有机物的制造--光合作用
生物-光合作用与能量转化
(CH2O)
CO2 C3
C5
②暗反应阶段 场所： 叶绿体的基质中
卡尔文循环：
条件： 物质
酶、ATP、NADPH CO2的固定：CO2＋C5 酶
2C3
CO2 → C3 → (CH2O)
变化
C3的还原：2C3
酶
(CH2O) 糖类
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
①光反应阶段
可见光 H2O 类囊体薄膜
类囊体膜
色 素酶
M
Pi ＋ADP
ATP
NAODPH 2 O2在类囊体腔内产生
H+ 蛋白M的作用: 运输H+
+ 催化ATP的合成
NADP+ 氧化型辅酶Ⅱ
场所：叶绿体内的类囊体薄膜上
NADPH 还原型辅酶Ⅱ
([H])
条物 变件质 化：光水、色的素光、解：酶NHA2DOPH光的能合成O2：+HH+++NADP还+ 原剂N、AD供P能H ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能) 酶 ATP
实验二：鲁宾和卡门实验 18O分别标记CO2和H2O ➢ 研究方法：同位素标记法（同位素示踪）
第
第
一
二
组
组
讨论
1.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O ，而并不来源于CO2。
该实验采用了如何对照？ 自变量？因变量？
相互对照（即对比实验）； 18O标记的物质 氧气的相对分子质量
第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化
二、光合作用的原理和应用 （一）光合作用的概念 实质： 合成有机物，储存能量
光合作用合成有机物
光合作用合成有机物
光合作用是植物生长过程中的重要物质交换过程，它可以将太阳能转化为化学能，使植物可以合成有机物。
这一过程中，光合作用最终可以将二氧化碳和水分子转化为糖分子，从而使植物可以合成有机物。
光合作用是一个复杂的过程，它可以将太阳能转化为化学能，使植物能够合成有机物。
首先，太阳辐射会被植物的叶绿素吸收，然后将太阳能转化成化学能，经过一系列的化学反应，最终将水分子和二氧化碳转化为糖分子，而这些糖分子又可以经过一系列的反应合成有机物，如糖类、蛋白质、脂肪等。
光合作用的反应过程中不仅可以合成有机物，而且可以释放大量的氧气，这使得植物有能力把二氧化碳转化为氧气，从而改善环境的空气质量。
此外，光合作用还可以使植物合成一些水溶性有机物，这些有机物可以为植物提供营养，这样植物就可以生长发育。
总之，光合作用是植物生长过程中的重要物质交换过程，它可以将太阳能转化为化学能，使植物可以合成有机物，同时也可以释放氧气，从而改善空气质量，提供植物营养，使植物得以发育和生长。
因此，光合作用在植物生长过程中发挥着重要作用。
光合作用(图文+动画)
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
2.分离绿叶中的色素 (1)原理：不同色素在层析液中的 溶解度不同，溶解度 高 的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。因而色 素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 (2)方法：纸层析法
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
2.分离绿叶中的色素
结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用， 放出氧气。
人们对光合作用原理的认识却经历了一个漫长的阶段
一、光合作用探究历程
1、1642年：比利时——海尔蒙特的实验 2、1771年：英——普利斯特利的实验 3、1779年：荷兰——英格豪斯的实验 4、1845年：德——梅耶 5、1864年：德——萨克斯的实验 6、1880年：美——恩吉尔曼的实验 7、20世纪30年代：美——鲁宾和卡门的 实验
第4节 能量之源—光与光合作用
一 捕获光能的色素和结构
.
正常苗
白化苗
正常幼 苗能进 行光合 作用制 造有机
养料
白化苗 不能进 行光合 作用， 无法制 造有机
养料
说明色素与光合作用有关
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
1.提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 无水乙醇 中。
(2)步骤 取材：称取5g新鲜绿叶
在以花叶冷水（该叶片白色部分叶肉细胞无叶绿体）为材料发现 叶片曝光一半的白色部分，经碘液处理后不变蓝 这样的结果意味着什么？能不能说明光合作用的场所就是叶绿体呢？
能说明光合作用的进行与叶绿体有关， 但不能直接证明叶绿体就是光合作用的场所
怎样才能直接证明光合作用的 场所是不是叶绿体呢？
6.恩吉尔曼的实验
8. 20世纪４0年代 卡尔文
光合作用
第三章植物的光合作用碳素营养方式的不同分为两大类：自养植物（antophyte）异养植物（heterophyte）第一节光合作用的概念与重要性光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
CO２+2H２O* 光绿色植物(CH２O)+ O2*+ H２O二、光合作用的重要性1. 把无机物转变成有机物光合作用制造了生物所需的几乎所有的有机物，是规模巨大的将无机物合成有机物的“化工厂”。
2. 蓄积太阳能光合作用积蓄了生物所需的几乎所有的能量，是一个巨大的“能量转换站”。
3. 环境保护维持大气中氧气和二氧化碳浓度保持基本稳定；臭氧（O3）层，滤去紫外光.所以，绿色植物的光合作用是地球上一切生命存在、繁荣和发展的根本源泉。
第二节光合作用的测定方法和指标一、测定方法光合作用的测定可以测定单位时间、单位植物材料反应物的减少或生成物浓度的增加（H2O 除外）。
即测定CO2浓度的减少，CH2O的积累和O2的释放。
三类方法测定CO2的吸收干物质的积累测定O2的释放（一）干物质的积累测定短时间内干物质的积累一般用半叶法。
（二）测定CO2的吸收常用红外线CO2分析仪（三）测定O2的释放一般用氧电极测定。
二光合作用的指标光合速率光合速率（photosynthetic rate）或光合强度（photosynthetic intensity ）：指植物在单位时间、单位叶面积（或叶鲜重）吸收CO2的量或释放O2的量。
单位：μmol/ m2.s。
光合生产率又叫净同化率（Net assimilation rate，NAR）：指每平方米叶面积在较长（一天或一周）时间内积累干物质的量。
常用于表示群体光合速率。
单位：克干重/m2.day。
光合势指单位土地面积上，作物全生育期或某一生育期内进行干物质生产的叶面积数量。
常用m2·d-1·ha-1表示。
第三节叶绿体和叶绿体色素一、叶绿体叶绿体是光合作用的场所，叶绿体色素在光能的吸收、传递和转换中起着重要作用。
光合作用是把什么能转化为什么能
光合作用是把什么能转化为什么能
绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气
的过程，称为光合作用。
光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释
放出能量。
1 光合作用能量转换绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能，贮存
在植物体中。
能量转化
光反应:叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP
中
碳反应（暗反应）:ATP 中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能
植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的
有机化合物中。
每年光合作用所同化的太阳能约为3x10 J，约为人能所需能量的10 倍。
有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。
光合作用的光抑制：
光照不足会成为光合作用的限制因素，光能过剩也会对光合作用产生不利
影响。
当光合机构接受的光能否超过所能利用的量时，会引起光合速率降低
的现象。
1 光合作用的发展17 世纪荷兰科学家Van Helmont 进行柳树盆栽试验。
证明柳树生长所需的。
光合作用
树 海带 人
蘑 菇
大肠杆菌
比一比：自养生物和异养生物 项目 自养生物 异养生物
定义 可以进行光合作用
所有直接或间接依靠 （或化能合成作用）， 光合产物生活的生物 把无机物合成有机物 的生物 人、动物、真菌和大 部分细菌
举例 植物、藻类和某些
细菌
根本 区别
能否直接利用无机物合成自身有机物
越多越棒哦！
20世纪30年代，美国鲁宾和卡门实验 （同位素标记法）
CO2
18O 2
C18O2
O2
A组
H2180
H20
B组
实验结论： 光合作用产生的O2来自于H2O
认一认：下列标号所代表的叶绿体结构名称？ 外膜 ①＿＿ 内膜 ②＿＿ 基质 ④＿＿
基粒 ③＿＿
类囊体膜 ⑤＿＿＿
猜一猜：在叶绿体基质中分布有光合作用所需的 酶 酶 ＿＿＿，在类囊体膜上分布有光合作用所需＿＿ 色素 和＿＿＿。
光照、高温、低温、强酸等条件下容易被破坏。
春夏的树叶
秋冬的树叶
练一练：
1．科学家研究发现，用“汽水”浇灌植物能 促进植物的生长，原因是“汽水”能（ ） A、加强呼吸作用 B、加强光合作用 B C、改良碱性土壤，调节pH值 D、加强植物蒸腾作用
2、绿色植物在下列哪组光照下，吸收的 光能最多（ ） A A、白光 B、红光 C、蓝紫光 D、绿光
作出假设: 光合作用释放的氧气来自于水
材料用具：试管2支、CO2、C18O2、H2O 、H218O、一定量 的小球藻、通气装置、放射性测定仪等。 （1）实验步骤： ①将小球藻分成数量相同的两组，标号A、B； H218O和CO2 ②给A组小球藻提供＿＿＿＿＿＿；给B组小球藻提供 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 等量的H2O和C18O2 ③将两组小球藻放在光线充足的适宜环境中培养一段时 间； 用放射性测定仪对两组实验中释放出的氧进行分析 ④＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 第一组释放的氧全部有放射性；第二组没有 （2）实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
光合作用知识点
光合作用的知识点同学们，万物生长靠太阳，那么世间万物是如何利用太阳能的呢，这就需要同学们对植物光合作用有更深入的了解。
首先我们先来看光合作用的概念，对光合作用的原理和实质来加深一下理解。
概念:绿色植物利用光能，通过叶绿体，把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物，释放出氧气，并且把光能转化成化学能，储存在有机物中，这个过程就叫光合作用。
光合作用反应式: 一定要牢记哦！！！在验证绿叶在光下制造淀粉的实验中：叶片见光部分遇到碘液变蓝，说明叶片的见光部分产生了有机物——淀粉，同时证明了光是光合作用的必要条件。
条件:光和叶绿体是不可缺少的条件，其中光能供给能量，叶绿体提供光合作用的场所。
实质:光合作用的实质上是绿色植物通过叶绿体．利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物(如淀粉)，并且释放出氧气的过程。
可以概括出两个方面：一方面把简单的无机物转化成复杂的有机物，并且释放出氧气，这是物质的转化过程；另一方面是在把无机物转化成有机物的同时，把光能转变成为储存在有机物中的化学能，这是能量的转化过程。
相信同学们已经掌握光合作用的原理和实质了，那么光合作用在实际的生产和生活中有怎样的意义和应用呢？意义:光合作用是一切生物生存、繁衍和发展的根本保障。
绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅能满足自身生长、发育和繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源，其产生的氧气是生物圈的氧气的来源。
影响光合作用的因素：(1)光照强度：光照增强，光合作用随之加强。
但光照增强到一定程度后．光合作用不再加强。
夏季中午，由于气孔关闭，影响二氧化碳的进入，光合作用强度反而下降，因而中午光照最强的时候，并不是光合作削最强的时候。
(2)二氧化碳浓度：二氧化碳是光合作用的原料，其浓度影响光合作用的强度。
温室种植蔬可适当提高大棚内二氧化碳的浓度，以提高产量。
(3)温度：植物在10℃～35℃、条件下正常进行光合作用，其中25℃～30℃最适宜，35℃以上光合作用强度开始下降，甚至停止。
光合作用
②区别：（见下表）
项目 光反应 暗反应
实质 光能→ 化学能，释放O2 同化CO2形成（CH2O)（酶促反应）
1.2 英文描述
Photosynthesis is the conversion of energy from the Sun to chemical energy (sugars) by green plants. The "fuel" for ecosystems is energy from the Sun. Sunlight is captured by green plants during photosynthesis and stored as chemical energy in carbohydrate molecules. The energy then passes through the ecosystem from species to species when herbivores eat plants and carnivores eat the herbivores. And these interactions form food chains．
4.1.4 细胞色素b6/f复合体（cyt b6/f complex）
可能以二聚体形成存在，每个单体含有四个不同的亚基。细胞色素b6（b563）、细胞色素f、铁硫蛋白、以及亚基Ⅳ（被认为是质体醌的结合蛋白）。
4.1.5 光系统Ⅰ（PSI）
能被波长700nm的光激发，又称P700。包含多条肽链，位于基粒与基质接触区和基质类囊体膜中。由集光复合体Ⅰ和作用中心构成。结合100个左右叶绿素分子、除了几个特殊的叶绿素为中心色素外外，其它叶绿素都是天线色素。三种电子载体分别为A0（一个chla分子）、A1（为维生素K1）及3个不同的4Fe-4S。