第五章第四节 光合作用

(共27张PPT)
当今世界人类面临的五个重大问题是什么？其中与光合作用有关的问题是什么？
粮食
人口
环境
资源
能源
本节课的要点：
光合作用的发现氧的来源
光合作用的场所及色素：
叶绿体中色素提取和分离色素的种类（实验）
*光合作用的过程
光合作用的意义
光合作用的发现
1771年，英国科学家普里斯特里发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃 罩内，蜡烛不熄灭.
将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易 窒息而死.
1864年，德国科学家萨克斯做实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉.
1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行光合作用试验
20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究这个问题
1771年，英国科学家普里斯特利，发现的现象
这个实验的巧妙之处：
一 选用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。
二 将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧的影响，从而确保试验能够正常的进行。
三 选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确的判断出水绵细胞中释放氧的部位。
四进行黑暗（局部光照）和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的
光合作用的场所——叶绿体
色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
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
（占3/4）
（占1/4）
co2
18
18
o2
H2O
co2
o2
H2O
绿球藻
1
2
光合作用O2的来源实验
18
20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用中 O 2的来源。
光合作用的过程
光反应： 条件 必须在光下才能
暗反应
场所 再叶绿体的囊状结构上进行
条件 不需要光，有光无光都可以完成
场所 在叶绿体的基质中进行
H2O
_
失去电子
的叶绿素
叶绿素
分子
激发态
叶绿素
高能电子e
高能电子e
光反应
O2
4H
+
ADP+Pi
ATP
H
e
+
光
ADP
+
Pi
ATP
H
酶
2C3
CO2
C5
C6H12O6
暗 反 应
酶
还原
C5化合物的生成过程：
每运转6次由6分子的C5固定6分子的CO2，得到12分子的C3，其中2分子的C3糖转化为1分子的六碳糖，其余10分子三碳化合物又形成6分子五碳化合物，再作为CO2的受体。这样，可以说6分子的CO2合成为1分子的六碳糖
12C3
6CO2+6C5
2C3
C6（有机物）
10C3
6C5
失电子的
叶绿素
叶绿素
分子
激发态
叶绿素
H2O
O2
高能电子
高能电子
ADP+Pi
ATP
H
CO2
H
2C3
C5
+
C6H12O6
光反应
暗反应
光合作用
e
酶
还原
固定
光
+
色素分子
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
2H2O
O2
4[H]
多种酶
酶
C6H12O6+H2O
CO2
吸收
光解
能
固定
还原
酶
光反应
暗反应
光合作用的过程
光合作用怎样进行？
光反应
H2O 1/2 O2 + 2[H] （物质反应）
光解
ADP+Pi+ 能量 ATP（能量转化）
(光能）
暗反应
酶
CO2+C5 2C3 （CO2的固定）
酶
C3+[H]
酶
ATP
CH2O+H2O +C5 （C3 的还原）
光反应 暗反应
区别 反应部位 基粒片层结构薄膜上 叶绿体基质中
反应条件 光、色素、酶 酶
反应步骤 ①水的光解：利用光将水分解成氢和氧
②合成ATP：叶绿体将光能转变成化学能 ①CO2的固定：1分子CO2与1分子C5形成2分子C3
②CO2的还原：C3在ATP和酶的作用下被氢还原，形成有机物
反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、
联系 ①光反应产生的氢为暗反应提供还原剂②光反应产生的ATP为暗反应提供能量
光合作用的反应式：
CO2+H2O
(CH2O)+O2
光
叶绿体
讨论：光合作用有何意义？
CO2
O2
绿色植物每年吸收一千七百亿吨碳素。
2 绿色植物每年可以形成有机物四千四百亿吨。
3 光合作用每年储存7.11*1018 千焦能量。
4 光合作用每年可以放出约四千七百亿吨游离态氧。
光合作用的意义
转化并储存太阳能
制造有机物
使大气的二氧化碳和氧的含量相对稳定
对生物的进化具有重要作用
1 请分析“万物生长靠太阳”的植物学原理。
如何理解“合理密植”增产的科学性。
填空：
1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 和 ； 形成的 和 提供给暗反应。
2.光合作用的实质是：把 和 转变为有机物，把 转变成 ，贮藏在有机物中。
3.在光合作用中， 葡萄糖是在 中形成的，氧气是在 中形成的，ATP是在 中形成的，CO2是在 固定的。
水的光解
形成ATP
[H]
ATP
CO2
H2O
光能
化学能
暗反应
光反应
光反应
暗反应
练习巩固
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能量的有机物，并且释放出氧的过程 .