第九讲讲义光合作用的原初反应-课件PPT(精)

提高植物光合效率
增强光能吸收
通过基因工程技术提高植物对光的吸收能力，增 加光合作用的原初反应效率。
优化叶绿体结构
改善叶绿体膜结构，提高光能传递和转化的效率 ，从而提高植物的光合效率。
增强酶活性
通过增强参与光合作用的酶的活性，提高光合作 用的速率和产量。
优化农业种植结构
010203种高光效植物选择和培育具有高光合效 率的植物品种，优化农业 种植结构，提高农业生产 效益。
水的光解
总结词
水的光解是光合作用原初反应的关键步骤之一，它涉及到水的分解并产生氧气、 电子和质子。
详细描述
在水的光解过程中，水分子在光能的驱动下被分解为氧气、电子和质子。产生的 氧气随后释放到大气中，而电子和质子则参与后续的电子传递链反应。
电子传递链
总结词
电子传递链是光合作用原初反应中的重要环节，它涉及到电 子从供体传递到受体，驱动质子泵的作用。
pH值
pH值对光合作用原初反应的影响较为复杂。在一定范围内 ，随着pH值的增加，光合作用原初反应速率也会增加；但 当pH值过高或过低时，光合作用原初反应速率都会下降。
不同植物的光合作用最适pH值不同，一些植物在偏酸或 偏碱的条件下能够更好地进行光合作用，而另一些植物则 更适合在中性条件下生长。
04 光合作用原初反应的应用
详细描述
电子从供体（如叶绿素分子）传递到受体（如辅酶Q），在 此过程中释放的能量被用于驱动质子泵的作用，从而建立质 子梯度。这个质子梯度进一步用于合成ATP和NADPH。
合成ATP与NADPH
总结词
合成ATP和NADPH是光合作用原初反应的最终产物，它们为植物的生长和发育提供能量和还原力。
详细描述
重要性

光能 二氧化碳（CO2）+水（H2O）叶绿体 有机物(C6H10O5)n+氧气（O2）
光合作用的意义
光合作用对于人类和整个生物界都具有非常 重要的意义。
1.光合作用是一切生物和人类有机物的来源。
每年约合成5ˣ1011吨 有机物，可直接或间 接作为人类或动物界 的食物
2.光合作用是一切生物和人类的能量来源
【实验现象】脱色叶片遇碘后颜色有什么变化？ 叶片的遮光部分遇碘 没有变蓝。
叶片的见光部分遇碘 变蓝 。
二氧化碳
光合作用
氧气 1771,普利斯特利
水 1629，海尔蒙特
植物
光照、绿叶 1779氧细菌做实验证 明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
• 1845年，德国科学家梅耶指出，植物 在进行光合作用时，把光能转变成化 学能储存起来。
1864年 萨克斯的实验
实验步骤
1
(1)暗处理
2
(2)选叶遮光
（4)去掉
4 (5)酒精中
5
铝箔纸
隔水加热
3
(3)光下照射 4—5小时
（6）先漂洗， 6 后滴加碘液
对以上实验步骤你有疑问吗？
1、为什么实验前要将绿叶放在黑暗处一昼夜？ 利用呼吸作用消耗原有的有 机物，排除本来淀粉的干扰。
3、“绿叶在光下制造淀粉”的实验中把局部遮光的天 竺葵叶片取下，放在盛有酒精的小烧杯中， 然后隔水加热的目的是------------------------（ D ） A.破坏它的叶肉细胞 B.破坏它的叶绿体 C.使淀粉溶解在酒精中 D.使叶绿素溶解在酒精中
4.如图3-82所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后， 经过脱色并用碘液处理，结果锡箔覆盖的部位不呈蓝色， 而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验可以证明----------

叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
.
14
.
15
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16
光合作用过程
总方程式 6CO2+12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶能
ADP+Pi
光反应
.
2C3
还原
多种酶
固定 CO2 C5
CH2O+H2O
碳反应
17
.
18
梅尔文·卡尔文
太. 阳能
2
17世纪比利时 海尔蒙特 柳苗栽培实验
开始时 5年后
实验前后的差 值
柳树的质量 2.3kg 76.7kg
+74.7kg
干土的质量 90.8kg 90.743kg －0.057kg
结论：植物的物质积累不
是来自于土壤，而是完全
来源于水。
.
3
光合作用的发现
1771年，英，普里斯特利的实验
1779年，荷，英根豪斯的实验
.
7
萨克斯实验
一半遮光
一半曝光
绿色 黑暗 叶片 处理
遮光 曝光
碘 不变蓝 蒸 汽 变蓝
结论：绿色叶片在光合作用下产
生了淀粉。 .
8
.
9
恩吉尔曼实验
实验组
对照组
将 水 绵 和 好 氧 细 将水绵和好氧细菌
菌放在无空气的 黑暗环境中,极细 光束照射水绵,好 氧细菌集中在被
暴露在光照下,好 氧细菌集中在叶绿 体所有受光部位
照叶绿体部位
结论：氧是叶绿体所释放的,叶绿

THANKS
详细描述
在光合作用中，合成的糖类等有机物质会被运输到细胞的各个部位，包括根、茎、叶等器官。这些有机物会通 过韧皮部运输到植物的其他部位，以满足植物生长发育的需求。同时，这些有机物也会被分配到不同的器官中 ，以维持植物各部分的正常生长和发育。
04
光合作用的场所和条件
光合作用的场所
叶绿体
光合作用的主要场所是叶绿体，它是一种含有叶绿素的细胞器， 能够吸收阳光，将光能转化为化学能。
培养光合作用领域的优秀人才与国际合作
总结词
培养光合作用领域的优秀人才与加强国际合作是推动光合作用研究的重要措施。
详细描述
培养具有国际视野和创新能力的高水平人才是推动光合作用研究的关键。同时，加强国际合作与交流 ，共同开展光合作用研究，有利于加快研究进程，提高研究水平，为人类创造更多的生态、社会和经 济效益。
2023
《光合作用》ppt
目录
• 光合作用简介 • 光合作用的过程 • 光合作用中的物质变化 • 光合作用的场所和条件 • 光合作用的应用与意义 • 光合作用的未来研究与发展趋势
01
光合作用简介
什么是光合作用？
01
02
03
光合作用的定义
光合作用是植物、藻类和 某些细菌通过捕获光能， 将二氧化碳和水转化为有 机物质的过程。
糖类的合成与储存
总结词
糖类的合成和储存是光合作用中物质变化的另一个重要环节。
详细描述
在光合作用中，通过一系列酶的催化作用，将三碳化合物和五碳化合物等小分子 化合物转化为糖类等有机物质。这些糖类被储存在细胞的叶绿体中，作为植物生 长发育所需的能量来源。
有机物的运输与分配
总结词
有机物的运输和分配是光合作用中物质变化的最后一个环节。

详细描述
光合作用的能量转换是植物吸收光能后，将这个能量转化为化学能，存储在葡萄糖中。这个过程是地球上最重要 的能量转换过程之一，它为整个生物圈提供了基础能量来源。
光合作用中的物质转换
总结词
光合作用中的物质转换是指植物在光合作用过程中，将二氧化碳和水等无机物质转化为葡萄糖和氧气 的有机物质的过程。
详细描述
温度对光合作用的影响主要体 现在酶的活性上。在一定的温 度范围内，光合作用速率随温 度的升高而加快；但当温度过 高时，光合作用速率会降低。
水是光合作用的原料之一，水 分不足会导致光合作用速率下 降。同时，植物通过蒸腾作用 散失水分，这也会对光合作用 产生影响。
提高光合作用效率的方法
优化光照条件
保持适宜的水分供应
详细描述
光合作用是地球上最重要的化学反应 之一，它利用光能将无机的二氧化碳 和水转换成有机物质，并释放氧气， 为生物圈提供食物和氧气。
光合作用的重要性
总结词
光合作用为生物圈提供食物、氧气和能量，维持生态平衡和生物多样性。
详细描述
光合作用是地球上所有生物的食物来源，它产生的有机物质是生物体生存和繁 衍的基础。同时，光合作用释放的氧气也是生物呼吸所需的重要气体，对维持 生态平衡和生物多样性具有重要意义。
在光合作用中，植物通过一系列的生化反应，将吸收的二氧化碳和水等无机物质转化为葡萄糖和氧气 等有机物质。这个过程需要叶绿体中的叶绿素作为催化剂，并需要光能提供能量。
04
光合作用的效率与影响因素
光合作用的效率
光合作用是植物、藻类和 某些细菌利用光能将二氧 化碳和水转化为葡萄糖， 并释放氧气的过程。
光合作用的效率取决于多 种因素，包括光照强度、 光质、温度、水分、二氧 化碳浓度等。

（二）碳反应阶段（有光或无光都可以进行） 1.场所：叶绿体基质 2.过程： ⑴物质变化 CO2被固定， C3化合物被还原（ 需要光反应产生的ATP和[H]） ⑵能量变化
NADPH 和 ATP中的化学能转变成糖类等有 机物中的化学能。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
1.场所：叶绿体的类囊体薄膜上
2.过程：
⑴物质变化： ①水的光解， ②产生O2 ,形成ATP（光合磷酸化） 和 NADPH
⑵能量变化： 光能变成NADPH和ATP中活跃的化学能
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
A．生物膜为叶绿体内膜 B．可完成光合作用的全过程 C．发生的能量转换是：光能→电能→化学能 D．产生的ATP 可用于植物体的各项生理活动
（三）光合作用的意义 1.为地球上的生命提供有机物和化学能； 2.维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
6CO2+12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2
光合作用总反应式
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
光能转换成电能示意图
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2.光能的吸收与传递 ⑴“天线色素”分子吸收和传递光能给“特殊状态 的叶绿素a分子”；
⑵“光系统中的特殊状态的叶绿素a分子”被激发失 去电子e—； ⑶脱离叶绿素a的电子沿着光合电子传递链传递，电 子最终传递给辅酶Ⅱ即NADP+，产生NADPH（[H]）； ⑷叶绿素a失去电子后带上正电荷，变成强氧化剂， 促进水的最终分解，使水成为电子的最根本供体。

1)C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO3－的亲和力极高， 细胞中的HCO3－浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；
2)C4植物由于有“CO2泵”浓缩CO2的机制，使得BSC中有高 浓度的CO2，从而促进Rubisco的羧化反应，降低了光呼吸， 且光呼吸释放的CO2又易被再固定；
3)高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力， 以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；
光合色素吸收光的实质：色素分子中的一个 电子得到光子中的能量，从基态进入激发态， 成为高能电子。
放热
激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量。
如叶绿素分子从第一单线态降至基态或三线态，以及从三线 态回至基态时的放热：
3. 荧光现象
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，反射光下呈 红色，这种现象称为荧光现象。
水的氧化与放氧
②.质醌 质体醌是双电子、双质子传递体
③.Cytb６f复合体
④质蓝素
⑤PSⅠ复合体 ⑥铁氧还蛋白和铁氧还蛋白-NADP＋还原
2. 质体醌
Pheo把电子传给一种特殊的质体醌QA, QA进一步被还原成QB，与基质的质子结合， 形成还原质体醌PQH2。当PQH2转变为PQ时。 质子会被释放到类囊体腔内，有利于ATP的 形成。
1. PSⅡ
（1）．组成：
核心复合体 PSⅡ捕光色素复合体 放氧复合体（oxgen evolving complex , OEC）
（2）．主要功能：
a：氧化水分子释放质子到类囊体腔内，在类囊体内膜上完成 b：还原质体醌，在类囊体膜外侧进行。
原初电子供体：Tyr（酪氨酸残基）
原初电子受体：pheo（去镁叶绿素）
二、 光合色素
1、 光合色素的种类

20
5．在光合作用实验里，如果所用的水 中有0.2%的水分子含18O，二氧化碳中 有 0.68% 的 二 氧 化 碳 分 子 含 18O ， 那 么 ， 植物进行光合作用释放的氧气中，含
A 18O的比例为[ ]
A．0.20% B．0.68% C．0.88% D．0.48%
21
6．光合作用过程中，水的分解及三 碳化合物形成葡萄糖所需能量分别
光合作用的反应式
6CO2+12H2*O
光能 叶绿体
C6H12O6+6*O2+6H2O
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光合作用的实质
物质转变
将无机物合成有机物
能量转变
将光能转变成化学能
14
光合作用的意义
CO2 O2
15
光合作用的意义
“绿色工厂” “自动的空气净化器” “巨大的能量转换站”
从物质转变和能量转变过程 来看，光合作用是生物界最 基本的物质代谢和能量代谢。
2C3
还原
酶
固定
CO2 C5
C6H12O6 +H2O
光反应
暗反应 11
光反应和暗反应的比较
光反应
场所 基粒片层结构薄膜上
暗反应
基质中
条件
物质 变化
能量 变化
光、色素、水、酶 [H]、 ATP 、CO2 、酶
水的光解 ATP的生成
CO2的固定 C3的还原
光能
活跃的化学能
活跃的化学能
稳定的化学能
联系 前者是后者的基础，后者是前者的继续 12
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27
23
8、剑桥大学的希尔将分离出来的叶绿体 加到草酸高铁钾盐溶液中，经过光照以后 放出氧气，同时草酸高铁被还原