第三章第五节 光合作用
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(共42张PPT)
俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：
①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨有机物；
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三峡水电站所发出的电力。
绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？
太阳能
太阳的光能又是
通过什么途径进
入植物体内的？
以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量
直接或间接依靠自养生物的光合产物生活
植物、藻类、蓝细菌
——自养生物
人、动物、真菌和大部分细菌
——异养生物
1、光合作用的场所
叶绿体
（1）分布：
叶肉细胞（主要）
（2）形态：扁平的椭
圆形或球形
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
1、光合作用的场所
叶绿体
（3）结构:外膜、内
膜、基粒、基质
（4）酶:光合膜(类囊体的薄膜)和基质
色素:光合膜中
色素 酶
绿叶中会有哪些种类的色素呢？
它们分别是什么颜色的？
各种色素在绿叶的含量相同吗？
捕获光能的色素
实验:光合色素的提取和分离
一、实验原理:
1、色素能溶解在有机溶剂（无水乙醇）中，
使色素从生物组织中脱离出来。
2、各种色素都能溶解在层析液中，但溶解度不同。溶
解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度
小的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。
二、操作步骤：
提取色素
制备滤纸条
画滤液细线
分离色素
观察与记录
称取5g绿色叶片
去粗脉、剪碎，加少许SiO2和CaCO3
加10ml无水乙醇
充分迅速研磨
过滤
色素滤液
棉塞封口
研磨充分
防止色素被破坏
防止溶液挥发以及色素被空气氧化
得到色素浓度最大的溶液和防止乙醇挥发
将干燥的滤纸剪成长和宽略小于试管长和宽的
滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这
一端1cm处用铅笔画一条细的横线
防止色素溶于层析液中
使色素带平齐
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画细线，待
滤液干后，再画一次,共画3-4次。
防止丙酮挥发，污染空气
加大浓度，使色素带清晰
防止滤液线过粗而使色素带重叠
细、直、齐
将2ml层析液倒入大试管中，将滤纸条（有滤液细
线的一端朝下）轻轻插入层析液中，然后用软木塞
塞住试管口。注意：不能让滤液线触及层析液。
注意：实验后一定要用肥皂洗手。
1 本实验的关键是什么
2 从上到下滤纸条上有几条色素带 分别呈什么颜色 分别是哪种光合色素
(1)提取光合色素过程中,关键是迅速
(2)滤液细线要细,直,齐,颜色深是使本实验的结果明显,清晰的关键
(3)用纸层析法分离色素时,特别要注意滤液细线一定要高于层析液
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光
叶片为什么往往是绿色的呢？
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
色素
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素b
叶绿素a
吸收可见的太阳光
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
叶绿体中的色素
(橙黄色)
(黄色)
(蓝绿色)
(黄绿色)
1/4
3/4
小结
1.我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的
2.如果土壤缺镁,植物的叶片会出现什么异常变化呢
3.很多植物的叶片到秋天会变黄,少数植物的叶片会变红,这是什么原因呢
在黑暗条件下
叶片受损伤的程度不同,老叶先受损变黄,而幼叶暂时不会受到缺镁的损伤,依然鲜绿
秋天,温度变低,叶绿素的合成速度变慢或停止,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色
红叶是由液泡中的花色素引起的
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，并且释放氧气的过程。
光合作用的定义:
C6H12O6+6O2
6CO2+ 6H2O
光能
叶绿体
返回
光合作用氧来源的探究
光合作用的反应式：
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
叶绿体
释放的氧气来源于参加反应的水
为什么反应式的两边都有水？
释放的氧气来源于参加反应的水
光合作用的过程
光反应
碳反应
光反应包括许多反应，其中最重要的是发生在两种叶绿素蛋白质复合体（称为光系统I和光系统II）中的电子被光激发的反应。
光系统Ⅱ
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体
光能
叶绿素中低能电子激发并呈高能状态，色素缺失电子
失能电子进入光系统Ⅰ
ATP
水分解供电子
ADP+Pi
获能
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体
光能
叶绿素中低能电子被激发并呈高能状态，色素缺失电子
NADP+与H+接受2个高能电子生成NADPH
光系统Ⅱ提供电子
光系统Ⅰ
H2O
类囊体膜
酶
Pi ＋ADP
ATP
1.光反应阶段
光、色素、酶、 H2O
叶绿体内的类囊体薄膜上
H2O 1/2 O2 +2H+ + 2e-
光能
ADP＋Pi ＋能量 ATP
酶
条件 ：
场所：
[H]
水的光解：
ATP的合成：
物质变化：
NADPH的形成：
NADP + +2H+ + 2e- NADPH
酶
能量转变：光能转变为NADPH、 ATP中活跃的化学能
核酮糖二磷酸
三碳糖磷酸
卡尔文循环：二氧化碳还原为糖的一系列反应
1、物质转化：
2、能量转变：
3、条件：
4、场所：
3CO2+3C5 6三碳酸
NADPH
NADP+
ATP
ADP
6三碳糖
1三碳糖
5三碳糖
ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能
ATP、NADPH和多种酶和CO2
叶绿体基质
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
CO2
三碳糖
淀粉
脂 质
氨基酸
蛋白质
三碳糖
其他代谢
细胞呼吸
蔗 糖
光反应阶段与碳反应阶段的比较
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区
别 场所
条件
物质变化
能量转换
联系
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
光、色素、酶、 H2O
酶、NADPH 、ATP、 CO2
①水在光下裂解
光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能
ATP 、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
CO2+C5 2三碳酸
酶
①CO2的固定：
②ATP的合成
1、光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应的进行提供NADPH和ATP
2、碳反应是光反应的继续,碳反应利用NADPH和ATP将CO2还原成三碳糖
②C3的还原：
2三碳酸 三碳糖
NADPH、ATP
酶
C5
③NADP+被还原成NADPH
ADP+Pi+能量 ATP
酶
H2O 1/2O2+2H+ +2e-
光
当光合作用的广反应过程被阻断，你认为碳反应会停止吗？反过来，当碳反应过程被阻断，光反应会怎样变化？
光合作用 细胞呼吸（需氧呼吸）
区别 发生部位
反应场所
条件
物质变化
能量变化
实质
代谢类型
联系
主要为含有叶绿体的植物细胞
所有活细胞
光、色素、酶
酶
叶绿体
细胞溶胶、线粒体
无机物→有机物
有机物→无机物
光能→有机物中稳定的化学能
有机物中稳定的化学能→
ATP中活跃的化学能和热能
合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
同化作用
异化作用
光合作用的产物作为细胞呼吸的物质基础，细胞呼吸产生的二氧化碳和水可被光合作用所利用
三、光合作用和细胞呼吸的比较
四、环境因素影响光合速率
1）光照
2）温度
3）二氧化碳浓度
光合速率或称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C
释放
CO2
1)影响光合速率的因素—光
（1）光照强度
例：用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是
A．绿色罩 B．红色罩
C．蓝色罩 D．紫色罩
（2）光质
自然光(白光)最好,红光和蓝紫光次之,绿光最差
光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。
2)影响光合速率的因素——温度
光
合
作
用
速
率
CO2浓度
3)影响光合速率的因素————二氧化碳浓度
规律:
在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。
例：
例：下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析回答：
1．为什么7～10时的光合作用强度不断增强？
2．为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？
3．为什么14～17时的光合作用强度不断下降？
1．7～10时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。
2．12时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。
3．14～17时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。
N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分
P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分
4) 矿质营养
5) 水
水作为反应物能影响光合作用，但作为原料的
水仅占到了植物吸收水的1%~5%。绝大部分
的水以蒸腾作用散失掉。当蒸腾作用过强而使
水分缺乏时，可以使叶片上的气孔关闭，从而
影响CO2的进入，降低光合作用。
1、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利
A.昼夜恒温25℃
B.白天温度20℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度30℃，夜间温度15℃
D
2、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是
A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度
C、增强光照 D、调节室温
A
练习
3、在光合作用的碳反应过程中，没有被消耗掉的是（ ）
A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2
B
4、与光合作用光反应有关的是（ ）
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
A
5、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
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
C
6、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（ ）
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
D
7、在光合作用过程中，能量的转移途径是
A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖
B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖
C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖
D、光能 ATP CO2 葡萄糖
B
1.取烘干的菠菜叶2g放入研钵中。加少许的SiO2和碳酸钙,再加入2-3ml乙醇。充分、快速研磨成匀浆。将研磨液进行过滤。及时用棉塞封口.
研磨
过滤
SiO2—使研磨充分
CaCO3 —防止叶绿素破坏
乙醇—溶解色素
俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：
①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨有机物；
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三峡水电站所发出的电力。
绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？
太阳能
太阳的光能又是
通过什么途径进
入植物体内的？
以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量
直接或间接依靠自养生物的光合产物生活
植物、藻类、蓝细菌
——自养生物
人、动物、真菌和大部分细菌
——异养生物
1、光合作用的场所
叶绿体
（1）分布：
叶肉细胞（主要）
（2）形态：扁平的椭
圆形或球形
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
1、光合作用的场所
叶绿体
（3）结构:外膜、内
膜、基粒、基质
（4）酶:光合膜(类囊体的薄膜)和基质
色素:光合膜中
色素 酶
绿叶中会有哪些种类的色素呢？
它们分别是什么颜色的？
各种色素在绿叶的含量相同吗？
捕获光能的色素
实验:光合色素的提取和分离
一、实验原理:
1、色素能溶解在有机溶剂（无水乙醇）中，
使色素从生物组织中脱离出来。
2、各种色素都能溶解在层析液中，但溶解度不同。溶
解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度
小的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。
二、操作步骤：
提取色素
制备滤纸条
画滤液细线
分离色素
观察与记录
称取5g绿色叶片
去粗脉、剪碎，加少许SiO2和CaCO3
加10ml无水乙醇
充分迅速研磨
过滤
色素滤液
棉塞封口
研磨充分
防止色素被破坏
防止溶液挥发以及色素被空气氧化
得到色素浓度最大的溶液和防止乙醇挥发
将干燥的滤纸剪成长和宽略小于试管长和宽的
滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这
一端1cm处用铅笔画一条细的横线
防止色素溶于层析液中
使色素带平齐
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画细线，待
滤液干后，再画一次,共画3-4次。
防止丙酮挥发，污染空气
加大浓度，使色素带清晰
防止滤液线过粗而使色素带重叠
细、直、齐
将2ml层析液倒入大试管中，将滤纸条（有滤液细
线的一端朝下）轻轻插入层析液中，然后用软木塞
塞住试管口。注意：不能让滤液线触及层析液。
注意：实验后一定要用肥皂洗手。
1 本实验的关键是什么
2 从上到下滤纸条上有几条色素带 分别呈什么颜色 分别是哪种光合色素
(1)提取光合色素过程中,关键是迅速
(2)滤液细线要细,直,齐,颜色深是使本实验的结果明显,清晰的关键
(3)用纸层析法分离色素时,特别要注意滤液细线一定要高于层析液
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光
叶片为什么往往是绿色的呢？
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
色素
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素b
叶绿素a
吸收可见的太阳光
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
叶绿体中的色素
(橙黄色)
(黄色)
(蓝绿色)
(黄绿色)
1/4
3/4
小结
1.我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的
2.如果土壤缺镁,植物的叶片会出现什么异常变化呢
3.很多植物的叶片到秋天会变黄,少数植物的叶片会变红,这是什么原因呢
在黑暗条件下
叶片受损伤的程度不同,老叶先受损变黄,而幼叶暂时不会受到缺镁的损伤,依然鲜绿
秋天,温度变低,叶绿素的合成速度变慢或停止,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色
红叶是由液泡中的花色素引起的
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，并且释放氧气的过程。
光合作用的定义:
C6H12O6+6O2
6CO2+ 6H2O
光能
叶绿体
返回
光合作用氧来源的探究
光合作用的反应式：
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
叶绿体
释放的氧气来源于参加反应的水
为什么反应式的两边都有水？
释放的氧气来源于参加反应的水
光合作用的过程
光反应
碳反应
光反应包括许多反应，其中最重要的是发生在两种叶绿素蛋白质复合体（称为光系统I和光系统II）中的电子被光激发的反应。
光系统Ⅱ
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体
光能
叶绿素中低能电子激发并呈高能状态，色素缺失电子
失能电子进入光系统Ⅰ
ATP
水分解供电子
ADP+Pi
获能
叶绿素、类胡萝卜素蛋白质复合体
光能
叶绿素中低能电子被激发并呈高能状态，色素缺失电子
NADP+与H+接受2个高能电子生成NADPH
光系统Ⅱ提供电子
光系统Ⅰ
H2O
类囊体膜
酶
Pi ＋ADP
ATP
1.光反应阶段
光、色素、酶、 H2O
叶绿体内的类囊体薄膜上
H2O 1/2 O2 +2H+ + 2e-
光能
ADP＋Pi ＋能量 ATP
酶
条件 ：
场所：
[H]
水的光解：
ATP的合成：
物质变化：
NADPH的形成：
NADP + +2H+ + 2e- NADPH
酶
能量转变：光能转变为NADPH、 ATP中活跃的化学能
核酮糖二磷酸
三碳糖磷酸
卡尔文循环：二氧化碳还原为糖的一系列反应
1、物质转化：
2、能量转变：
3、条件：
4、场所：
3CO2+3C5 6三碳酸
NADPH
NADP+
ATP
ADP
6三碳糖
1三碳糖
5三碳糖
ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能
ATP、NADPH和多种酶和CO2
叶绿体基质
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
CO2
三碳糖
淀粉
脂 质
氨基酸
蛋白质
三碳糖
其他代谢
细胞呼吸
蔗 糖
光反应阶段与碳反应阶段的比较
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区
别 场所
条件
物质变化
能量转换
联系
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
光、色素、酶、 H2O
酶、NADPH 、ATP、 CO2
①水在光下裂解
光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能
ATP 、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
CO2+C5 2三碳酸
酶
①CO2的固定：
②ATP的合成
1、光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应的进行提供NADPH和ATP
2、碳反应是光反应的继续,碳反应利用NADPH和ATP将CO2还原成三碳糖
②C3的还原：
2三碳酸 三碳糖
NADPH、ATP
酶
C5
③NADP+被还原成NADPH
ADP+Pi+能量 ATP
酶
H2O 1/2O2+2H+ +2e-
光
当光合作用的广反应过程被阻断，你认为碳反应会停止吗？反过来，当碳反应过程被阻断，光反应会怎样变化？
光合作用 细胞呼吸（需氧呼吸）
区别 发生部位
反应场所
条件
物质变化
能量变化
实质
代谢类型
联系
主要为含有叶绿体的植物细胞
所有活细胞
光、色素、酶
酶
叶绿体
细胞溶胶、线粒体
无机物→有机物
有机物→无机物
光能→有机物中稳定的化学能
有机物中稳定的化学能→
ATP中活跃的化学能和热能
合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
同化作用
异化作用
光合作用的产物作为细胞呼吸的物质基础，细胞呼吸产生的二氧化碳和水可被光合作用所利用
三、光合作用和细胞呼吸的比较
四、环境因素影响光合速率
1）光照
2）温度
3）二氧化碳浓度
光合速率或称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C
释放
CO2
1)影响光合速率的因素—光
（1）光照强度
例：用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是
A．绿色罩 B．红色罩
C．蓝色罩 D．紫色罩
（2）光质
自然光(白光)最好,红光和蓝紫光次之,绿光最差
光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。
2)影响光合速率的因素——温度
光
合
作
用
速
率
CO2浓度
3)影响光合速率的因素————二氧化碳浓度
规律:
在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。
例：
例：下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析回答：
1．为什么7～10时的光合作用强度不断增强？
2．为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？
3．为什么14～17时的光合作用强度不断下降？
1．7～10时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。
2．12时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。
3．14～17时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。
N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分
P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分
4) 矿质营养
5) 水
水作为反应物能影响光合作用，但作为原料的
水仅占到了植物吸收水的1%~5%。绝大部分
的水以蒸腾作用散失掉。当蒸腾作用过强而使
水分缺乏时，可以使叶片上的气孔关闭，从而
影响CO2的进入，降低光合作用。
1、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利
A.昼夜恒温25℃
B.白天温度20℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度30℃，夜间温度15℃
D
2、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是
A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度
C、增强光照 D、调节室温
A
练习
3、在光合作用的碳反应过程中，没有被消耗掉的是（ ）
A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2
B
4、与光合作用光反应有关的是（ ）
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
A
5、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
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
C
6、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（ ）
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
D
7、在光合作用过程中，能量的转移途径是
A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖
B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖
C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖
D、光能 ATP CO2 葡萄糖
B
1.取烘干的菠菜叶2g放入研钵中。加少许的SiO2和碳酸钙,再加入2-3ml乙醇。充分、快速研磨成匀浆。将研磨液进行过滤。及时用棉塞封口.
研磨
过滤
SiO2—使研磨充分
CaCO3 —防止叶绿素破坏
乙醇—溶解色素