光合作用
光合作用
2、过滤
在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布， 将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一个 试管中，及时用棉塞将试管中塞紧（防止挥 发）。
3、制备滤纸条并画线
画线要细、直、齐，使色素带平整、
不重叠。
4、点样：
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔 画的横线均匀画出一条细而直的滤液细 线。待滤液干后再画一次，共画3—4次。 重复画几次是使后来的色素带清晰
层析液
纸层析
种类：
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
叶绿素a
叶绿素b 叶绿体色素 类胡萝卜素 胡萝卜素 叶绿素
3/4 1/4
叶黄素
3、光能的捕获：
1880年，恩吉尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气 黑暗，用极细光束照射 完全暴露在光下 结论： 氧是由 叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合作用的场所。 光合作用需要 光照
5、层析
层析液不能触及滤线。
层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩 散，当扩散到细线时，色素便溶解在层 析液中，并随着层析液一起向上扩散， 而不同的色素溶解不同，扩散速度也不 同，所以将不同色素分离开。
6、观察实验结果
色素种类
胡萝卜素 叶黄素
色素颜色 色素含量 溶解度
橙黄色 黄色 最少 较少
扩散速度
H 2O (CH2O)
暗反应阶段（基质）
比较项目 反应条件
光反应
暗反应
[H] ATP 多种酶 叶绿体基质
光 色素 酶 反应场所 基粒囊状结构薄膜 ① 水的光解
①CO2的固定 区 CO2＋C5→2C3 H2O → [H]＋ O2 ②C3(CO2)的还原 物质变化 ② ATP的生成 别 [H] ADP＋Pi＋能量→ATP C3 (CH2O) ATP C5 能量变化 联 系
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）
光合作用2
20世纪40年代
卡尔文
4、光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能 光反应 暗反应
光合作用.swf
光合作用的过程：
2H2O
光解 吸收
O2 4[H]
酶
2C3
固定
CO2
可见光
色素分子
ATP 酶 ADP+Pi
还 原
能
多种酶 C5
(CH2O)
光反应
暗反应
原料和产物的对应关系： C CO2 （CH2O） H H2O O CO2
绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较 ：
光合作用 有氧呼吸
活细胞 细胞质基质、线粒体 氧气、酶 有机物
CO2、H2O
在哪些细 胞进行 反应场所 反应条件
含叶绿体的细胞 叶绿体 光、色素、酶
CO2、H2O
物质转化 能量转变
联系
有机物
光能转变为化学能储存 将有机物中的能量释放出 在有机物中 来，一部分转移到ATP中 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础— —有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可 被光合作用所利用
⑵CO2浓度对光合作用强度的影响
A点：CO2启动点， 即发生光合作用的 最低CO2浓度
光 合 速 率
B
C
AB段：随CO2浓度升高 A ，光合作用（暗反应）增强
CO2的浓度
B点：CO2饱和点，受限于C5含量、有关酶活性等
空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最 适浓度（1000mg/L）相差太远。
色素
酶
基质 含多种光合作用所必需
的酶
功能： 光合作用的场所。
1.下列标号各代表： ① 外膜 ② 内膜 ③ 基粒 ④ 类囊体膜 ⑤ 基质 叶绿体是进行 2.在④上分布有光合作用所需的 色素 和 酶 ，在⑤中也分布有光 光合作用 合作用所需的 酶 。 ⑤ 的场所。 ①
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。
初中生物实验探究---光合作用
探究：与植物光合作用有关的实验
实验 1 天竺葵的实验
①暗处理：把天竺葵放到黑暗处一夜（目的：让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部耗尽。
）
②对照实验：将一片叶子的一部分的上下面用黑纸片遮盖，然后移到阳光下照射。
（目的：做对照实验，看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
）
③脱色：几个小时后把叶片放进盛有酒精的小烧杯中隔水加热。
（目的：脱色，溶解叶片中叶绿素便于观察。
④染色：用清水漂洗叶片，再用碘液染色。
（现象：由于淀粉遇碘变蓝，观察到见光部分变蓝色，不见光部分不变色）结论：说明光照部分进行光合作用，制造有机物。
实验 2 光合作用产生了氧气
装置如下
实验结果：带火星的卫生香重新燃烧。
实验结论：绿色植物的光合作用放出了氧气。
实验 3 光合作用需要二氧化碳
实验装置如下：
实验要点：利用氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳的性质，设置如上装置。
实验结果：A 叶片在脱色处理后，滴加碘液，叶片不变蓝，B 叶片变蓝。
实验结论：二氧化碳是绿色植物光合作用的原料。
第4节 光合作用
→ 糖类中稳定的化学能
联系：光反应为碳反应提供NADPH和ATP
观察植物叶片横截面图 1、叶绿体的分布有何特点？ 2、反应物水、二氧化碳从何而来？ 3、产物氧气、有机物去向何处？
导管
气孔
保卫细胞
气孔
五、环境因素影响光合速率
（一）光合速率（光合强度）
1、检测指标—— 一定量的植物单位时间 释放氧气量、消耗二氧化碳量、生成干物 质量。
丙酮——提取色素； 层析液——分离色素； 石英砂——使研磨充分； CaCO3——防止色素破坏
• 2、若将新鲜的菠菜绿叶换成黄化叶片，实验 结果会是怎样的？
只有胡萝卜素和叶黄素的色素带
思考题 • 3、为何将滤纸条一端剪成尖的？为何色素 线要画3次？为何色素线不能触及层析液？
防止滤纸的边缘毛细现象造成的色素带弯曲；
（四）温度对光合速率的影响
小资料
• 20世纪初期，布莱克曼（英）发现，在光 强度高时，光合强度在一定温度范围内随 温度的升高而增加，但在光强度低时，光 合强度似乎与温度无关。 • 据此推测：光合作用包括一个依赖于光的 反应和一个与光无关的反应。 • 该现象原因：温度对光反应影响不大。
（五）影响因素的综合作用
CO2
O2
能量
能量
食物
三、光合作用的发现
• 17世纪上半叶，海尔蒙特实验
结论：水是使植物增重的主要物质
1771年,(英)普里斯特利的实验
结论：植物可以更新空气
• 1779年，（荷）英格豪斯发现普利斯特利的实验 只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才 能更新空气。 • 1785年，由于发现了空气的组成，才明确绿叶在 光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
3、间作、套种 ——增加光合作用面积
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
光合作用
A
CO2
B
H2O
光照射下 的小球藻
8O
A．１：２
B．２：１
Ｃ．９：８
Ｄ．８：９
光合作用的场所、动力、原料、产物：
1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水
2.动力：光
4.产物：糖类 氧气
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。
4、色素的作用：吸收、传递、转化光能 胡萝卜素（橙黄色） 类胡萝卜素
叶黄素（黄色） 主要吸收 蓝紫光 主要吸收 红光和蓝 紫光
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间， 从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域 是 [ ] A．红光和蓝紫光区域 B．黄光和蓝紫光区域 C．绿光和红光区域 D．黄光和绿光区域
光反应 片层结构薄膜 O2
叶绿素a ee活化叶绿素a H+
暗反应 基质 C3
ADP+Pi ATP
还 原 固定
CO2
NADP NADPH
C5
H2O
酶
(CH2O) 1、2H2O 4 H++4e-+O2
酶
1.CO2+C5
酶
2C3 (CH2O) C5
2、ADP+Pi
ATP
酶
3、NADP+H++e-
NADPH
b：左移，因为增大了原料CO2的浓度， 使光合作用强度增大，在比b点低的光照 强度下就达到光合作用强度等于呼吸作 用强度。 当CO2浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；
变式训练
⑴净光合速率、呼吸速率、 总光合速率在曲线中代表 的区域 ⑵若当植物缺乏Mg2+ 时图 中曲线a、b、c三点的位 置移动？