高中生物必修一光合作用——叶绿体和过程
光合作用的原理和过程
光合作用的原理和过程光合作用是指植物和一些细菌利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
它是地球上生物能量的主要来源，也是维持生态平衡的重要途径。
光合作用的原理和过程既复杂又精妙，下面将对其进行详细介绍。
光合作用的原理是依赖于植物细胞中的叶绿素。
叶绿素是一种绿色的色素，它能吸收太阳光中的能量。
光合作用主要发生在植物的叶片中的叶绿体中，其中叶绿体内含有大量的叶绿素。
当太阳光照射到叶绿素上时，叶绿素分子中的电子会被激发，从低能级跃迁到高能级。
这个过程中，太阳光的能量被储存在叶绿素分子中的高能电子中。
光合作用的过程可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的脉冲状体内，暗反应则发生在叶绿体的基质中。
在光反应中，光能被吸收后，叶绿体内的光能转化为化学能。
首先，光能被吸收后激发了叶绿素分子中的电子，这些激发的电子通过一系列的电子传递过程，将能量传递给最终接受者——细胞色素复合物I和细胞色素复合物II。
在这个过程中，电子丢失能量，同时释放出一部分能量。
接着，由于光反应的电子传递链创造了一个质子梯度，质子会从基质侧转移到脉冲状体内。
这个过程称为光化学势。
质子通过ATP合酶酶活性区，使ADP和磷酸转化为ATP，从而储存化学能。
在暗反应中，通过卡尔文循环，将光反应产生的ATP和NADPH转化为有机物质。
首先，二氧化碳通过气孔进入植物叶片，并在叶绿体的基质中与一种五碳分子——核糖1,5-二磷酸（RuBP）发生反应，形成一个六碳的中间产物。
这个中间产物随后分解为两个三碳的分子，称为3-磷酸甘油醛。
然后，通过一系列酶的催化作用，3-磷酸甘油醛经过多次循环，合成为葡萄糖和其他有机物。
光合作用的过程中，除了产生有机物质外，还产生了氧气作为副产物。
氧气通过气孔释放到空气中，为维持地球上的生态平衡起到重要的作用。
总结一下，光合作用的原理和过程是植物和一些细菌利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
它依赖于植物细胞中的叶绿素，其中光反应发生在叶绿体的脉冲状体中，暗反应发生在叶绿体的基质中。
高中生物“光合作用”高清PPT课件
十二烷基硫酸钠法测量暗反应
的速率
利用十二烷基硫酸钠法可以测量暗反应过程中产生的产物氧气，从而了解暗
反应的速率。
暗反应中的碳同化作用
暗反应中，通过碳同化作用，吸收的二氧化碳转化为3-磷酸甘油醛，进一步合成葡萄糖和其他有机物
质。
全过程的化学反应方程式
光合作用的全过程涉及多个反应，如光反应和暗反应，可以用化学反应方程
式总结。
氧气释放️
固定二氧化碳
光合作用提供了大部分地
光合作用是地球上氧气的
光合作用将大量的二氧化
球上生物所需的能量，是
主要来源，维持了全球生
碳转化为有机物质，帮助
生态系统的基础。
物的生存。
抵消温室气体效应。
叶绿体结构与光合作用
叶绿体结构
类囊体膜
基质
叶绿体是光合作用发生的主要
类囊体膜是叶绿体内部光反应
基质是叶绿体内部暗反应发生
位置，其中的叶绿体色素吸收
发生的地方，其中包含光合色
的区域，其中进行碳同化作
光能。
素。
用。
光合作用的基本过程
1
光反应
在光反应中，光能被吸收并转化为化
暗反应
在暗反应中，通过碳同化作用，使用
光反应产生的能量和载体，将二氧化
碳转化为有机物质。
2
学能，产生氧气和能量富集的载体。
光合色素的种类和作用
1
叶绿素
叶绿素是最重要的光合色素，能够吸收红、橙、黄、蓝、紫色光线。
2
类胡萝卜素
类胡萝卜素是橙色和黄色的色素，能够吸收蓝、绿色光线。
3
叶绿素b
叶绿素b是叶绿素家族的成员，能够吸收蓝、橙红色光线。
4
高中生物光合作用知识点总结
高中生物光合作用知识点总结一、光合作用的概念光合作用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，并且释放出氧气的过程。
简单来说，就是植物将光能转化为化学能并储存起来的过程。
二、光合作用的场所——叶绿体叶绿体是进行光合作用的细胞器。
它具有双层膜结构，内部含有类囊体薄膜，这些类囊体堆叠形成基粒，基粒和基质中都含有与光合作用有关的酶和色素。
叶绿体中的色素分为两大类：叶绿素（包括叶绿素 a 和叶绿素 b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）。
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
这些色素能够吸收、传递和转化光能，为光合作用提供能量基础。
三、光合作用的过程光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
1、光反应光反应发生在类囊体薄膜上，需要光的参与。
条件：光、色素、酶。
物质变化：（1）水的光解：水分子在光的作用下分解成氧气和H（还原型辅酶Ⅱ）。
（2）ATP 的合成：ADP 和磷酸在酶的作用下结合，利用光能转化的能量合成 ATP。
能量变化：光能转化为活跃的化学能（ATP 和H）。
2、暗反应暗反应发生在叶绿体基质中，有没有光都可以进行。
条件：酶、ATP、H。
物质变化：（1）二氧化碳的固定：二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物。
（2）三碳化合物的还原：在酶的作用下，三碳化合物接受 ATP 释放的能量并且被H还原，经过一系列的反应生成糖类等有机物和五碳化合物。
能量变化：活跃的化学能转化为稳定的化学能（有机物中）。
四、影响光合作用的因素1、光照强度在一定范围内，光照强度增强，光合作用速率加快；当光照强度达到一定值后，光合作用速率不再增加。
2、二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用的原料之一，在一定范围内，增加二氧化碳浓度可以提高光合作用速率。
3、温度温度通过影响酶的活性来影响光合作用速率，一般来说，在最适温度之前，随着温度的升高，光合作用速率加快；超过最适温度，光合作用速率会下降。
4、水分水是光合作用的原料之一，缺水会导致气孔关闭，影响二氧化碳的吸收，从而影响光合作用。
5.4.2光合作用的原理和应用(课件)-高中生物人教版(2019)必修一
光合作用的过程
• 光反应阶段
• 场所：叶绿体内的类囊体膜上
• 条件：光、色素、酶 • 物质变化
+
+-
H + NADP + 2e
→NADPH
• 水的光解：H2O
→光能 酶
[H]
+
O2
• ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能）→酶 ATP
• 能量变化：光能转变为AIP中活跃的化学能
光合作用的过程
• 光合作用产生的有机物中的碳，是否来自CO2呢？ • 20世纪40年代，美国科学家卡尔文 • 卡尔文循环（同位素示踪法）
光合作用原理的应用
• 实验器材 • 打孔器、 • 3个注射器 • 1个100W台灯、 • 4个小烧杯、新鲜绿叶、 • 富含二氧化碳的清水、皮尺
光合作用原理的应用
• 实验步骤 • 打出三十个小圆片。
光合作用原理的应用
• 注满水后，用手指堵住注射器前段的小孔并缓幔拉动活塞，让小 圆片内的气体逸出。步骤重复3次
→ •14CO2+ H2O 光能 （14CH2O）+O2
叶绿体
光合作用的过程 暗反应阶段：
[H]
还 原
2C3
多种 酶
CO2 C5
ATP 酶
ADP+Pi
光合作用的过程
• 暗反应阶段 • 场所：叶绿体的基质中 • 条件：多种酶、[H]、ATP • 物质变化 • CO2的固定：CO2+C5酶→ 2C3
光合作用原理的应用
• 探究：环境因素对光合作用强度的影响 • 影响光合作用强度的因素有哪些？ • 植物自身因素 • 环境因素： • 1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 • 如何测定光合作用强度？
高中生物-光合作用
方法与步骤：
（1）色素的提取：称取5g左右的绿色鲜叶，剪碎，放入研钵中。 加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙 （防止研磨中色素被破 坏）与10 ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液用漏斗进 行过滤。收集滤液于试管内并塞紧管口。
（2）制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成6cm长，1cm宽的滤 纸条，将滤纸条的一端剪去两个角，并在距这端1cm处用铅笔 画一条细的横线。 （3）画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地 画出一条细线。等滤液干燥后重复画2-3次。 （4）色素的分离（纸层析）：将适量的层析液倒入烧杯中，将 滤纸条（有滤液细线的一端朝下）斜靠烧杯内壁，轻轻插入层 析液中，随后用培养皿盖盖上烧杯。注意：不能让滤液细线接 触层析液。 （5）观察结果：
光合作用总反应式及各元素去向
五、光合作用的意义
（1）为生物生存提供了物质来源。 （2）为生物生存提供了能量来源。 （3）维持了大气中O2和CO2含量的相对稳定。 （4）对生物的进化有重要作用。 光合自养生物通过光合作用将光能转变为化学能， 是能源的主要来源途径。光合自养生物是太阳能的储 蓄者，生命世界最初的能量都是来源于太阳能。
叶绿体中的 色素提取液
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸 收蓝紫光。
叶绿素溶液
叶 绿 体 色 素 的 吸 收 光 谱
400
叶 绿 素 a
叶 绿 素 b
类 胡 萝 卜 素
500
600
波长/nm 700
实验表明：叶绿素a和叶 绿素b主要吸收红光和蓝 紫光，胡萝卜素和叶黄 素主要吸收蓝紫光。
1948年
卡尔文
CO2中的C转化成有机物中的碳
普利斯特利的实验：
蜡烛→不易熄灭
密闭玻璃罩+绿色植物+ 小鼠→不易窒息死亡
高中生物 第5章第3节 第1课时 叶绿体中的色素、光合作用的过程课件 北师大版必修1
(3)光反应与碳反应的比较
项目
光反应(准备阶段)
碳反应(完成阶段)
场所
叶绿体的类囊体膜上
叶绿体的基质中
条件 光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP＋ 多种酶、NADPH、ATP、CO2、C5
物质 (1)H2O→2H＋＋2e－＋12O2； 变化 (2)NADP＋＋2e－＋H＋→NADPH
(3)ADP＋Pi―→ATP
②物质变化
a．水在光下分解：水分子分解成氧和氢离子。氧直接以分子形式从
气孔中逸出；氢离子与NADP＋和电子结合形成
。
b．ADP和Pi形成ATP。
NADPH
③能量变化：光能→电能→ATP、NADPH。
(2)碳反应阶段
①场所：
。
叶绿体基质
②物质变化
a．CO2的固定：1分子CO2＋1分子五碳化合物
→2分三碳子化合物
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
解在C—O淀析光2的粉：下固是叶分定在绿解过叶体为程绿中[H发体的]和生基色O在质素2的叶中主合绿过要成体程分基发的布质生，在中在D类，类选囊C囊项选体体正项薄确的错膜。薄误上膜。，上光A，选合B项作选错用项误的错。产误H物2。O—
A．碳原子：CO2→C3→糖类 B．氢原子：H2O→ATP→糖类 C．氧原子：H2O→O2 D．氧原子：CO2→C3→糖类 解机物析，：HC2OO2光固解定产后生形[成H]C和3化O2合，物[H]，还C原3化C3合化物合还物原后形形成成(糖CH类2O(C)。H2O)等有 答案：B
3．叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能 的叙述，正确的是 ( )
高中生物光合作用化合物读法
高中生物光合作用化合物读法
一、光合作用基本过程
光合作用是植物、藻类和某些细菌在阳光下，经过光能将二氧化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程。
这个过程主要分为光反应和暗反应两个阶段。
二、叶绿体中的色素
叶绿体是光合作用的主要场所，其中含有绿色色素叶绿素和类胡萝卜素等。
叶绿素主要包括叶绿素a和叶绿素b，它们的化学结构决定了它们能够吸收阳光中的光能，并将光能转化为化学能。
三、光合作用的酶
光合作用过程中需要多种酶的参与，如ATP合成酶、NADPH合成酶等。
这些酶能够加速生化反应的进行，使植物能够高效地进行光合作用。
四、光合作用的产物
光合作用的产物主要是葡萄糖和氧气。
在光反应阶段，植物吸收光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖；在暗反应阶段，葡萄糖经过一系列的生化反应产生有机物。
同时，在这个过程中植物会释放出氧气。
五、光合作用的能量转换
光合作用的过程实际上是一个能量转换的过程。
在光反应阶段，植物吸收光能并将其转化为化学能，储存在葡萄糖中；在暗反应阶段，这些化学能被用来合成有机物。
因此，光合作用是将太阳能转化为化学能的过程。
六、光合作用的反应式
光合作用的总反应式可以表示为：6CO2 + 12H2O + 光能→C6H12O6 + 6O2。
其中，C6H12O6表示葡萄糖。
七、光合作用的条件
光合作用需要一定的条件才能进行，主要是光照、二氧化碳和水。
光照是光合作用的能量来源，二氧化碳是光合作用的原料之一，水也是光合作用中必不可少的反应物之一。
此外，适宜的温度和pH值也是保证光合作用正常进行的必要条件。
高中生物光合作用知识点总结
高中生物光合作用知识点总结光合作用是指在光的作用下，植物通过光合系统将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
对于高中生物学学习来说，理解和掌握光合作用的知识点是非常重要的。
本文将通过以下几个方面对高中生物光合作用的知识点进行总结。
一、光合作用的基本过程光合作用的基本过程包括光能的吸收和转化、光合电子传递和产生ATP、光合固定二氧化碳和合成有机物质这三个关键步骤。
1. 光能的吸收和转化植物叶绿素能够吸收太阳光中的可见光，在叶绿体中沿着叶片内的光合色素分子进行能量传递。
其中，叶绿素a是光合作用的主要色素。
2. 光合电子传递和产生ATP光合作用过程中，光合电子传递链将来自光合色素的能量转化为化学能。
首先，光能被叶绿体中的叶绿素a吸收后，释放出电子。
然后，电子经由一系列电子受体的传递，最终在叶绿体内质膜上产生了氢离子浓度梯度。
利用氢离子浓度梯度，质膜上的ATP合酶酶活性使ADP和磷酸转化为ATP，这一过程被称为光合磷酸化。
3. 光合固定二氧化碳和合成有机物质在固定二氧化碳和合成有机物质的过程中，碳固定发生在叶绿体中的叶绿体基质中，将CO2转化为六碳的化合物再分解为两个三碳的PGA。
而PGA经过一系列酶催化和能量输入，逐渐合成为糖类等有机物质。
二、光合作用的调节因素1.光照强度光照强度是影响光合作用速率的重要因素。
光合作用速率随着光照强度的增加而增加，但在一定范围内，速率会饱和。
2.二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用发生的重要底物，二氧化碳浓度的增加会促进光合作用速率的提高。
3.温度温度是影响光合作用速率的关键因素。
适宜的温度能够提高酶活性和化学反应速率，但过高或过低的温度都会对光合作用产生负面影响。
三、光合作用的产物和意义1. 氧气的产生光合作用产生的一个重要产物是氧气，这对地球上的生物有着重要的意义，维持了地球上的生态平衡。
2. 有机物质的合成光合作用还合成了植物体内的有机物质，如葡萄糖等，为植物的生长提供能量和物质基础。
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酶
光 能
电 能
活跃化学能 活跃化学能 （ATP、NADPH） （ATP、NADPH）
有机物中 稳定化学能
光反应为暗反应提供还原剂NADPH和能量ATP
联系
暗反应产生的ADP、Pi、NADP+为光反应补充原料
物质变化： 把CO2和H2O转变 成有机物 六、光合作用的实质 能量变化: 把光能转变成有机物 最基本的物质代谢和能量代谢 中的化学能
(CH20)
H2O
ADP+Pi
光反应 类囊体薄膜上
暗反应 叶绿体基质中
巩固
CO2中C的转移途径：
CO2
C3
H2O中H转移途径：
H2O NADPH
（CH2O） （C5）
（CH2O） 返回
一展身手
下图是利用小球藻进行光合作用时的实 验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质 量比是 （ C ）
A．1∶2 C．8∶9
ATP 合成 酶
类囊体膜
多 供氢 种 CO2 + NADP 酶 固定 CO2 H+ C3 的 参 还原 与 C5 ATP 催 供 能 + H 化 ADP+Pi
(CH2O)n
光反应
暗反应(卡尔文循环）
光合作用总反应式 (注意:元素来龙去脉)
光能 叶绿体
CO2+2H2O
(CH20)+H2O+O2
1、光反应阶段和暗反应阶段的比较
B．2∶1 D．9∶8
光合作用过程中，叶绿体中能量 转换的正确顺序为 （ C ）
A．活跃的化学能→ 光能→稳定的化学能 B. 稳定的化学能→活跃的化学能→光能 C．光能→活跃的化学能→稳定的化学能 D．光能→稳定的化学能→活跃的化学能
光
五、光合作用的过程
光合作用的过程分几个阶段?据什么分? 各阶段进行的场所在哪?为何？ 每个阶段进行的条件是什么? 各阶段的产物有哪些?能量如何转化？
光反应 暗反应
划分依据:反应过程 是否需要光能
光合作用过程
可见光
叶绿体基质
2C3
e
叶绿素a
氧化的 叶绿素a
NADPH
e O2 H+
H+ H+
H2 O H+
光合作用主要是由植物的哪个结构完成的？
①
1.下列标号各代表： 内膜 ① 外膜 ② ③ 基粒 ④ 类囊体膜 基质 ⑤ 2.在 类囊体膜 上分布有光合作用 所需的色素。 在 ③④⑤ ⑤ 中分布有 光合作用所需的酶。
②
③
④.
H20 C02
叶 光合 绿 作用 体
02
糖类(CH20) 等有机物
是能源 物质
叶绿素ｂ （黄绿色）
叶绿素
（含量约占
3/4）
想一想：为什么自然界中大多数植 物都是绿色呢？
叶绿体色素功能
选择吸收光能
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
光 能 吸 收 百 分 比
叶 绿 素 a
叶 绿 素 b
类 胡 萝 卜 素
为什么不管 阴天晴天植 物都能进行 光合作用？
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱图
蓝紫光、红橙光 叶绿素主要吸收__________________ 类胡萝卜素主要吸收________ 蓝紫光
色素对光能的选择性吸收的实验证明：
试分析影响叶绿素形成的因素：
矿质元素影响叶绿素的形成。 中文名称：叶绿素a
分子式： C55H72MgN4O5
如果土壤中缺Mg，缺N，植 物的叶片还是绿色吗？
四、叶绿体及色素
阅读教材，了解以下信息：
P65 P68 (不包括实验部分)
1、叶绿体主要分布在高等植物体的哪些部位？ 2、叶绿体呈何形状？具有哪些结构？ 3、叶绿体的这些结构中有哪些与光合作用有 关的物质？
（一）叶绿体的分布：
绿色植物的叶片
叶表皮的保卫细胞中 幼茎皮层
叶绿体是植物细胞特 有的细胞器,是否植物 体所有细胞中都有叶 绿体?
巩固
体验成功
H2O
方框内应该填什么?
B
１
A
光能
C
供氢 酶 供能
E
ATP
酶
３ 多种酶参
加催化
２
CO2
C5
F
H2O
D
４ 类囊体薄膜上
５ 叶绿体基质中
体验成功
H2O
方框内应该填什么?
O2
水在光 下分解
叶绿体中 的色素A
[H]
供氢
2C3
CO2固定
光能
ATP
酶
酶 供能
CO2
C3 多种酶参 还 加催化 原
C5
A.红色 C.白色
B.无色 D.蓝色
3.绿叶中叶绿体内的色素分布在
A.外膜 C. 内膜 B.类囊体薄膜 D.基质
B
思考：
叶绿体色素吸收光能后将如何转 化？植物吸收H2O和CO2后是如何合 成有机物并放出氧气的？
五、光合作用的过程
（重难点）
学习目标
1、理解光合作用的物质变化与 能量转换过程 2、光反应与暗反应的联系与区 别
韭 黄
韭 菜
蒜 黄
青 蒜
光
温度
七月
十月
一月
遗传 因素
高山积雪
(四)影响叶绿素形成的因素
温度 光 矿质营养 遗传因素
外因
内因
习题检测
1.在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低 植物光合作用的强度最好安装 B A.红光灯 B.绿光灯 C.白炽灯 D.蓝光灯
2、冬季大棚栽培蔬菜使用的塑料薄膜颜色最好是 （ B ）
光反应阶段
进行 部位 条件
暗反应阶段
叶绿体基质中
多种酶、ATP、NADPH
CO2的固定 CO2+C5 →2C3
酶
叶绿体类囊体薄膜上 光、色素和酶
水的光解 2H2O→4[H]+O2
形成ATP ADP+Pi+能量 形成NADPH
NADP+ +能量 变化
酶 ATP C 的还原 C (CH2O)+H2O 3 3 ATP、 [H] 酶 C 的再生 2C 2C5 5 3 NADPH
（二）叶绿体的结构：
内膜 B A 外膜
D 基粒
基质 C
（二）叶绿体的结构(板书) 双层膜
基质
物质运输、保护内容物
光合作用合成有机物的 场所 （含有多种酶）
类囊体 接受光能，产生氧气的场所
（含有多种酶及色素）
（三）叶绿体色素：
（橙黄色） 胡萝卜素
叶黄素
类胡萝卜素
（含量约占
（黄色）
1/4 ）
（蓝绿色） 叶绿素ａ