第三章光合作用
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700nm
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
2 光合色素的吸收光谱
两个吸收峰430-450nm蓝紫光区 640-660nm红光区
叶绿素是绿 色？？
类胡萝卜素 是黄色？？
连续双峰 400-500nm
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
3 荧光现象和磷光现象 • 叶绿素吸光后光能的去向：
热能 光能散失：荧光、磷光
第三章光合作用
实验四：
光 合 效 率
• 1 低光时，温度再高光 合效率也不增加。说明光 是必须的。
• 2 强光下，温度升高，
光合加快，说明在高光强
下，温度是光合的限制因
强光
素，也说明光合作用涉及
酶促反应（暗反应）；
低光 温度
• 3 温度相同时，随光照 增强，光合加快，特别是 在低温时，光照增强，光 合加快，说明光合作用中 存在与温度无关的反应， 也就是非酶促反应。（光 反应）
a.分类
胡萝卜素:橙黄色
叶黄素:黄色
聚光作用，消耗多余 光能
b.结构：（见书61页）
第三章光合作用
思考一：
• 植物体内有绿色和黄色两种色素，为什么叶子 是绿色的而不是黄色的？
• 因为植物中Chl:类胡萝卜素＝3：1，Chl含量 更高，绿色强于黄色，所以叶子是绿色的。
思考二：
• 为什么秋天或植物受害时，叶子是黄色的而不 是绿色的？
第三章 光合作用
第三章光合作用
第四章 植物的光合作用
生物
自养生物：利用外 界的无机物作为原 料合成有机物质。 自己制造食物。包 括植物和光合细菌。
异养生物：从已经 存在的有机物中获 得营养，从食物中 获得能量。
第三章光合作用
第一节 光合作用概述
一、定义及公式
1 定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化 二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气 的过程。
光合有两个反应阶段：光反应和暗反应
第三章光合作用 光能吸收 CO2同化
实验五：
• 1937年，希尔用体外的叶绿体和水反应得到 了O2，为光反应的研究打开了大门。
光
4Fe3++2H2O
4Fe2++4H++O2
叶绿体 ？？
说明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产 生还原能力，使物质还原，即光反应可产生电子将 物质还原。
• 因为衰老和受害时，Chl更为敏感，首先受损， 绿色消失，呈现出黄色。
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性（对光 的反应）
1 光自身的特性：波粒二相性 • E ＝L/λ，即波长越小，能量越大 • 蓝光能量大，红光能量小 • 从太阳辐射到地球的光波长范围为：
300-2600nm • 植物光合能吸收的光波长范围为：400-
二、光合作用的意义
1 环境保护：空气净化器，保持CO2和O2的 平衡。植物减少，CO2增加，产生温室效 应。
干旱沙漠化
冰川融解
第三章光合作用
二、光合作用的意义
2 把无机物变成有机物：是合成有机物 的绿色工厂。
3 蓄积太阳能：能量转换站 • 利用率极低，如石油、煤碳。 • 秸秆等则付之一炬，应还田或发酵成沼
光
ADP+Pi
ATP
叶绿体
在光下叶绿体合成的NADPH和ATP， 是用来同化CO2的。
第三章光合作用
光合作用的总过程
NADPH ATP
NADP+ ADP+Pi
光 光反应
暗反应: CO2
糖类
第三章光合作用
第二节 叶绿体及光合色素
一、叶绿体的结构 1 双层膜：内膜为选
择性屏障。 2 基质：CO2同化；
第三章光合作用
实验六：
• 1951年，发现体内物质NADP＋可被光合 作用还原为NADPH。
光
NADP++H2O
NADPH+H++1/2O2
叶绿体
这是一个振奋人心的消息，因为科学家们早已知 道，NADPH是生物体内的重要的还原剂。
第三章光合作用
实验七：
• 1954年，发现ADP在光合作用下可形成 ATP。
气。
第三章光合作用
三、光合作用的研究历史
实验一：
1771年，英国科学家普利斯 特利把一支点燃的蜡烛和一只小 白鼠分 别放到密闭的玻璃罩里， 蜡烛不久就熄灭 了，小白鼠很快 也死去了。
他把两盆植物分别放 到两个 密闭的玻璃罩里。他发现植物能 够长 时间地活着，蜡烛没有熄灭， 小鼠活动正常。
植物可以在光下净化“坏了”
的空气
光合作用
第三章光合作用
实验二：
• 1782年，瑞士人有化学分析的方法弄清了光合的反应
物是CO2和H2O，产物是糖和O2。但认为糖是CO2
的简单聚合： n(CO2)
C CCC
实验三：
• 1905年，Blackman研究光合效率与光强和温 度的关系时，对光合过程是否一直需要光产生 了疑问。也使人们对CO2的同化方式有了全新 的认识。
光能
电能
化学能（贮藏）
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
3 荧光现象和磷光现象
从第一单线态以红光的形式回到基态 所发出的光
第一
从第一三单线态回到 基态所发出的光
第三章光合作用
第三节 光合作用的机制
分三步
原初反应
光能
电能
电子传递与光合磷酸 化（ATP和NADPH）
电能
不稳定化学能
光反应
CO2的同化
2
公式：
光
CO2 + H2O＊叶绿体 （CH2O）+ O2＊
第三章光合作用
二、光合作用的意义
宇宙大爆炸
H2和He
太轻，逃逸到太空
火山爆发
火山气体:CO2,N2,CH4,NH3,H2O,H2S
米勒实验：
电击
CH4+H2+NH3+H2O
氨基酸
放出O2
植物
大Hale Waihona Puke Baidu层：CO2,H2O,N2
第三章光合作用
原始汤
淀粉形成 3 基粒：由类囊体垛
叠而成的绿色颗粒。
第三章光合作用
一、叶绿体的结构
3 基粒
• 类囊体：压扁了的囊状体
• 基质类囊体：（基质片层）连接两个基粒的类囊体。
• 类囊体膜：（光合膜）四大颗粒
•
PSⅡ、Cytb6-f复合体、 PSⅠ和ATP合成酶
第三章光合作用
二、光合色素（叶绿素和类胡萝 卜素）
不稳定化学能
暗反应
稳定化学能
第三章光合作用
一、原初反应
1 定义：指从光合色素分子被激发到引发 第一个电子传递为止的过程。
光能
电能
2 过程：吸收、传递、转换 a.吸收：聚光色素（天线色素）
没有光化学活性，只有收集光能的作 用。包括大部分Chla、全部Chlb和全 部类胡萝卜第三素章光合作用
1 叶绿素：Chlorophyll，Chl
a.分类
Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部 分用于转化光能
Chlb:黄绿色，全部用于捕光
b.结构：四个吡咯环围绕镁形成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外表面
还有一个叶绿醇形成的尾部，亲脂，插入光合膜内部（见书61页）
第三章光合作用
二、光合色素
2 类胡萝卜素：
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
2 光合色素的吸收光谱
两个吸收峰430-450nm蓝紫光区 640-660nm红光区
叶绿素是绿 色？？
类胡萝卜素 是黄色？？
连续双峰 400-500nm
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
3 荧光现象和磷光现象 • 叶绿素吸光后光能的去向：
热能 光能散失：荧光、磷光
第三章光合作用
实验四：
光 合 效 率
• 1 低光时，温度再高光 合效率也不增加。说明光 是必须的。
• 2 强光下，温度升高，
光合加快，说明在高光强
下，温度是光合的限制因
强光
素，也说明光合作用涉及
酶促反应（暗反应）；
低光 温度
• 3 温度相同时，随光照 增强，光合加快，特别是 在低温时，光照增强，光 合加快，说明光合作用中 存在与温度无关的反应， 也就是非酶促反应。（光 反应）
a.分类
胡萝卜素:橙黄色
叶黄素:黄色
聚光作用，消耗多余 光能
b.结构：（见书61页）
第三章光合作用
思考一：
• 植物体内有绿色和黄色两种色素，为什么叶子 是绿色的而不是黄色的？
• 因为植物中Chl:类胡萝卜素＝3：1，Chl含量 更高，绿色强于黄色，所以叶子是绿色的。
思考二：
• 为什么秋天或植物受害时，叶子是黄色的而不 是绿色的？
第三章 光合作用
第三章光合作用
第四章 植物的光合作用
生物
自养生物：利用外 界的无机物作为原 料合成有机物质。 自己制造食物。包 括植物和光合细菌。
异养生物：从已经 存在的有机物中获 得营养，从食物中 获得能量。
第三章光合作用
第一节 光合作用概述
一、定义及公式
1 定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化 二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气 的过程。
光合有两个反应阶段：光反应和暗反应
第三章光合作用 光能吸收 CO2同化
实验五：
• 1937年，希尔用体外的叶绿体和水反应得到 了O2，为光反应的研究打开了大门。
光
4Fe3++2H2O
4Fe2++4H++O2
叶绿体 ？？
说明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产 生还原能力，使物质还原，即光反应可产生电子将 物质还原。
• 因为衰老和受害时，Chl更为敏感，首先受损， 绿色消失，呈现出黄色。
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性（对光 的反应）
1 光自身的特性：波粒二相性 • E ＝L/λ，即波长越小，能量越大 • 蓝光能量大，红光能量小 • 从太阳辐射到地球的光波长范围为：
300-2600nm • 植物光合能吸收的光波长范围为：400-
二、光合作用的意义
1 环境保护：空气净化器，保持CO2和O2的 平衡。植物减少，CO2增加，产生温室效 应。
干旱沙漠化
冰川融解
第三章光合作用
二、光合作用的意义
2 把无机物变成有机物：是合成有机物 的绿色工厂。
3 蓄积太阳能：能量转换站 • 利用率极低，如石油、煤碳。 • 秸秆等则付之一炬，应还田或发酵成沼
光
ADP+Pi
ATP
叶绿体
在光下叶绿体合成的NADPH和ATP， 是用来同化CO2的。
第三章光合作用
光合作用的总过程
NADPH ATP
NADP+ ADP+Pi
光 光反应
暗反应: CO2
糖类
第三章光合作用
第二节 叶绿体及光合色素
一、叶绿体的结构 1 双层膜：内膜为选
择性屏障。 2 基质：CO2同化；
第三章光合作用
实验六：
• 1951年，发现体内物质NADP＋可被光合 作用还原为NADPH。
光
NADP++H2O
NADPH+H++1/2O2
叶绿体
这是一个振奋人心的消息，因为科学家们早已知 道，NADPH是生物体内的重要的还原剂。
第三章光合作用
实验七：
• 1954年，发现ADP在光合作用下可形成 ATP。
气。
第三章光合作用
三、光合作用的研究历史
实验一：
1771年，英国科学家普利斯 特利把一支点燃的蜡烛和一只小 白鼠分 别放到密闭的玻璃罩里， 蜡烛不久就熄灭 了，小白鼠很快 也死去了。
他把两盆植物分别放 到两个 密闭的玻璃罩里。他发现植物能 够长 时间地活着，蜡烛没有熄灭， 小鼠活动正常。
植物可以在光下净化“坏了”
的空气
光合作用
第三章光合作用
实验二：
• 1782年，瑞士人有化学分析的方法弄清了光合的反应
物是CO2和H2O，产物是糖和O2。但认为糖是CO2
的简单聚合： n(CO2)
C CCC
实验三：
• 1905年，Blackman研究光合效率与光强和温 度的关系时，对光合过程是否一直需要光产生 了疑问。也使人们对CO2的同化方式有了全新 的认识。
光能
电能
化学能（贮藏）
第三章光合作用
三、光合色素的光学特性
3 荧光现象和磷光现象
从第一单线态以红光的形式回到基态 所发出的光
第一
从第一三单线态回到 基态所发出的光
第三章光合作用
第三节 光合作用的机制
分三步
原初反应
光能
电能
电子传递与光合磷酸 化（ATP和NADPH）
电能
不稳定化学能
光反应
CO2的同化
2
公式：
光
CO2 + H2O＊叶绿体 （CH2O）+ O2＊
第三章光合作用
二、光合作用的意义
宇宙大爆炸
H2和He
太轻，逃逸到太空
火山爆发
火山气体:CO2,N2,CH4,NH3,H2O,H2S
米勒实验：
电击
CH4+H2+NH3+H2O
氨基酸
放出O2
植物
大Hale Waihona Puke Baidu层：CO2,H2O,N2
第三章光合作用
原始汤
淀粉形成 3 基粒：由类囊体垛
叠而成的绿色颗粒。
第三章光合作用
一、叶绿体的结构
3 基粒
• 类囊体：压扁了的囊状体
• 基质类囊体：（基质片层）连接两个基粒的类囊体。
• 类囊体膜：（光合膜）四大颗粒
•
PSⅡ、Cytb6-f复合体、 PSⅠ和ATP合成酶
第三章光合作用
二、光合色素（叶绿素和类胡萝 卜素）
不稳定化学能
暗反应
稳定化学能
第三章光合作用
一、原初反应
1 定义：指从光合色素分子被激发到引发 第一个电子传递为止的过程。
光能
电能
2 过程：吸收、传递、转换 a.吸收：聚光色素（天线色素）
没有光化学活性，只有收集光能的作 用。包括大部分Chla、全部Chlb和全 部类胡萝卜第三素章光合作用
1 叶绿素：Chlorophyll，Chl
a.分类
Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部 分用于转化光能
Chlb:黄绿色，全部用于捕光
b.结构：四个吡咯环围绕镁形成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外表面
还有一个叶绿醇形成的尾部，亲脂，插入光合膜内部（见书61页）
第三章光合作用
二、光合色素
2 类胡萝卜素：