自身有機(jī)物、儲(chǔ)能）（分解自身有機(jī)物、釋能）同化作用：異化作用：新陳代謝自養(yǎng)型異養(yǎng)型需氧型厭氧型兼性厭氧型自養(yǎng)、異養(yǎng)的本質(zhì)區(qū)別：能否將CO2和H2O合成有機(jī)物自養(yǎng)型（能）異養(yǎng)型（不能）第三十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一典型生物的新陳代謝類型①人和絕大多數(shù)動(dòng)物：異養(yǎng)需氧型②絕大多數(shù)植物：自養(yǎng)需氧型③腐生細(xì)菌：有的異養(yǎng)需氧型，有的異養(yǎng)厭氧型④硝化細(xì)菌：自養(yǎng)需氧型⑤酵母菌：異養(yǎng)兼性厭氧型⑥破傷風(fēng)桿菌：異養(yǎng)厭氧型⑦蛔蟲：異養(yǎng)厭氧型

第四十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一練習(xí)鞏固1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于___和____；形成的____和____提供給碳反應(yīng)。2.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把___