光合作用
第五节 光合作用a
由于叶绿素的含量 大大超过类胡罗卜 素，而使类胡罗卜 素的颜色被掩盖， 只显示出叶绿素的 绿色
由于叶绿素比类胡 罗卜素更易受到低 温的破坏，秋季低 温使叶绿素大量破 坏，而使类胡罗卜 素的颜色显示出来
四、光合色素的提取和分离
1、实验原理 提取：色素能溶解在无水乙醇（丙酮）中 （注:叶绿体色素不溶于水中） 分离：色素在层析液中溶解度不同，使四种
叶 绿 体 色 素 吸 收 光 谱
400
叶 绿 素 a
叶 绿 素 b
类 胡 萝 卜 素
500
600
波长/nm 700
练一练
1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关 叶绿体的叙述正确的是(
A
)
A.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
CO2
叶绿体
氨基酸 脂质 蛋白质
淀粉
三碳糖
三碳糖 其他代谢 细胞呼吸
蔗糖
五、光合作用的过程：（小结）
H2O
水的光解
O2 2C3 NADPH CO2
叶绿体 中的色素
ATP
多种酶 参加催化
C5 C5的再生 三碳糖
碳反应 Q：请根据图中的内容，说说光合作用的过程。
CO2 吸 收 量
C1
a
光补偿点：光合 作用吸收的CO2 和呼吸放出CO2 相等时的光强度。
b 光饱和点：光合 作用达到最强时 所需的最低的光 强度。
C2：光饱和点
叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素
色素
3/4
叶绿素b （黄绿色）
胡萝卜素(橙黄色) 类胡萝卜素 1/4 叶黄素（黄色）
光合(1)好
总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合 作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
讨论： 影响光合作用的因素有哪些？
二氧化碳浓度
光合作用强度
0
光照强度
对光合作用的影响 光
在一定范围内，光合作用强度随光照强度增强而增强： 光照增加到一定强度，光合作用强度不再增加。
在相同光照强度下，红橙光和蓝紫光下光合作用强度 较大，绿光最差。 CO2 CO2浓度很低，光合作用不能正常进行，在一定范围 浓度 内，光合作用强度随CO2浓度增强而增强： CO2浓度 增加到一定强度，光合作用强度不再增加。
1、用18O分别标记H2O和CO2。 2、给第一组植物提供H 218O和CO2，检测光合作用释 放的氧气，发现氧气具有放射性。 3、给第二组植物提供H2O和C18O2，检测光合作用产生 的氧气，发现氧气不具有放射性。 结论：光合作用释放的氧全部来自水
复习
光合作用的场所——叶绿体
讨论： 叶绿体具有什么结构来保证光合作用的进行？
活跃化学能 稳定化学能
能量变化
联 系
光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应是 光反应的继续，为暗反应提供ADP和Pi。二 者紧密联系、缺一不可。
光合作用的意义
为几乎所有生物的生存提供了物质来源； 为几乎所有生物的生存提供了能量来源；
维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定；
对生物的进化具有重要作用。
叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
为什么反应式的两边都有水？
为什么夏天大多数树叶呈 绿色？而秋天却变黄了？
光反应和暗反应的比较
光反应
场所 条件 物质 变化
叶绿体的囊状结构上 光、色素、酶 水的光解 ATP的生成
光合作用
1771年，普里斯特利 （英）的实验
1771年英国普利斯特利实验 （证明植物可以更新空气）
Ａ
思考题：
1、小鼠
Ｂ
光照下，一段时间后
生活、 蜡烛燃 烧需要 什么气 体？
2、这个
Ｃ
实验说 明什么 问题？
Ｄ
设计一个实验证明绿色植物在光 下制造淀粉。
1864年德国萨克斯实验 （证明绿叶在光下制造淀粉）
该实验的巧妙之处：
1．实验材料选用水绵和好氧性细菌。 因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧 性细菌可确定释放氧气的部位。 2．选用黑暗并且没有空气的环境。 排除了氧气和光的干扰。
3．先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在 光下。 先选极细光束，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位， 相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水 绵细胞中释放氧的部位。而后用完全曝光的水绵与之做 对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并 且氧是由叶绿体释放出来的。
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的 巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分 子，还有许多进行光合作用的酶。
光合作用的全过程
H2O O2
水在光 下分解
光能
叶绿体中 的色素
[H]
ATP
酶 ADP+Pi 还原
2C3
多种酶参 加催化
CO2 固定 C5
（CH2O）
光反应过程
暗反应过程
什 么 叫 光 合 作 用 ？
光合作用：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， 并且释放氧气的过程。
1664年(比利时 )海尔蒙特实验
海尔蒙特的结论:建造植物的原料是水
每天浇水， 五年后 土重100千克 树2.5千克 土减少了0.1千克 树重84.5千克, 增加了82千克
高中生物必修一光合作用总结
高中生物必修一光合作用总结光合作用是高中生物这门课程中的一个重要内容，下面是店铺给大家带来的高中生物必修一光合作用总结，希望对你有帮助。
高中生物光合作用知识点一、捕获光能的色素叶绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类：叶绿素(约占3/4)：叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素(约占1/4)：胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)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。
白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。
因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。
二、实验——绿叶中色素的提取和分离1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液(有机溶剂如无水乙醇和丙酮)中，且他们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，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2 方法步骤中需要注意的问题：(步骤要记准确)(1)研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
(3)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?防止细线中的色素被层析液溶解。
(4)滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。
最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。
三、捕获光能的结构——叶绿体结构：外膜，内膜，基质，基粒(由类囊体构成)。
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。
类囊体在基粒上。
叶绿体是进行光合作用的场所。
它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。
四、光合作用的原理1、光合作用的探究历程：光合作用是指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。
光合作用碳的转移途径的证明方法
光合作用碳的转移途径的证明方法
一、光合作用碳的转移途径概述
光合作用是指在植物体内通过光能和其他物质的相互作用，使碳氧化物和水分解成氧气和糖的过程。
在光合作用过程中，碳从一种物质转移到另一种物质的过程称为碳的转移途径。
二、光合作用碳的转移途径的证明方法
要证明光合作用碳的转移途径，可以使用以下方法：
1、同位素法
在光合作用过程中，可以使用同位素法来观察碳的转移途径。
同位素法是指在生物体内添加一种具有较高质量的碳同位素，然后通过观察生物体内的反应产物来判断碳的转移途径。
例如，在植物体内添加同位素碳-13，然后观察植物体内产生的氧气中是否含有碳-13，从而可以得出结论：碳是通过糖分解过程产生的。
2、碳氧同位素法
碳氧同位素法是指在光合作用过程中使用同位素氧来观察碳的转移途径。
在植物体内添加同位素氧-18，然后观察植物体内产生的氧气中是否含有氧定生物体内的代谢物浓度，从而推断碳的转移途径。
此外，还可以使用荧光技术、红外光谱分析、超声波技术等方法来研究光合作用碳的转移途径。
三、总结
光合作用碳的转移途径是植物体内碳从一种物质转移到另一种物质的过程。
要证明光合作用碳的转移途径，可以使用同位素法、碳氧同位素法、碳同位素谱分析法等方法。
此外，还可以使用生化分析法、荧光技术、红外光谱分析、超声波技术等方法来研究光合作用碳的转移途径。
这些方法都可以为我们提供有关光合作用碳转移途径的实验证据，从而帮助我们更好地理解光合作用的过程。
解读《光合作用总量与净光合作用量》
解读《光合作用总量与净光合作用量》江西省新干中学李海保一、知识点归纳绿色植物每时每刻都进行细胞呼吸，当在光下测定植物光合强度时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和（表观光合强度）。
如下图：即在光下植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：1．光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。
2．光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）=实测植物CO2消耗量+细胞呼吸CO2释放量。
3．光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。
通常情况下，以下几种说法应分别代表不同的光合量。
⑴表示净光合量（表观光合量）①植物（叶片）“吸收”CO2量或实验容器内CO2的减少量②植物（叶片）“释放”O2量或实验容器内O2的增加量③植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量⑵表示总光合量（实际光合量）①叶绿体“吸收”CO2量②叶绿体“释放”O2量③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量⑶相关图形分析：甲图：表示光合作用强度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO2也不释放CO2，既不吸收O2也不释放O2，该图应对应于戊图中曲线的B点。
乙图：该图表示叶绿体中吸收的CO2除来自线粒体外还来自外界，此时应为光合作用＞呼吸作用，植物在外观上将表现为吸收CO2，同时向外界释放O2，该图应对应于戊图中的B点之后。
丙图：该图显示叶绿体不吸收CO2，即植物不进行光合作用，只有细胞呼吸（处于暗处），此时，植物释放的CO2=线粒体释放的CO2，植物外观上表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，该图应对应于戊图中的A点。
丁图：该图表示植物的细胞呼吸作用＞光合作用，即线粒体所释放的CO2，除一部分被叶绿体捕获用于光合作用外，还有一些CO2将释放到外界，此时植物的外观表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，该图应对应于戊图的AB段。
课件：光合作用呼吸蒸腾和气孔导度(LI-6400)测定方法
Light curve, 名命及做标记<enter>,按Y(使测量数据紧随上 述数据后)。设置光强（从高到低，光强间用1空格隔开。 高光强下点间隔大，低光强下点间隔小,常用2000 1500 1000 600 300 200 100 50 30 10 0，光强为0时为呼吸速率）， 设置测定时间间隔的最小值和最大值，设置叶室和参比 室间应进行自动匹配的CO2浓度，按Y开始自动测量。
二、实验内容和原理：
（一）改良半叶法测定光合作用
（二）熟悉仪器基本结构，及按装调试。
以榕树和蚕豆等植物为材料，用LI6400portable photosynthesis system测定它 们的光合作用、呼吸作用、蒸腾速率和气 孔导度及光-光合响应曲线，通过比较分析 其属于什么光合类型植物。
三、实验原理 Principles for measuring photosynthesis and respiration
实验5-6、植物光合和呼吸作用、气 孔导度和蒸腾速率的测定
• 一、实验目的和要求: • 了解改良半叶法、氧电极法测定光合作用
和呼吸作用的基本原理，掌握红外线CO2分 析仪法测定光合作用和呼吸作用，蒸腾速 率和气孔导度测定的基本原理; • 掌握用LI-6400测定光合作用、呼吸作用、 蒸腾速率和气孔导度的方法，测定光-光合 响应曲线的方法.
校正：把碱石灰管和干燥剂管旋至 “Scrub”,按F3（Calibration），关闭叶室， 选择‘IRGA zero’, 按<enter>,“Y”。校正到 |CO2|< 1μmol, |H2O|<0.1 m mol, (约20 分)，（CO2,每天应较正，H2O可以1周一 次）。按F5(Quit)和escape返回测定界面， 校正完成后碱石灰管到“by pass”， 。
第二课时光合作用探究历程和过程
4.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件 下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时 叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化 情况依次是( C ) A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
5.某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原 子，14C的转移途径是（ D） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类
6、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的 水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最 先（ D ） A.在植物体内的葡萄糖中发现 B.在植物体内的淀粉中发现 C.在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D.在植物体周围的空气中发现
五、化能合成作用
自养生物：能利用环境中的无机物合成有 机物来维持自身的生命活动。
O2
光合作用的概念：
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。
光合作用
光合作用的化学反应式：
光
14CO 2
+ H2
18O
(14CH2O) +
18O 2
叶绿体
二、光合作用的过程
光能 (CH2O) +*O2 CO2+H2*O 叶绿体
反应条件： 光能等
1843年 1864年 1880年 1939年
结论： 氧是由 叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合 作用的场所。 再次证明，光合作用需要 光照 。
五、1880年德国科学家恩格尔曼实验
公元前 3世纪 1648年
1771年
1779年
恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿 体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的 光照射水绵临时装片，结果见下图：
光合作用
四、光合作用影响因素
通过研究发现影响光合作用的主 要因素有： 1、光照强度 2、二氧化碳浓度 3、温度 4、矿质元素的供应 5、水分的供应
2．光合作用过程中，哪些过程需要酶的参与？
【提示】 光合作用中色素的吸收、传递、转化过程中不需要
酶的催化，而ATP的形成、(C2O)的固定、C3的还原离不开酶
的催化。
个性知识归纳
光能在叶绿体中的转换(中国地图版)
※光反应阶段与暗反应阶段的比较
项目 场所 区 条件 光反应阶段
类囊体的薄膜上 光、色素、酶
还是二氧化碳？还是两者兼而有之？同学们考
虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实
验呢？
用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别 成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验： 1、第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O 。
18O +H O 光照 C 2 2
O2
鲁 宾 、 卡 门 实 验
径。
卡尔文循环：CO2 → C3 → (CH2O)
三、光合作用的过程
光反应 暗反应
划分依据:反应过程 是否需要光能
吸 收
转 换
H2 O
2e 2H
吸
收
吸 收
转 换 光 反 应
叶绿素a（多数）、b, 叶黄素, 胡萝卜素
传递
特殊的叶绿素a
2e 2H
1/2O2
ADP+Pi ATP NADP+ NADPH
2．多因子分析
植物的光合作用：植物对光能的吸收和转换
4.3 电子传递 (photosynthetic electron transport)
4.3.1 光合链: 指定位在光合膜上的，由多个电子 传递体组成的电子传递总轨道。按照各电子传递体的 氧化还原电位高低排列，电子传递链呈侧写的Z形， 所以称Z链或Z方案(Z schSI复合体及一些其它可移动性电子传递体串联组成。 ●有二处是逆电势梯度，即P680至P680*，P700至P700*，这种逆电势梯度的“上 坡”过程由聚光色素吸收光能后推动，而电子传递都是顺电势梯度进行的。
Cytb6f复合体：是连接PSII与PSI两个光系统之间的色 素蛋白复合物，含有Cytf, Cytb6和Rieske铁硫蛋白 [(Fe-S)R]和亚基IV。 催化PQH2氧化，PC还原，并 将质子从膜外转到膜内。
Cytb6f介导的跨膜质子转移机理，还不完全清楚。一 个模式叫Q循环：PQH2电子交于Cytb6f时，一个e交于[Fe-S]蛋白传至Cytf，继续传给PC，另一个交 于Cytb6，Cytb6再将电子传于PQ，PQ接受两个电 子获得2个质子继续循环。 总结果：氧化1PQH2为PQ,向前传递2个电子，跨膜 运转4个H+.
●另一类是基质类囊体 (stroma thylakoid),又称 基质片层(stroma lamella)，伸展在基质中 彼此不重叠。
在类囊体膜上分布的蛋白复合物主要有：捕光色素蛋白复合物 （LHCII);光系统I（PSI);光系统II（PSII）；Cytb6/f 复合体； ATP合酶复合体以及其它与电子传递有关的因子。 它们按一定 的规律排列，有利于电子传递，H+的转移及ATP合成。
叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素。 高等植物：叶绿素a，b和类胡萝卜素。 红藻与蓝藻：叶绿素c,d和藻胆素。