第三章植物光合作用优秀课件
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植物的光合作用ppt课件
叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成
1.叶绿体 被膜
2.基质及 内含物
3.类囊体
高等植物的类囊体垛叠成基粒，其意义有 二：
膜的垛叠意味着捕 获光能机构的高度 密集，更有效地收 集光能，加速光反 应；
膜系统是酶的排列 支架，膜垛叠就犹 如形成一条长的代 谢传递带，使代谢 顺利进行。
（二）类囊体膜上的蛋白复合体
(3) 营养元素
➢ 叶绿素的形成必须有一定的营养元素。
氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌是叶绿素合 成过程中酶促反应的辅因子。缺少这些元素时就会引起缺 绿症。
➢ 因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影 响最大，因而叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高 低的标志。
缺N
CK
萝卜缺N的植株老叶发黄 缺N老叶发黄枯死，新叶色淡,生长矮小，
类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合体， 主 要 有 四 类 ， 即 光 系 统 Ⅰ （ PSI ） 、 光 系 统 Ⅱ （ PSⅡ ） 、 Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase），它们参与了光能 吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应。 由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊 体膜为光合膜(photosynthetic membrane) 。
两者结构上的差别仅在于叶绿素a第二个吡咯环上的 一个甲基(-CH3)被醛基(-CHO)•所取代(•图)。
叶绿素的结构特点
叶绿素分子含有一个卟啉 环的“头部”和一个叶绿醇( 植醇，phytol)“尾巴”。卟 啉环由四个吡咯环以四个甲烯 基(-CH=)连接而成。
卟啉环的中央结合着一个 镁离子。镁离子带正电荷,而 与其相连的氮原子则带负电荷 ,因而具有极性,是亲水的。
七年级生物上册第三节《绿色植物的光合作用》参考课件(002)
第三节 绿色植物的光合作用
新课导入
当看到路边的太阳 能路灯，你会想到 什么？ 太阳能发电的原理 是什么呢？
学习目标
1.通过分组实验和探究活动等说明绿色植 物通过光合作用制造有机物； 2.列举光合作用的原理在生产、生活中的 应用实例； 3.认同绿色植物在光下能够吸收二氧化碳 并释放氧气。
一、光合作用的产物
用产物 用原料 用场所 式
用
验证绿 叶在光 下制造 淀粉
验证光 合作用 产生氧 气
二氧 化碳和 水
二氧化碳+水
叶绿体
光能 叶绿体
有机物+氧气
1.间作 套种 2.合理 密植 3.增加 二氧化 碳浓度
随堂检测
1.下图是一棵银边天竺葵，将其在黑暗中放置24小时后，选 一健壮的叶片，用不透光的两块软木片在A处从正反面遮住， 然后将整个植物体移到阳光下。数小时后，选择的叶片摘下， 去除叶绿素，加碘液处理后的变化是：
你能观察到什么现象？得出什么结论呢？
实验现象：滴加碘液后，被遮光部分遇到碘液 不变蓝，见光部分遇碘变成蓝色
实验结论： 1.见光部分含有淀粉，淀粉是光合作用的产物； 2.光是光合作用的必要条件
验证光合作用产生氧气
你能观察到什么现象？得出什么结论？
实验现象： 1.阳光照射时有气泡产生，气泡进入玻璃管底部； 2.将快要熄灭的细木条插进玻璃管内，快要熄灭 的细木条猛烈燃烧起来。
① A处颜色_不__变_蓝__，原因_A__处_遮__光__未_进__行__光_合__作__用_，说明 ___光__是_绿__色__植_物__进__行_光__合__作_用__不__可_缺__少__的_条__件__。
② B处颜色__变_蓝__。原因是__绿_色__植_物__进_行__光_合__作_用___ _的_产__物_淀__粉_,_遇_碘__变_蓝__色________________________。
新课导入
当看到路边的太阳 能路灯，你会想到 什么？ 太阳能发电的原理 是什么呢？
学习目标
1.通过分组实验和探究活动等说明绿色植 物通过光合作用制造有机物； 2.列举光合作用的原理在生产、生活中的 应用实例； 3.认同绿色植物在光下能够吸收二氧化碳 并释放氧气。
一、光合作用的产物
用产物 用原料 用场所 式
用
验证绿 叶在光 下制造 淀粉
验证光 合作用 产生氧 气
二氧 化碳和 水
二氧化碳+水
叶绿体
光能 叶绿体
有机物+氧气
1.间作 套种 2.合理 密植 3.增加 二氧化 碳浓度
随堂检测
1.下图是一棵银边天竺葵，将其在黑暗中放置24小时后，选 一健壮的叶片，用不透光的两块软木片在A处从正反面遮住， 然后将整个植物体移到阳光下。数小时后，选择的叶片摘下， 去除叶绿素，加碘液处理后的变化是：
你能观察到什么现象？得出什么结论呢？
实验现象：滴加碘液后，被遮光部分遇到碘液 不变蓝，见光部分遇碘变成蓝色
实验结论： 1.见光部分含有淀粉，淀粉是光合作用的产物； 2.光是光合作用的必要条件
验证光合作用产生氧气
你能观察到什么现象？得出什么结论？
实验现象： 1.阳光照射时有气泡产生，气泡进入玻璃管底部； 2.将快要熄灭的细木条插进玻璃管内，快要熄灭 的细木条猛烈燃烧起来。
① A处颜色_不__变_蓝__，原因_A__处_遮__光__未_进__行__光_合__作__用_，说明 ___光__是_绿__色__植_物__进__行_光__合__作_用__不__可_缺__少__的_条__件__。
② B处颜色__变_蓝__。原因是__绿_色__植_物__进_行__光_合__作_用___ _的_产__物_淀__粉_,_遇_碘__变_蓝__色________________________。
植物光合作用ppt课件
光合作用的重要性
总结词
光合作用对植物生长、发育和生态系统功能至关重要，它为植物提供能量和养 分，坚持生态平衡。
详细描写
光合作用是植物获取能量和养分的主要方式，它为植物的生长和发育提供所需 的能量和有机物质。此外，光合作用还对坚持生态平衡和生物多样性具有重要 作用。
光合作用的发现及研究历程
总结词
光合作用的发现和研究历程揭示了人们对自然界认识的不断深入和发展，为现代农业和生态学研究奠定了基础。
光合作用进程中产生的能量和有 机物，可以帮助作物抵抗逆境， 如干旱、高温、盐碱等。通过提 高光合作用效率，可以增强作物
的抗逆能力。
在环境保护中的应用
1 2
空气净化
通过种植具有高光合作用效率的植物，可以吸取 空气中的二氧化碳，释放氧气，有助于改进空气 质量。
水土保持
植物通过光合作用固定土壤中Байду номын сангаас养分，同时植物 的根系可以防止土壤流失，有助于保持水土。
详细描写
光合作用的发现和研究历程可以追溯到18世纪，经过多个世纪的探索和研究，人们对光合作用的机制和原理有了 更深入的了解。这一历程不仅推动了植物生理学和生态学的发展，也为现代农业和生态学研究提供了重要的理论 基础和实践指导。
02
光合作用的进程
光反应阶段
光能吸取与转换
植物通过叶绿体中的色素吸取太阳光能，并将其转换为活跃的化 学能。
对自然界的物质循环和能量流动的意义
光合作用参与自然界的碳循环，将大气中的二氧化碳转化为有机物，对 坚持地球气候稳定具有重要作用。
光合作用将太阳能转化为化学能，为全部生态系统提供能量，驱动自然 界的能量流动。
光合作用对坚持自然界的生态平衡和生物多样性具有重要意义，是生态 系统稳定和健康的关键。
中国科学院大学植物生理学课件：第三章 植物的光合作用
类胡萝卜素
• 类胡萝卜素(carotenoid)是由8个异戊二烯形 成的四萜，含有一系列的共轭双键，分子的两 端各有一个不饱和的取代的环己烯，也即紫罗 兰酮环(图)，它们不溶于水而溶于有机溶剂。 类胡萝卜素包括胡萝卜素(carotene,C40H56O2) 和叶黄素(xanthophyll, C40H56O2)。前者呈橙 黄色，后者呈黄色。胡萝卜素是不饱和的碳氢 化合物，有α、β、γ三种同分异构体，其中 以β 胡萝卜素在植物体内含量最多
绿色植物在吸收CO2的同时每年释放O2量约 5.35×1011吨，使大气中Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能维持在21％左右
• 光合作用每年向大气中释放5.53×1011吨O2是地球上氧气的来 源，由于大气中O2的存在，其它需氧生物才能够在地球上产生， 进化和发展。（其它需O2生物产生后，光合作用又担负了维持 大气中O2和CO2相对平衡的任务。） • 目前，由于人类活动大量释放CO2，以及绿色植被减少，大气中 O2和CO2的平衡正在被打破。据记载: 1900年 300ppm
Wood Fibers Stored Carbohydrates Amino Acids Clothing Shelter Food
2．将光能转变成化学能
• 绿色植物在把CO2转化为有机物的过程中， 把光能转化为化学能，贮存在有机物中， 是人类和其它异养生物生命活动最终的 能量来源，也为人类提供了其它能量。 我们现在燃烧的植物材料，是现在光合 作用的结果，燃烧的石油、天然气、煤 是远古时代光合作用的结果。（1.65亿 亿吨水升高1℃度，1.65×1014卡）
叶绿素分子含有一个卟啉环（porphyrin ring）的“头部”和一个叶绿醇(植醇， phytol)的“尾巴”。卟啉环由四个吡咯环 与四个甲烯基(－CH＝)连接而成，它是各 种叶绿素的共同基本结构。卟啉环的中央 络合着一个镁原子，镁偏向带正电荷，而 与其相联的氮原子则带负电荷，因而“头 部”有极性，是亲水的。另外还有一个含 羰基的同素环（含相同元素的环），其上 一个羧基以酯键与甲醇相结合 叶绿素a与b的分子式很相似，不同之处是叶绿素a比b
《植物的光合作用》PPT课件
1864 Julius Sachs
整理课件
15
观察在照光的叶绿体中淀粉粒会增长 光合作用的另一个产物是有机物
光能
CO2+H2O 绿色植物 （CH2O）+O2 细菌的光合作用
十九世纪的三十年代 C B Van Niel
某些细菌 醋酸 琥珀酸 H2S
CO2+2H2S
（CH2O）+H2O+2S
比较 植物释放的氧来自水，而不是二氧化碳
叶绿醇 是叶绿素分子的亲脂部分,是长链 亲脂“尾巴”,伸入类囊体内
“头部”是金属卟啉环,Mg偏正电荷,N原 子偏带负电荷,呈极性,具亲水性(可和蛋白质结 合),排列在类囊体脂类的表面.
整理课件
22
㈡叶绿素的化学性质 ⑴不溶于水 而溶于有机溶剂
用水配85%丙酮提取叶绿素
⑵皂化作用
C32H30ON4Mg COOCH3 +2KOH
h 普朗克常数 1.58×10-34卡.秒
c 光速 3×1010㎝/秒
COOC20H39 C32H30ON4Mg COOK
+CH3OH
+C20H39OH
COOK
皂化叶绿素 叶醇 整理课件
甲醇
23
⑶形成去镁叶绿素
phMg+2H+ 褐色
H
Ph
+Mg++
H
H
ph H + Cu++(Zn++)
绿色
phCu(Zn)+2H+
整理课件
24
三,叶绿素的光学性质 ⑴吸收光谱
波长在600-660nm的红光 波长在430-450nm蓝紫光 绿光吸收最少
整理课件
15
观察在照光的叶绿体中淀粉粒会增长 光合作用的另一个产物是有机物
光能
CO2+H2O 绿色植物 （CH2O）+O2 细菌的光合作用
十九世纪的三十年代 C B Van Niel
某些细菌 醋酸 琥珀酸 H2S
CO2+2H2S
（CH2O）+H2O+2S
比较 植物释放的氧来自水，而不是二氧化碳
叶绿醇 是叶绿素分子的亲脂部分,是长链 亲脂“尾巴”,伸入类囊体内
“头部”是金属卟啉环,Mg偏正电荷,N原 子偏带负电荷,呈极性,具亲水性(可和蛋白质结 合),排列在类囊体脂类的表面.
整理课件
22
㈡叶绿素的化学性质 ⑴不溶于水 而溶于有机溶剂
用水配85%丙酮提取叶绿素
⑵皂化作用
C32H30ON4Mg COOCH3 +2KOH
h 普朗克常数 1.58×10-34卡.秒
c 光速 3×1010㎝/秒
COOC20H39 C32H30ON4Mg COOK
+CH3OH
+C20H39OH
COOK
皂化叶绿素 叶醇 整理课件
甲醇
23
⑶形成去镁叶绿素
phMg+2H+ 褐色
H
Ph
+Mg++
H
H
ph H + Cu++(Zn++)
绿色
phCu(Zn)+2H+
整理课件
24
三,叶绿素的光学性质 ⑴吸收光谱
波长在600-660nm的红光 波长在430-450nm蓝紫光 绿光吸收最少
植物的光合作用课件课件
ØPQH２+2PC(Cu２＋) Cyt b６/f PQ +2PC(Cu＋)+ 2H＋
现在学习的是第25页，共62页
3、PSⅠ
PSⅠ的生理功能是吸收光能，进行光化学反应，产生强的还原 剂，用于还原NADP+，实现PC到NADP+的电子传递。
现在学习的是第26页，共62页
PSI反应中心结构模式
模式图中显示了复合体中以A
现在学习的是第41页，共62页
（三）CAM途径
现在学习的是第42页，共62页
（四）光合产物
氨基酸
糖类
蛋白质
有机酸
脂肪
现在学习的是第43页，共62页
现在学习的是第44页，共62页
第四节 光呼吸
光呼吸的概念：植物绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过
程。 一、光呼吸的途径
1.乙醇酸的形成：RuBP加氧酶催化RuBP分解成磷酸乙醇酸和磷酸甘油
E:每摩尔量子具有的能量(爱因斯坦) N:亚伏加德罗常数(6.0×21023)
现在学习的是第10页，共62页
（二）吸收光谱 叶绿素吸收光谱的两个最强区： 红 光区640-660nm蓝紫光区430-450nm。
类胡萝卜素的最大吸收带在蓝紫光部分。 （三）荧光现象和磷光现象
现在学习的是第11页，共62页
水的氧化与放氧
Ø放氧复合与水的裂解和氧的
释放。 Ø水的氧化反应是生物界中植物光合作用特有的反 应，也是光合作用中最重要的反应之一。
Ø每释放1个O２需要从2个H2O中移去 4 个 e-，同时形成 4 个 H＋。
ØCO２+2H２O* 光 叶绿体 (CH２O)+ O2*+ H２O
1.非循环式光合磷酸化
现在学习的是第25页，共62页
3、PSⅠ
PSⅠ的生理功能是吸收光能，进行光化学反应，产生强的还原 剂，用于还原NADP+，实现PC到NADP+的电子传递。
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PSI反应中心结构模式
模式图中显示了复合体中以A
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（三）CAM途径
现在学习的是第42页，共62页
（四）光合产物
氨基酸
糖类
蛋白质
有机酸
脂肪
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第四节 光呼吸
光呼吸的概念：植物绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过
程。 一、光呼吸的途径
1.乙醇酸的形成：RuBP加氧酶催化RuBP分解成磷酸乙醇酸和磷酸甘油
E:每摩尔量子具有的能量(爱因斯坦) N:亚伏加德罗常数(6.0×21023)
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（二）吸收光谱 叶绿素吸收光谱的两个最强区： 红 光区640-660nm蓝紫光区430-450nm。
类胡萝卜素的最大吸收带在蓝紫光部分。 （三）荧光现象和磷光现象
现在学习的是第11页，共62页
水的氧化与放氧
Ø放氧复合与水的裂解和氧的
释放。 Ø水的氧化反应是生物界中植物光合作用特有的反 应，也是光合作用中最重要的反应之一。
Ø每释放1个O２需要从2个H2O中移去 4 个 e-，同时形成 4 个 H＋。
ØCO２+2H２O* 光 叶绿体 (CH２O)+ O2*+ H２O
1.非循环式光合磷酸化
植物的光合作用PPT课件
叶绿体：CO2+H2O
产物 有机物和氧
光能 叶绿体
（CH2O)
+O2
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5
2、细菌光合作用 (Bacterial photosynthesis) 光、叶绿素
CO2 + H2S
CH2O + H2O+S
3、化能合成作用(Chemosynthesis) 化能合成细菌
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6
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7
叶绿醇则以酯键与在 第Ⅳ吡珞环侧键上的 丙酸结合
庞大的共轭体系,起着吸收 光能,传递电子,以诱导共 振的方式传递能量,但不参 与H的传递或氧化还原
H+,Cu2+可取代Mg
图3-3 叶绿素a的结构式
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16
⑵胡萝卜素和叶黄素：四萜类、有α- 、β-、γ- 三种异构 体。不溶于水，但能溶于有机溶剂。
双光增益现象（爱默生效应）
爱默生等发现，在用远红光（光波大于685nm ）照射条件下， 如补充红光（约650nm) ，则量子产额大增，比这两种波长 的光单独照射的总和还要多。这种两种光波促进光合效率的 现象，叫双光增益现象（爱默生效应）。
所以，认为光合作用包括两个光系统，后来证明确实如此。
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14
2、光合色素化学结构与性质 ⑴叶绿素（chlorophyll) 叶绿素不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有 机溶剂。其化学组成如下：
chla: C55H72O5N4Mg chlb: C55H70O6N4Mg
叶绿素是叶绿酸的酯。叶绿酸是双羧酸，其羧基中的 羟基分别被甲醇和叶绿醇所酯化。所以其分子式为：
粪吡啉原Ⅲ
有氧条
第三章植物的光合作用
1.细菌光合作用
能进行光合作用的细菌称之为光合细菌 。光合细 菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。其中蓝细菌的 光合过程与真核生物相似，紫细菌和绿细菌则不能 分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原 剂。
例如:紫色硫细菌(purple-Sulfur bacteria)和绿色硫 细菌 (green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体，在 光下同化CO2：
色,这种现象叫荧
光现象,发出的光
叫荧光．
磷光现象: 当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍 能持续短时间的“余辉”，这种现象，叫磷
光现象，发出的光叫磷光。
荧光现象与磷光现象产生的原因 (一) 激发态的形成
通常色素分子是处于能量的最低状态－基态(ground state) 。 色素分子吸收了一个光子后，会引起原子结构内电子的重新 排列。
醇
(三)藻胆素
仅存在于红藻和蓝藻中，主 要有藻红蛋白、藻蓝蛋白和 别藻蓝蛋白三类，前者呈红 色，后两者呈蓝色。它们的 生色团与蛋白以共价键牢固 地结合。 藻胆素分子中的四个吡咯环 形成直链共轭体系，不含镁 也没有叶绿醇链。藻胆素也 有收集光能的功能。 由于类胡萝卜素和藻胆素吸 收的光能能够传递给叶绿素 用于光合作用，因此它们被 称为光合作用的辅助色素。
镁卟啉
亲水的“头部”
颜色来源
叶醇基(双萜)
亲脂的尾部
(二) 类胡萝卜素
种类：胡萝卜素和 叶黄素
紫罗兰酮环
溶解性：有机溶剂
颜色：胡萝卜素呈橙 黄色，叶黄素呈黄色 功能：收集光能，防 护多余光照伤害叶绿 素
结构式：C40H56，常 见的为β-胡萝卜素， 叶黄素是胡萝卜素衍 生的醇类，C40H56O2
2. 发射荧光与磷光 激发态的叶绿素分子回至基态时，以光子形式释放 能量。 处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的 光称为荧光(fluorescence)。
能进行光合作用的细菌称之为光合细菌 。光合细 菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。其中蓝细菌的 光合过程与真核生物相似，紫细菌和绿细菌则不能 分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原 剂。
例如:紫色硫细菌(purple-Sulfur bacteria)和绿色硫 细菌 (green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体，在 光下同化CO2：
色,这种现象叫荧
光现象,发出的光
叫荧光．
磷光现象: 当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍 能持续短时间的“余辉”，这种现象，叫磷
光现象，发出的光叫磷光。
荧光现象与磷光现象产生的原因 (一) 激发态的形成
通常色素分子是处于能量的最低状态－基态(ground state) 。 色素分子吸收了一个光子后，会引起原子结构内电子的重新 排列。
醇
(三)藻胆素
仅存在于红藻和蓝藻中，主 要有藻红蛋白、藻蓝蛋白和 别藻蓝蛋白三类，前者呈红 色，后两者呈蓝色。它们的 生色团与蛋白以共价键牢固 地结合。 藻胆素分子中的四个吡咯环 形成直链共轭体系，不含镁 也没有叶绿醇链。藻胆素也 有收集光能的功能。 由于类胡萝卜素和藻胆素吸 收的光能能够传递给叶绿素 用于光合作用，因此它们被 称为光合作用的辅助色素。
镁卟啉
亲水的“头部”
颜色来源
叶醇基(双萜)
亲脂的尾部
(二) 类胡萝卜素
种类：胡萝卜素和 叶黄素
紫罗兰酮环
溶解性：有机溶剂
颜色：胡萝卜素呈橙 黄色，叶黄素呈黄色 功能：收集光能，防 护多余光照伤害叶绿 素
结构式：C40H56，常 见的为β-胡萝卜素， 叶黄素是胡萝卜素衍 生的醇类，C40H56O2
2. 发射荧光与磷光 激发态的叶绿素分子回至基态时，以光子形式释放 能量。 处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的 光称为荧光(fluorescence)。
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主要是叶片。
细胞中的叶绿体。
光合作用 的能源
可见光中 380----720nm波长光
光合作用的 特点
是一个氧化还原反应
1.水被氧化为分子态氧；
2.二氧化碳被还原到糖水平；
3.同时发生日光能的吸收、转化和贮藏。
二 光合作用的意义
(1)制造有机物质的主要途径； 5.0×1011t /地球/1年
(2)大规模地将太阳能转变为贮藏的化学能，是巨大的能量转换系统；
基质多种酶
Rubisco约占1/2
类囊体色素和酶
ATP合酶
基粒
内膜 外膜
与作用
1
(橙黄色)
吸收 蓝紫光,
11
2
保护
(黄色)
3
(蓝绿色)
吸收 红光、
3
1
蓝紫光
(黄绿色)
叶绿素a，不溶于水，溶于有机溶剂。
双羧酸酯，一个为甲醇酯化，一个为叶绿醇酯化。
四个吡咯环构成卟啉环头，环中央络合一个Mg原子，Mg偏正电荷，N带负
CO2、O2、H2O等能自由通过； 甘氨酸等可通过载体转运， 蔗糖等则不能通过。
间质 ：基质(stroma)，碳同化反应场所。
含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA、核糖体等。 含淀粉粒（储存淀粉）和质体小球（嗜锇颗粒，储存淀粉） 。
类囊体 (基粒grana ～ 、基质～) ：
类囊体膜又称光合膜（photosynthetic membrane）。 收集、传递光能，引起光反应。
叶绿素a和b吸收光谱主要在兰紫光区（430-450）和红光区（640-660）. 胡萝卜素和叶黄素在兰紫光（400-500）区， 它们都不吸收绿光，所以叶片主要为绿色。
曲线2，叶绿素a； 曲线3，叶绿素b； 曲线5，β-类胡萝卜素；
主要光合色素的吸收光谱
叶绿素a和b吸收光谱差异 b偏中
不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。
光化学反应photo chemical reaction： 叶绿素吸收光能后十分迅速地产生氧化 还原反应的化学变化。光能 转化成化学能
光合单位 O2+ H+
两个光系统
红降现象
第三章植物光合作 用
第一节 光合作用的意义和研究历史
一、光合作用的概念
绿色植物利用光能，把CO2和H2O同化为有机物，并释放O2的过程。
光
CO2+2H2O
(CH2O)+O2+H2O
光合细胞
或绿色植物
广义
光
CO2+2H2A
(CH2O)+2A+H2O
光养生物
光合作用 的部位
植物的绿色部分 （叶茎果等），
场所：前质体或叶绿体；
开始：谷氨酸；
步骤：4阶段；
被子植物需光。
5.影响叶绿素合成的条件
（1）光照
光是影响叶绿素形成的主要条件.可见光中各波长的光都能促进叶绿素的 合成。弱光、遮光或黑暗，黄化。离体叶绿素在强光下易分解。
(2）温度
温度通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成。最低、最适、最高温度24、30、40℃。低温抑制叶绿素合成；高温导致其分解。
1883年，德国 Engelmann 水绵、丝状绿藻、螺旋带状叶绿体、好氧游动的细菌 向着红光和蓝光区域聚集。
棱镜---不同波长的光
光照到物体表面后， 该物体又将这种颜色的光反 射出来， 就是我们所见到的颜色。
对植物而言， 除了部分橙光、黄光 和大部分绿光被反射外，
其他的基本上都被叶绿色分 子吸收了，所以植物的叶片 呈现绿色。
二、原初反应 (primary reaction)
从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程， 它包括光能的吸收、传递与光化学反应。在类囊体膜上光系统进行。 光合单位=聚光色素系统+反应中心光和单位
聚光色素（天线色素）：收集光能 反应中心：reaction centre
PSI 和PSII
电荷。
亲水头部有极性，位于色素蛋白内。
亲脂尾巴，插入类囊体，叶绿素定向排列。
叶绿素b
叶绿素a 叶绿素b
C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg
由a氧化生成，
结构与a相似。
大部a和全部b，收集和传递光能。 特殊a对将光能转化为化学能。
类胡萝卜素：
1胡萝卜素和2叶黄素
不溶于水，
溶于有机溶剂。
2.吸收光谱
3.荧光与磷光
叶绿素溶液在透射光下为翠绿色，在反射光下呈现棕红色， 称为荧光现象； 缺电子受体导致。
荧光出现后，立即中断光源，继续辐射出极微弱的红光， 这种光称为磷光，这种现象称为磷光现象。
光子照射到某些生物分子，电子跃迁到更高的能量水平-激发态。
叶绿素分子是一种可以被可见光激发的色素分子， 在光子驱动下发生的得失电子反应是光合作用过程中最基本的反应。
荧光与磷光
Kautsky是公认的叶绿素荧光诱导现象的发现者。
1931年，Kautsky和Hirsch将暗适应的叶子照光后， 发现叶绿素荧光强度随时间而变化： 叶绿素荧光迅速升高到最高点， 然后下降， 最终达到一稳定状态，
整个过程在几分钟内完成。
蓝光 红光
三线态
4.生物合成（了解）
以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，经一系列酶的催化，首先形成无色的原叶绿 素，然后在光下被还原成叶绿素。
吸收二氧化碳、 同时放出氧气
12
3 1. 蜡烛易熄灭、
2. 蜡烛
小白鼠易窒息而死； 不容易熄灭；
3. 小白鼠 不易窒息而死。
第二节 叶绿体与光合色素
一、叶绿体(chloroplast)与光合色素
1. 叶绿体结构：非选择性，分子量小于10 000的蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。 内膜：选择性，控制物质进出，维持叶绿体内微环境。
7.9×1021 J /地球/1年 地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些贮藏的化学能作为生命活动的 能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿 色植物通过光合作用储存起来的。
(3)吸收CO2，放出O2，净化空气，是大气中氧的源泉。
1771 年 英国的普利斯特莱（J.Pristly） 通过植物和动物之间进行气体交 换的实验， 第一次成功地应用化学的方法研 究植物的生长，得知
(3) 矿质元素 （4）水分
第三节 光合作用的机理
能量 变化
能量 物质
转变 过程
反应 部位
光能 量子
原初反应 PSⅠ，PSⅡ
电能
活跃的 化学能
稳定的 化学能
电子 电子传递
ATP NDAPH2
光合磷酸化
碳水化 合物等
碳同化
类囊体
类囊体膜
叶绿体基质
一、光反应和碳反应 light reaction carbon reaction
细胞中的叶绿体。
光合作用 的能源
可见光中 380----720nm波长光
光合作用的 特点
是一个氧化还原反应
1.水被氧化为分子态氧；
2.二氧化碳被还原到糖水平；
3.同时发生日光能的吸收、转化和贮藏。
二 光合作用的意义
(1)制造有机物质的主要途径； 5.0×1011t /地球/1年
(2)大规模地将太阳能转变为贮藏的化学能，是巨大的能量转换系统；
基质多种酶
Rubisco约占1/2
类囊体色素和酶
ATP合酶
基粒
内膜 外膜
与作用
1
(橙黄色)
吸收 蓝紫光,
11
2
保护
(黄色)
3
(蓝绿色)
吸收 红光、
3
1
蓝紫光
(黄绿色)
叶绿素a，不溶于水，溶于有机溶剂。
双羧酸酯，一个为甲醇酯化，一个为叶绿醇酯化。
四个吡咯环构成卟啉环头，环中央络合一个Mg原子，Mg偏正电荷，N带负
CO2、O2、H2O等能自由通过； 甘氨酸等可通过载体转运， 蔗糖等则不能通过。
间质 ：基质(stroma)，碳同化反应场所。
含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA、核糖体等。 含淀粉粒（储存淀粉）和质体小球（嗜锇颗粒，储存淀粉） 。
类囊体 (基粒grana ～ 、基质～) ：
类囊体膜又称光合膜（photosynthetic membrane）。 收集、传递光能，引起光反应。
叶绿素a和b吸收光谱主要在兰紫光区（430-450）和红光区（640-660）. 胡萝卜素和叶黄素在兰紫光（400-500）区， 它们都不吸收绿光，所以叶片主要为绿色。
曲线2，叶绿素a； 曲线3，叶绿素b； 曲线5，β-类胡萝卜素；
主要光合色素的吸收光谱
叶绿素a和b吸收光谱差异 b偏中
不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。
光化学反应photo chemical reaction： 叶绿素吸收光能后十分迅速地产生氧化 还原反应的化学变化。光能 转化成化学能
光合单位 O2+ H+
两个光系统
红降现象
第三章植物光合作 用
第一节 光合作用的意义和研究历史
一、光合作用的概念
绿色植物利用光能，把CO2和H2O同化为有机物，并释放O2的过程。
光
CO2+2H2O
(CH2O)+O2+H2O
光合细胞
或绿色植物
广义
光
CO2+2H2A
(CH2O)+2A+H2O
光养生物
光合作用 的部位
植物的绿色部分 （叶茎果等），
场所：前质体或叶绿体；
开始：谷氨酸；
步骤：4阶段；
被子植物需光。
5.影响叶绿素合成的条件
（1）光照
光是影响叶绿素形成的主要条件.可见光中各波长的光都能促进叶绿素的 合成。弱光、遮光或黑暗，黄化。离体叶绿素在强光下易分解。
(2）温度
温度通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成。最低、最适、最高温度24、30、40℃。低温抑制叶绿素合成；高温导致其分解。
1883年，德国 Engelmann 水绵、丝状绿藻、螺旋带状叶绿体、好氧游动的细菌 向着红光和蓝光区域聚集。
棱镜---不同波长的光
光照到物体表面后， 该物体又将这种颜色的光反 射出来， 就是我们所见到的颜色。
对植物而言， 除了部分橙光、黄光 和大部分绿光被反射外，
其他的基本上都被叶绿色分 子吸收了，所以植物的叶片 呈现绿色。
二、原初反应 (primary reaction)
从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程， 它包括光能的吸收、传递与光化学反应。在类囊体膜上光系统进行。 光合单位=聚光色素系统+反应中心光和单位
聚光色素（天线色素）：收集光能 反应中心：reaction centre
PSI 和PSII
电荷。
亲水头部有极性，位于色素蛋白内。
亲脂尾巴，插入类囊体，叶绿素定向排列。
叶绿素b
叶绿素a 叶绿素b
C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg
由a氧化生成，
结构与a相似。
大部a和全部b，收集和传递光能。 特殊a对将光能转化为化学能。
类胡萝卜素：
1胡萝卜素和2叶黄素
不溶于水，
溶于有机溶剂。
2.吸收光谱
3.荧光与磷光
叶绿素溶液在透射光下为翠绿色，在反射光下呈现棕红色， 称为荧光现象； 缺电子受体导致。
荧光出现后，立即中断光源，继续辐射出极微弱的红光， 这种光称为磷光，这种现象称为磷光现象。
光子照射到某些生物分子，电子跃迁到更高的能量水平-激发态。
叶绿素分子是一种可以被可见光激发的色素分子， 在光子驱动下发生的得失电子反应是光合作用过程中最基本的反应。
荧光与磷光
Kautsky是公认的叶绿素荧光诱导现象的发现者。
1931年，Kautsky和Hirsch将暗适应的叶子照光后， 发现叶绿素荧光强度随时间而变化： 叶绿素荧光迅速升高到最高点， 然后下降， 最终达到一稳定状态，
整个过程在几分钟内完成。
蓝光 红光
三线态
4.生物合成（了解）
以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，经一系列酶的催化，首先形成无色的原叶绿 素，然后在光下被还原成叶绿素。
吸收二氧化碳、 同时放出氧气
12
3 1. 蜡烛易熄灭、
2. 蜡烛
小白鼠易窒息而死； 不容易熄灭；
3. 小白鼠 不易窒息而死。
第二节 叶绿体与光合色素
一、叶绿体(chloroplast)与光合色素
1. 叶绿体结构：非选择性，分子量小于10 000的蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。 内膜：选择性，控制物质进出，维持叶绿体内微环境。
7.9×1021 J /地球/1年 地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些贮藏的化学能作为生命活动的 能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿 色植物通过光合作用储存起来的。
(3)吸收CO2，放出O2，净化空气，是大气中氧的源泉。
1771 年 英国的普利斯特莱（J.Pristly） 通过植物和动物之间进行气体交 换的实验， 第一次成功地应用化学的方法研 究植物的生长，得知
(3) 矿质元素 （4）水分
第三节 光合作用的机理
能量 变化
能量 物质
转变 过程
反应 部位
光能 量子
原初反应 PSⅠ，PSⅡ
电能
活跃的 化学能
稳定的 化学能
电子 电子传递
ATP NDAPH2
光合磷酸化
碳水化 合物等
碳同化
类囊体
类囊体膜
叶绿体基质
一、光反应和碳反应 light reaction carbon reaction