光合作用的过程与原理
光合作用的过程和应用
_的_空__气__。________
注：1785年，科学家发现
了空气的组成
•3
2、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的实验，又有何 新发现？
结论：_植_物__体__只__有__在 光下、植物有绿叶才
能更新污浊的空气。
甲
乙
•4
这一过程中，光起什么作用？ 光能到哪去了？
3、1845年，德国科学家梅耶
CO2+C5 酶 2C3
②C3的还原：
2C3 酶 （CH2O）+C5
[H] 、ATP
ADP+Pi
光能→
ATP中活跃的化学能→
ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反 应提供ADP 和Pi ，二者是缺一不可的整体CO2
18O2
第一组
H2O
第二组
H218O
结论：_光_合__作__用__释__放_的__氧__气__来__自_水______ •12
6、1948年美国的科学家卡尔文（M.Calvin） 等人的实验
他用14C标记的CO2追踪了光 合作用过程中碳元素的行踪， 探明了CO2中的碳在光合作用 中转化成有机物中碳的途径。 从而进一步揭示了光合作用中 复杂的化学反应。
有机物中
活跃的化学能 稳定化学能
光合作用光反应与暗反应的区别
项目 部位 条件
物质变化
能量转换 联系
光反应 叶绿体类囊体薄膜上
暗反应 叶绿体基质中
光、色素、酶、水
①水的光解 ： H2O 光 [H]+O2 ②ATP的合成 ：光 ADP+Pi+能量 ATP
酶
多种酶、ATP、[H]、CO2 ①CO2的固定：
光合作用的过程和应用
光合作用的过程和应用光合作用是生物体利用太阳能将二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气的过程，是地球上生物体能量得以转化和维持生命的重要途径。
光合作用是光能入化学能的转换过程，通常以光合作用的三个主要过程来描述：光能捕获、光化学转换和碳固定。
本文将详细介绍光合作用的过程以及其重要的应用。
1.光能捕获：植物细胞中存在叶绿素和其他色素，它们能够吸收太阳光的能量。
光能被吸收后，会激发叶绿素和其他色素中的电子，使其跃迁到一个较高的能级，并形成能够进行化学反应的激发态。
2.光化学转换：激发态的叶绿素和其他色素中的电子会通过电子传递链的过程，逐渐转移到反应中心复合物（如光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）中。
在反应中心复合物中，电子能够被转移到另一种分子中，这个分子被称为电子受体。
通过这样的电子传递过程，光能被转化为化学能，并储存在分子中。
3.碳固定：在光化学转换过程中，高能电子会通过电子传递链被最终转移到辅酶NADP+上，还原为辅酶NADPH。
同时，通过光化学转换产生的化学能还通过ATP合成酶催化剂，催化ADP和无机磷酸转化为ATP，即细胞内能量的储存分子。
这些ATP和NADPH所提供的化学能将用于碳固定。
在碳固定过程中，植物通过酶催化反应，将二氧化碳（CO2）转化为有机物（如葡萄糖和其他碳水化合物）。
1.植物生长和发育：光合作用是植物生长和发育的基础。
通过光合作用，植物能够合成出足够的有机物质，供给自身生长和维持生命所需的能量。
2.氧气产生：光合作用通过将水分解为氢离子和氧气，生成了大量的氧气。
这是维持地球大气中氧气含量的重要途径。
3.碳循环：光合作用通过将二氧化碳转化为有机物质，参与了碳循环过程。
有机物质的形成可以促进土壤有机质生成和维持土壤的肥沃度。
4.能源生产：通过光合作用，植物可以将太阳能转化为化学能，形成有机物质。
这些有机物质可以被人类利用作为能源，如生物质能和生物燃料。
5.环境净化：光合作用通过吸收二氧化碳和排放氧气，有助于调节大气中的气候变化。
光合作用原理是什么
光合作用原理是什么
光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质（通常是葡萄糖）的过程。
它是植物进行生长和维持生命活动的关键过程。
光合作用的原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 吸收光能：植物的叶片中含有一种叫叶绿素的色素，它能够吸收太阳光中的能量。
叶绿素吸收光的主要波长在蓝绿色和红橙色之间，所以植物的叶子通常呈现绿色。
2. 光能转化：当叶绿素吸收到光能后，它会传递给叶绿体中的其他分子，从而使得电子获得激发能量。
这些激发的电子将被传递到一个叫做电子传递链的化学结构中。
3. 产生ATP：在电子传递链中，激发的电子通过一系列复杂的化学反应，促使质子（氢离子）从叶绿体的一个区域转移到另一个区域，从而在叶绿体膜内建立了一个质子梯度。
4. 生成化学能：质子梯度的存在使得ADP（腺嘌呤二磷酸）和磷酸盐结合，形成高能量的分子ATP（三磷酸腺苷）。
ATP是能量储存分子，在植物细胞中被用于各种代谢活动。
5. 固定二氧化碳：另一个关键的反应是卡尔文循环，它的目的是将二氧化碳固定为有机物。
在卡尔文循环中，通过一系列反应，二氧化碳与已经产生的ATP和NADPH（一种另类的电子携带分子）反应，最终产生葡萄糖。
光合作用是一个复杂的过程，它需要许多不同的酶和辅助物质参与。
通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并且生成氧气作为副产物释放到大气中。
这个过程是地球上所有生物的能量来源之一，也是维持全球碳循环平衡的重要过程之一。
光合作用的5个实验步骤
光合作用的5个实验步骤光合作用是把无机物变成有机物的重要途径。
光合作用的5个实验步骤器材：天竺葵一盆、烧杯、锥形瓶、酒精灯、三脚架、石棉网、棉絮、镊子、白瓷盘、酒精、碘酒、厚一些的黑纸、曲别针。
光合作用的实验步骤：1、将天竺葵放在黑暗处一二天，使叶内的淀粉尽可能多地消耗掉。
2、第三天，取出放在黑暗处的天竺葵，选择几片比较大、颜色很绿的叶子，用黑纸将叶的正反面遮盖。
黑纸面积约等于叶片面积的二分之一，正反面的黑纸形状要一样，并且要对正，用曲别针夹紧。
把天竺葵放在阳光下晒4到6小时。
3、采下一片经遮光处理的叶和另一片未经遮光处理的叶，放在沸水中煮3分钟，破坏它们的叶肉细胞。
4、把用水煮过的叶子放在装有酒精的锥形瓶中，瓶口用棉絮堵严。
将锥形瓶放在盛着沸水的烧杯中，给酒精隔水加热，使叶绿素溶解在酒精中。
待锥形瓶中的绿叶已褪色，变成黄白色时，撤去酒精灯，取出叶片。
把叶片用水冲洗后放在白瓷盘中。
5、将叶片展开铺平，用1∶10的碘酒稀释液，均匀地滴在二张叶片上，观察现象。
光合作用的实验目的学习光强、光质、温度、二氧化碳浓度等外界条件对光合作用的影响。
光合作用的实验原理因为影响光合作用的内部及外部因素不断变化而相起，因此植物光合作用强度经常改变着。
影响光合作用的外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度。
影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶片的发育阶段等等。
一般而言，光强增加，光合作用强度增强。
但由于植物的生活习性不同，在光强增加相同的情况下，光合作用强度的增强程度并不相同，并且当光强增加到一定限度时，光合作用不再增加了。
因光合色素对不同性质的光的吸收值是不同的，因此不同颜色的光也会影响光合作用的强度，红光、蓝紫光光合作用强度大，其它颜色的光会使光合强度下降，绿光的光合强度几乎为零。
因温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应酶的催化活性，因此也会影响光合作用的强度。
一般而言，温度在0℃-35℃之间时，每增加10℃光合强度增加一倍；但超过40℃-50℃后，光合强度下降。
植物光合作用的调控机制
植物光合作用的调控机制植物是地球上最重要的生命体之一，其中最重要的功能之一就是光合作用。
光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物的过程，也是地球上能量的主要来源。
为了保证光合作用的正常进行，植物需要一系列复杂的调控机制。
这篇文章将介绍植物光合作用调控机制的一些基本知识。
一、植物光合作用的基本原理植物的光合作用过程十分复杂，但基本原理可以概括为：在光合作用反应中，植物利用光合色素吸收光能，并通过光合作用酶系将其转化为化学能，并最终合成各种有机物，包括碳水化合物、氨基酸、核酸和脂类。
光合作用的反应可以分为两步：光能吸收和光合作用反应。
光能吸收是指植物通过光合色素吸收太阳能的过程，而光合作用反应则是指将光能转化为化学能，然后将其转化为有机物的过程。
二、光合作用反应的调控机制为了保证光合作用的正常进行，植物需要一系列复杂的调控机制。
这些调控机制可以分为光合色素调控、反应中间体调控、光反应调控、碳代谢调控和环境调控等几个方面。
1. 光合色素调控植物色素分为叶绿素、类胡萝卜素和蓝绿色素等，它们都可以吸收不同波长的光线。
当光线照射到植物叶片上时，叶绿素分子就会被激发，产生能量，并和其他反应物发生反应，使光合作用得以进行。
2. 反应中间体调控在光合作用反应的过程中，一些化学反应必须依次进行，因此一些反应中间体的浓度也必须得到控制。
例如，如果光合作用反应中NADPH的浓度太高，就会导致反应被抑制。
而如果ATP的浓度不足，也会导致光合作用反应受到限制。
3. 光反应调控光反应指的是在光合作用过程中产生的ATP和NADPH等物质，这些物质是光合作用反应的重要产物。
当光能够被吸收并传递到产生ATP和NADPH的反应中心时，光反应就会进行，产生大量ATP和NADPH等物质。
光反应调控机制可以影响ATP和NADPH的产生速率，从而影响光合作用反应的进程。
4. 碳代谢调控碳代谢调控是指植物在光合作用过程中，如何控制碳的转化过程，以确保有机物的合成速率和碳补偿点的维持。
第2课时 光合作用的探究历程和过程
气外还有淀粉，同时还证明光是光合作用的必要条件。（自身对照
实验，自变量为光照，因变量为叶片的颜色变化）
思考:（萨克斯的实验） a．为什么对天竺葵先进行暗处理？
黑暗（饥饿）处理 是验证光合作用产 物和验证CO2是光合 作用原料实验的必 需操作。
暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 b．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
不足：没有考虑到光照的影响。实验缺少空白对照，说服
力不强。
3.1779年，英格豪斯实验结论：
普利斯特利的实验只有在阳光的照射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新污浊的空气。（1785年，由于发现了空
气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸
收的是二氧化碳。） 4.1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转化 成化学能储存起来。 5.1864年，德国植物学家萨克斯的实验证明：光合作用的产物除氧
物质和B物质的相对分子质量之比是（ C ）
A．1∶2 C．8∶9 B．2∶1 D．9∶8
6.（2012·正定模拟）请按时间先后顺序排列下列事件（ C ） ①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 ②美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧 气全部来自参加反应的水
③英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气
恩格尔曼 鲁宾 卡门
ห้องสมุดไป่ตู้
氧由叶绿体释放出来，叶绿体是 光合作用的场所
光合作用释放的氧来自水
卡尔文
CO2 中的碳转换成有机物的碳的途径
思考：光合作用的反应式 光能 CO2+H2O （CH2O）+O2 叶绿体 1.光合作用的原料：二氧化碳 、水 2.光合作用的产物：有机物、氧气 3.光合作用的条件：光能 4.光合作用的场所：叶绿体
光合作用的原理与机制
光合作用的原理与机制光合作用是生物体非常重要的代谢过程，它可以将光能转化为化学能，为生物体提供主要的营养物质。
在这个过程中，光能和化学能之间的转化牵涉到一系列的化学反应和生物学过程。
下面本文将介绍光合作用的原理和机制。
一、光合作用的原理光合作用的原理是将光能转化为化学能，这个过程涉及到光能的吸收、传递和利用等一系列过程。
光进入植物体后，会被叶绿素所吸收，这个过程中色素分子中的电子会被激发，并且随时会释放出来反应，进一步参与到合成 ATP 或 NADPH 的过程中。
光合作用的原理可以用化学式来表示：原料： 6 CO2 + 12 H2O + 光能产物： C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O上述方程式展示了光合作用中起重要作用的二氧化碳（ CO2）和水（ H2O）被光能利用之后，产生的产物是葡萄糖（ C6H12O6）和氧气（ O2）。
二、光合作用的机制光合作用涉及到的复杂生化反应流程，一般来说被分成了光反应和暗反应两个部分。
（1）光反应光反应是光合作用的第一个阶段，发生在类囊体中，其中 PS II 和 PS I 吸收光能并光激发能量，产生了光化学势能，并随着光合作用的进行不断传递。
当光反应发生时，PS II 会光激发电子，将光的能量转化为光化学能量，并将光激发的电子从水中分离出来，在光的刺激下，电子会通过电子传递的过程最终到达 PS I 中。
这些传输过程中需要丰富的物质作为辅助剂，如细胞色素 b6/f 复合物、质膜上的磷酸化系统等等。
在这个过程中，产生了强烈的阳离子和光化学势能，并允许光合作用所特有的生化反应得到维持。
（2）暗反应暗反应是光合作用第二个阶段，一般发生在叶绿体的基质中。
在这个过程中，NADPH 和 ATP 的生化势能，被用于 CO2 的固定和 Carbohydrates 的生成。
暗反应本质上是一种半独立的过程，因为它不依赖于光的能量，但是与光反应的互动使暗反应中的化学反应复杂且多样化。
光合作用中的电子传递过程
光合作用中的电子传递过程光合作用是指将光能转化为化学能的一系列化学反应，是所有生命能量的源泉。
在光合作用过程中，植物通过吸收太阳能量来合成糖类。
而电子传递是光合作用中至关重要的一环, 它将光能转化为化学能，同时也是光合作用的最终产物。
光合作用的原理光合作用是一种以光为能量的化学反应，主要发生在植物的叶片中的叶绿体内。
光合作用可以被分为两个基本阶段，即光反应和暗反应。
在光反应中，光能被吸收，并转化为化学能；在暗反应中，此过程会在半暗或暗中进行，包括卡尔文循环和光合糖类合成反应。
其中，电子传递过程是光反应不可或缺的一部分。
电子传递过程电子传递过程是指光线激发叶绿体后，释放出电子，并把这些电子转移到其他化学物质的过程。
电子首先从叶绿体的光反应中心中被激发出来，然后在电子传递链中传递。
在电子传递链中，电子的能量逐渐转移，直到最终到达还原剂，将还原剂还原为氢原子。
第一步：电子激发在光合作用的光反应阶段，光子会激发叶绿体中的色素分子，将其从低能到高能的状态。
这个过程激发了光合作用中的电子，使其处在高能状态。
这些高能电子最终被转移到一系列叶绿体复合物中的反应中心，以进行下一步反应。
第二步：电子传递链电子从反应中心传递到电子传递链中，一旦电子离开反应中心，反应中心中的在原子核中的另一个电子会被引入以填补电子空位。
这些电子通过一系列辅助色素分子和蛋白质进行传递。
在电子传递链上，电子的能量逐渐降低，并产生能量。
第三步：电子接受在电子传递链中，电子捐赠给了一个叫做还原剂的化学物质，使其被还原为氢原子。
氢原子可以与其他物质形成化学键，从而合成新的分子。
这些新分子最终会被用来在光反应和糖类合成反应中生产能量和生命。
而在光合作用中，最终产物为氧气和葡萄糖。
电子传递过程的重要性电子传递过程对植物的生存至关重要。
首先，这个过程可以通过把光能转化为化学能，使植物能够维持生命活动。
其次，在电子传递链中，高能电子会与低能电子结合，从而产生释放出的能量。
2023年高考生物一轮复习(新人教新高考) 第3单元 第6课时 光合作用的原理
第6课时 光合作用的原理 课标要求 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
1．探索光合作用原理的部分实验 时间/发现者内容 19世纪末 科学界普遍认为，在光合作用中，CO 2分子的C 和O 被分开，O 2被释放，C 与H 2O 结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年 科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔 (英国) 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H 2O ，没有CO 2)，在光照下可以释放出氧气1941年鲁宾、卡门(美国) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H 218O ＋CO 2―→植物―→18O 2，H 2O ＋C 18O 2―→植物―→O 2，得出光合作用释放的氧全部来自水1954年阿尔农(美国)在光照下，叶绿体可合成ATP ，这一过程总是与水的光解相伴随2.光合作用过程(1)光合作用过程图解项目光反应 暗反应 场所叶绿体类囊体的薄膜 叶绿体基质 条件光、色素、酶 酶、NADPH 、ATP 等 物质变化 (1)H 2O ――→光能酶O 2＋H ＋ (1)CO 2＋C 5――→酶2C 3(2)NADP ＋＋H ＋―→NADPH (3)ADP ＋Pi ――――→光能色素、酶ATP (2)2C 3――――――→ATP 、NADPH酶(CH 2O)＋C 5 能量变化联系光反应为暗反应提供NADPH 和ATP ，暗反应为光反应提供NADP ＋、ADP 和Pi 。
①源于必修1 P 103“思考·讨论”：尝试用示意图来表示ATP 的合成与希尔反应的关系。
提示 如图所示②源于必修1 P 103“相关信息”：水分解为氧和H ＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。
电子经传递，可用于NADP ＋与H ＋结合形成NADPH 。
NADPH 的作用是什么？提示 可作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。
光合作用 原理
光合作用原理
光合作用是指植物、藻类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生化过程。
它是构成生物圈的基础，对维持地球上生命的平衡起着至关重要的作用。
光合作用原理如下：
一、光能的吸收和转化
叶绿体是植物和藻类中执行光合作用的细胞器，内部含有叶绿素。
叶绿素可以吸收光线，并将光能转化为植物细胞可以利用的化学能。
吸收的光线能量取决于叶绿体内叶绿素分子的数目和类型。
二、光反应
叶绿体内的叶绿素利用吸收到的光能，在光反应中，将水分子分解成氧和氢离子，释放一定能量。
同时，叶绿体会将这些能量转化为ATP 和NADPH，这两种化合物是有机物合成的必需品。
三、暗反应
将ATP和NADPH带来的能量利用起来，合成有机物质的过程称为暗反应。
暗反应的步骤包括固碳、糖合成和再生三个阶段，其中较为关键的就是固碳过程。
固碳过程指的是将二氧化碳转化为能够用于合成有机物质的化合物的过程。
在暗反应过程中，主要产物是葡萄糖，其他生物物质也可以由葡萄糖进一步合成。
以上就是光合作用的原理。
通过光合作用，植物和藻类维持着自己的生物机体，同时也为整个生态系统提供了充足的有机物质以供其他生
物利用。
另外，光合作用还可以缓解大气层中过多的二氧化碳所造成的温室效应，具有重要的环境意义。
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光合作用的过程与原理
光合作用是指植物及一些原核生物利用光能将二氧化碳和水转化为
有机化合物的过程。
它是地球上所有生命的最主要能量来源，也是维
持地球生态平衡的重要过程。
光合作用的过程涉及多个环节，其中包
括光能的吸收、光合色素的激发、电子传递和化学反应等一系列过程。
下面将着重介绍光合作用的过程与原理。
1. 光能的吸收
光合作用的第一步是植物通过叶绿素等光合色素吸收光能。
叶绿素
主要吸收红光和蓝光，并反射绿光，使植物呈现绿色。
当光线照射到
叶绿素分子上时，光能会使其电子跃迁到一个高能态。
2. 光合色素的激发
通过光能的吸收，叶绿素分子中的电子会被激发到高能态，形成激
发态叶绿素。
这些激发态叶绿素会通过电子传递链传递能量，最终用
于驱动光合作用的化学反应。
3. 电子传递链
激发态叶绿素中的电子会经过一系列传递步骤，从一个叶绿素分子
传递到另一个。
这个过程中，电子释放的能量会被用于产生能量梯度。
其中的能量梯度是光合作用中存储化学能的关键。
4. 光化学反应
电子在经过电子传递链后，最终会被接收并转移到辅助色素和反应
中心的叶绿素分子上。
这个转移过程就是光化学反应的关键步骤。
在
反应中心的叶绿素分子中，电子会转移到接受体分子上，同时产生化
学能。
5. 光合作用产物的生成
光化学反应产生的化学能会用于将二氧化碳和水合成为有机化合物，主要是葡萄糖。
这一过程称为固定二氧化碳。
在固定二氧化碳的过程中，还需要ATP(三磷酸腺苷)等能量来源。
通过上述过程，植物能够将光能转化为化学能，进而合成有机化合物。
除此之外，光合作用还有助于氧气的产生，这正是地球上大气中
氧气含量丰富的原因之一。
总结起来，光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机化
合物的过程。
从光能的吸收到光化学反应的进行，光合作用涉及多个
环节并依赖于光合色素、电子传递链和化学反应等机制。
光合作用的
发生使植物得以生长和生存，同时也对地球的氧气含量和生态平衡起
到至关重要的作用。