第四章植物的光合作用教材
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2024年植物的光合作用课件
2024年植物的光合作用课件一、教学内容二、教学目标1. 理解光合作用的基本概念，掌握光合作用的反应过程；2. 了解影响光合作用的环境因素，能够分析实际生产中如何提高光合作用的效率；3. 培养学生的实验操作能力，提高观察、分析和解决问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：光合作用反应过程的理解，影响光合作用的环境因素。
教学重点：光合作用的基本概念，提高光合作用效率的方法。
四、教具与学具准备1. 教具：光合作用演示装置，多媒体设备，黑板；2. 学具：实验器材（如叶片、酒精、碘液等），实验报告单。
五、教学过程1. 导入：通过展示绿色植物的光合作用动画，引入本节课的主题；2. 知识讲解：a. 讲解光合作用的基本概念；b. 分析光合作用的反应过程；c. 介绍影响光合作用的环境因素；3. 例题讲解：解答关于光合作用的选择题和填空题；4. 实践操作：a. 学生分组进行光合作用实验；b. 观察实验结果，分析影响因素；c. 汇报实验结论；5. 随堂练习：完成关于光合作用的练习题；六、板书设计1. 光合作用的基本概念；2. 光合作用反应过程；3. 影响光合作用的环境因素；4. 提高光合作用效率的方法。
七、作业设计1. 作业题目：a. 解释光合作用的概念；b. 简述光合作用的反应过程；c. 分析影响光合作用的环境因素；d. 列举提高光合作用效率的方法。
2. 答案：a. 光合作用是绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程；b. 光合作用反应过程包括光反应和暗反应；c. 影响光合作用的环境因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等；d. 提高光合作用效率的方法有合理密植、施用有机肥等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过讲解、实验、练习等多种方式，使学生掌握了光合作用的基本知识和技能。
课后反思如下：1. 学生对光合作用的概念和反应过程理解程度；2. 学生在实验中的操作规范性和观察分析能力；3. 教师在课堂中的引导和讲解是否清晰、准确。
初中生物《绿色植物的光合作用》单元教学设计以及思维导图
摘下实验叶片，去掉遮 光的纸片。
⑶ 将 实 验 把实验叶片放入盛有酒 叶 片 进 行 精的小烧杯中，隔水加 脱色处理 热，使叶片含有的叶绿
素溶解到酒精中，叶片 变成黄白色。
用清水漂洗叶片，再把 叶片放到培养皿里。
⑷ 滴加碘 液看叶片 是否变蓝
用滴管向叶片滴加碘液 后，稍停片刻，用清水 冲掉碘液，观察叶片的 颜色变化。
机物不可缺少的条件。 【活动二】演示实验“光合作用利用二氧化碳作为原料”“光合作用 还能产生氧气 问题引领：光合作用的原料是什么？光合作用除了能够制造有机物以 外，还能产生什么？ 1.教师课件展示海尔蒙特的实验。 2.教师视频播放两个演示实验。 3.师生总结：光合作用以水和二氧化碳作为原料；光合作用除了能够 制造有机物以外，还能产生氧气。 【活动三】总结光合作用的概念公式 通过活动一和活动二，教师引导学生总结光合作用的概念及其公式。
2. 教师点拨总结。 【活动二】本单元知识梳理 小组合作，完成本单元知识的归纳总结，以概念图形式呈现。
1.设计概念图进行归纳比较
评价方法：范例评价（教师评价和学生互评）
评价要点：①能积极参与，有良好的合作意识
②能正确完成概念图，准确区分动植物体结构层次
的异同
评价要 点
2.小组合作完成单元知识概念图 评价方法：课外评价（教师批阅，课上展示交流） 评价要点： ①能积极参与，在合作中能提出有意义的建
专题问 题设计
1. 绿色植物光合作用制造的有机物有何作用？ 2.什么是碳-氧平衡？ 3.绿色植物在维持碳-氧平衡中有何作用？
所需教学材料和资源
信息化 多媒体课件
资源
常规资 实验“测定种子中的有机物”的材料用具
源
教学支 生物实验室
人教版七年级生物上册第三单元 第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者教案
第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者课标要求1.阐明绿色植物的光合作用概念。
2.概述绿色植物为许多生物提供食物和能量。
课标解读1.“绿色植物通过光合作用制造有机物”是“课程标准”十大一级主题之一——生物圈中的绿色植物的相关内容。
它与第五章“绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡”一起，阐述了植物光合作用的概念及其意义，着重强调光合作用与生物圈之间的物质循环之间关系。
通过实验“绿叶在光下制造有机物”，重点验证光合作用制造有机物——淀粉，探究叶绿体是制造有机物不可缺少的条件，既是本章的核心内容，也是第五章的基础。
本教材构建了人与生物圈的知识体系，学生在教材的第一单元中就了解到植物在生态系统组成中扮演着生产者的角色。
本章让学生亲自验证植物通过光合作用形成的有机物——淀粉，并进一步从绿色植物对于生物圈的重要意义的角度，阐述绿色植物作为生物圈中有机物的制造者的重要地位。
这种直观的认识，对学生理解植物在生物圈中的重要作用起着重要作用。
2.本章三部分内容有着内在的逻辑关系。
第一部分介绍绿色植物通过光合作用制造有机物，这是重要的生物学概念。
学生对这一概念的建构以实验“绿叶在光下制造有机物”为基础，通过亲自动手实验，分析实验现象，思考教材中的讨论题，认识到淀粉是光合作用的产物，光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
在实验之后，概述了什么是光合作用，重点介绍了叶绿体的功能。
第二部分讲述在植物体内光合作用制造有机物的用途，一是为细胞的生命活动提供能量，二是用来构建植物体。
第三部分是对第二部分的延伸、拓展。
讲述的是绿色植物制造的有机物不仅养育了自身，而且养育了生物圈中的其他生物，帮助学生认识绿色植物通过光合作用制造的有机物对于整个生物圈的重要意义。
3.对于初中学生而言，他们中的大多数对植物能够进行光合作用已有了初步的认识。
但是对于光合作用的产物是什么，光合作用必须在光下进行吗，光合作用有什么意义等具体的内容是不太清楚的。
对于绿色植物在生物圈中的巨大作用，更是不甚了解。
浙教版初中科学教案《植物的光合作用》
浙教版初中科学教案《植物的光合作用》一、教学内容本节课选自浙教版初中科学教材第四章第一节《植物的光合作用》。
教学内容详细阐述了植物光合作用的基本概念、原理、过程以及在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生理解光合作用的概念、原理及过程，掌握光合作用公式的书写和含义。
2. 培养学生运用所学知识解释自然现象和实际问题的能力。
3. 增强学生的环保意识，培养学生关爱植物、保护生态环境的观念。
三、教学难点与重点教学难点：光合作用的过程及其公式的理解。
教学重点：光合作用的概念、原理及在实际生活中的应用。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实物模型、实验器材。
学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 导入：通过展示植物生长的图片，引导学生思考：为什么植物能够生长？生长过程中需要什么？2. 新课导入：介绍光合作用的概念，引导学生学习光合作用的原理。
3. 实践情景引入：进行光合作用实验，让学生观察实验现象，引导学生探讨光合作用的过程。
4. 例题讲解：讲解光合作用的相关例题，帮助学生巩固所学知识。
5. 随堂练习：布置随堂练习，检验学生对光合作用知识的掌握。
6. 知识拓展：介绍光合作用在实际生活中的应用，如绿色能源、环保等。
六、板书设计1. 板书植物的光合作用2. 板书内容：光合作用概念光合作用原理光合作用过程光合作用应用七、作业设计1. 作业题目：解释光合作用的概念及公式。
描述光合作用的过程。
论述光合作用在实际生活中的应用。
2. 答案：光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物和氧气的过程。
光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段。
光合作用在生活中有广泛应用，如绿色能源、环保等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，帮助学生掌握了光合作用的相关知识。
课后，教师应关注学生对光合作用的理解程度，及时解答学生的疑问。
同时，可引导学生进行课后拓展学习，如研究光合作用与生态环境的关系，培养学生的环保意识。
《植物的光合作用核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年科学人教版2001》
《植物的光合作用》导学案导学目标：通过本节课进修，学生将能够理解植物的光合作用的原理和过程，掌握相关观点和知识，培养学生的观察和实验能力，激发学生对生物学的兴趣。
一、导入1. 请同砚们思考一下，为什么植物需要进行光合作用？它对植物的发展和发育有什么重要作用？2. 请同砚们谈谈自己对光合作用的理解，以及植物如何利用光合作用来制造自己所需的营养物质。
二、植物的光合作用概述1. 什么是光合作用？它是植物如何利用光能来合成有机物质的过程。
2. 光合作用的原理是什么？光合作用是通过叶绿体中的叶绿素等色素来吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的化学反应。
3. 光合作用的过程包括哪些阶段？光合作用主要包括光反应和暗反应两个阶段。
三、光合作用的关键因素1. 光合作用需要哪些条件？光合作用需要光能、二氧化碳和水这三种条件。
2. 光合作用中的光能是如何被吸收和利用的？光合作用中，叶绿素等色素吸收光能，并将其转化为化学能。
3. 光合作用中的二氧化碳和水是如何参与反应的？二氧化碳和水在叶绿体中通过一系列酶的作用，参与光合作用的化学反应。
四、实验探究1. 请同砚们设计一个简单的实验，验证光合作用中氧气的产生。
材料：水生植物、水槽、光源、试管、水。
步骤：将水生植物放入水槽中，用试管装满水倒置在水槽中，照射光源。
观察试管中气泡的产生情况。
2. 请同砚们思考一下，如果在实验中改变光的强度或二氧化碳的浓度，会对光合作用的速率有何影响？为什么？五、拓展延伸1. 请同砚们探究一下，植物的光合作用与人类的生活有何关系？植物通过光合作用为人类提供氧气和食物，维持了地球生态平衡。
2. 请同砚们思考一下，如果植物无法进行光合作用，会对地球生态系统产生什么影响？人类应该如何珍爱植物，增进光合作用的进行？六、总结反思1. 请同砚们总结一下本节课进修的重点内容，梳理光合作用的原理和过程。
2. 请同砚们思考一下，光合作用对植物和人类的重要性，以及我们应该如何珍惜和珍爱植物资源。
《植物的光合作用》核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年科学人教版2001
《植物的光合作用》教学分析植物的光合作用是生物学中一个非常重要的观点，也是初中生物教学中的重点内容之一。
教材《植物的光合作用》详细介绍了光合作用的过程、原理以及与植物发展发育的干系，对学生理解植物生命活动和生态环境有着重要的意义。
本文将对该教材进行深入分析，探讨其教学内容、教学方法以及教学效果。
一、教学内容分析《植物的光合作用》教材主要包括以下几个方面的内容：1. 光合作用的定义：介绍光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的生物化学过程。
2. 光合作用的过程：详细介绍光合作用的两个阶段，即光反应和暗反应，包括光合色素的吸收光能、光合酶的作用、ATP和NADPH的产生等。
3. 光合作用的原理：诠释光合作用的原理是通过光合色素吸收光能，将光能转化为化学能，从而合成有机物质。
4. 光合作用与植物发展发育的干系：说明光合作用是植物发展发育的能量和物质来源，对植物的发展、吐花、结果等过程有着重要的影响。
以上内容涵盖了光合作用的基本观点、过程和原理，有助于学生全面了解光合作用的机制和作用。
二、教学方法分析在教学《植物的光合作用》时，教师可以采用多种方法，如讲授、实验、讨论、展示等，以提高学生的进修兴趣和理解能力。
具体的教学方法包括：1. 讲授法：通过讲解教材内容，向学生介绍光合作用的基本观点和原理，帮助学生建立起对光合作用的整体认识。
2. 实验法：设置光合作用实验，让学生亲自操作观察植物在光照条件下的光合作用过程，加深他们对光合作用的理解。
3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，让他们就光合作用的意义、影响因素等问题展开讨论，激发他们的思考和探究能力。
4. 展示法：通过图片、视频等多媒体展示，向学生展示光合作用的过程和原理，帮助他们形象化地理解光合作用。
以上教学方法可以有效激发学生的进修兴趣，帮助他们更好地理解和掌握光合作用的知识。
三、教学效果分析通过对《植物的光合作用》教材的深入进修和教学实践，可以取得以下几方面的教学效果：1. 提高学生的进修兴趣：通过生动有趣的教学内容和多样化的教学方法，可以激发学生对光合作用的兴趣，使他们更主动地参与进修。
六年级上册科学课件13植物的光合作用人教版
六年级上册科学课件 13植物的光合作用人教版一、教学内容本节课选自人教版六年级上册科学教材，第13课《植物的光合作用》。
本课详细内容主要包括：植物的光合作用概念、过程、意义以及影响光合作用的因素。
通过本节课的学习，让学生了解光合作用的基本原理，认识植物在生态系统中的重要作用。
二、教学目标1. 知识与技能：掌握植物光合作用的概念、过程和意义；了解影响光合作用的因素。
2. 过程与方法：通过观察、实验、讨论等途径，培养学生探究植物光合作用的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对科学的兴趣，培养学生关爱植物、保护环境的意识。
三、教学难点与重点重点：植物光合作用的概念、过程和意义。
难点：理解植物光合作用的原理以及影响光合作用的因素。
四、教具与学具准备教具：课件、实验器材（如光合作用实验盒、光源等）。
学具：笔记本、铅笔、实验报告单。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用课件展示植物生长的过程，引导学生关注植物生长与光的关系。
2. 例题讲解（15分钟）详细讲解植物光合作用的概念、过程和意义，通过课件展示光合作用的动画，帮助学生理解。
3. 随堂练习（10分钟）出示练习题，检验学生对光合作用概念的理解。
4. 实验探究（20分钟）分组进行光合作用实验，观察实验现象，让学生亲身感受光合作用的过程。
5. 讨论与交流（15分钟）7. 作业布置（5分钟）布置作业，强调作业要求。
六、板书设计1. 植物的光合作用概念：植物利用光能合成有机物和氧气的过程。
过程：光反应、暗反应。
意义：提供能量、产生氧气、维持生态系统平衡。
2. 影响光合作用的因素光照强度温度二氧化碳浓度七、作业设计1. 作业题目：植物光合作用的意义及影响光合作用的因素。
答案：植物光合作用的意义包括提供能量、产生氧气、维持生态系统平衡等；影响光合作用的因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
2. 课后实践：观察周围植物的光合作用现象，记录并分析。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、实验探究等方式，让学生了解了植物的光合作用。
光合作用教案
光合作用教案(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章第2节光合作用一、教材分析：光合作用在地球生态系统的物质循环和能量流动中都具有十分重要的意义。
学生在初中生命科学中学习过光合作用，以此为基础作更深入的研究，探究光合作用过程中重要的物质变化以及物质变化过程中的能量转换。
本节内容包括“光合作用的研究历史”“叶绿体及其色素”“叶绿体中色素的提取和分离（实验）”“光合作用的过程”和“探究影响光合作用的因素（实验）”等。
通过介绍历史上科学家进行的几个重要的实验，简要再现了光合作用的研究历史。
赫尔蒙特的柳树实验是学生已知的（初中教材中已讲），这个简单但有严密逻辑思维的实验告诉人们，植物增重的物质不完全来自土壤（排除法）；接着几个经典例子串联在一起，逐步推出光合作用的必要条件和总化学反应式。
在强调科学思维方法的同时，也显示了科学家的科学精神——英格豪斯经过500多次重复实验，确定了光照是光合作用的必要条件；生命科学发展离不开其他学科的支持：“知道空气的成分后，科学家才明白光合作用放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。
”“叶片是光合作用的主要器官，叶绿体是进行光合作用的主要场所。
”点明了光合作用的场所，通过对叶绿体结构和光合色素分布功能的学习，逐步展现了生物体结构和功能相适应的特性，同时为光合作用过程的学习做知识的铺垫。
关于光合作用的过程，学生没有有机化学的基础，要理解复杂的生化反应很难，讲解时抓住以下几点：1、结构适应功能。
基粒类囊体膜上有色素吸收光能，是光反应场所。
基质中酶与暗反应有关，是暗反应场所。
2、叶绿素在光反应中的作用。
3、水参与光反应。
4、二氧化碳参与暗反应。
5、光反应和暗反应的物质和能量联系。
6、光合过程中能量传递。
7、光合过程中物质转变。
采用比喻的方法帮助学生理解。
采用比较、联系等方法帮助学生记忆。
关于光合作用原理的应用，在分析光合作用强度后，通过引导学生自行设计做环境因素如何影响光合作用强度的探究实验来认识这个问题。
初中生物_植物的光合作用和呼吸作用教学设计学情分析教材分析课后反思
周次：学科：生物主备人: 审核人：备课日期：授课日期：授课人：课题绿色植物的光合作用和呼吸作用课型复习课时 1学习目标1、归纳光合作用的概念，举例说明光合作用在农业生产上的作用。
2、认识绿色植物在维持碳氧平衡方面的作用。
3、运用实验法独立设计并完成本章的探究活动。
4、培养不断探究新知识的精神及同学间的合作精神，养成实事求是的科学态度。
重点1、进一步探究光合作用的实质。
2、绿色植物在碳氧平衡方面的作用。
难点1、设计二氧化碳是否是光合作用的原料的实验。
2、认识绿色植物在维持碳--氧平衡方面的作用。
学法指导自主探究，小组合作课前准备图片，多媒体课件学习过程二次备课考点梳理一、绿色植物通过光合作用制造有机物1．绿叶在光下制造淀粉（1）绿色植物通过光合作用制造的有机物主要是______等糖类，一部分糖类在植物体内还会变成蛋白质、脂类等其他有机物。
（2）绿色植物制造有机物不可缺少的条件是____，场所是________。
2．绿色植物制造有机物对于生物圈的意义：满足了自身______、______、______的需要，为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。
二、绿色植物对有机物的利用1．有机物用来构建________。
2．呼吸作用分解有机物释放______，为植物的生命活动提供______。
（1）呼吸作用概念：细胞利用______，将______分解成________和____，并且将储存在________中的______释放出来，供给生命活动需要的过程。
（2）反应式：__________________________________________。
（3）场所：呼吸作用主要是在细胞中的线粒体内进行的。
3．呼吸作用的演示实验光合作用与呼吸作用（1）二者的区别与联系光合作用呼吸作用区别场所含有叶绿体的细胞所有的活细胞，主要在线粒体中条件只在光下进行有光、无光都能进行原料二氧化碳、水有机物、氧产物有机物、氧二氧化碳、水物质变化无机物――→合成有机物有机物――→分解无机物能量变化储存能量释放能量实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量联系①光合作用为呼吸作用提供物质基础②呼吸作用产生的二氧化碳，可被光合作用利用，产生的能量维持所有生命活动（包括光合作用）；光合作用产生的氧气和有机物也可被呼吸作用所利用（2）影响光合作用、呼吸作用的外界因素①影响光合作用的外界因素a．光照强度。
植物的光合作用课件
植物的光合作用课件一、教学内容本节课我们将探讨《植物生理学》教材第四章第一节的内容——植物的光合作用。
详细内容包括光合作用的定义、过程、影响因素以及它在生物圈中的重要性。
二、教学目标1. 让学生理解光合作用的定义、过程及其在植物生长中的重要性。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生的科学思维和团队合作精神。
三、教学难点与重点难点：光合作用过程中光反应和暗反应的相互关系。
重点：光合作用的定义、过程及其在生物圈中的重要性。
四、教具与学具准备教具：PPT课件、实验器材（光合作用实验装置、叶片、酒精、碘液等）。
学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 导入：通过展示绿色植物的光合作用实验现象，引发学生的好奇心，进而导入新课。
2. 新课讲解：1) 光合作用的定义：介绍光合作用的定义，让学生了解光合作用的基本概念。
2) 光合作用的过程：详细讲解光反应和暗反应的过程，让学生理解光合作用的具体步骤。
3) 影响光合作用的因素：分析光照、温度、二氧化碳浓度等因素对光合作用的影响。
4) 光合作用的重要性：阐述光合作用在生物圈中的重要作用，如氧气、有机物合成等。
3. 实践情景引入：进行光合作用实验，让学生亲身体验光合作用的过程。
4. 例题讲解：通过典型例题，巩固学生对光合作用知识的掌握。
5. 随堂练习：设计相关练习题，检验学生的学习效果，并及时进行反馈。
六、板书设计1. 光合作用定义2. 光合作用过程1) 光反应2) 暗反应3. 影响光合作用的因素4. 光合作用的重要性七、作业设计1. 作业题目：1) 解释光合作用的定义及过程。
2) 论述影响光合作用的因素。
3) 分析光合作用在生物圈中的重要性。
2. 答案：1) 光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
2) 影响光合作用的因素有光照、温度、二氧化碳浓度等。
3) 光合作用在生物圈中的重要性体现在氧气、有机物合成等方面。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生深入了解光合作用在农业生产、环境保护等方面的应用，培养学生的科学素养。
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由双层细胞膜围成的、通常呈椭圆形的相对独立的细胞器（亚细胞单位）； 内外膜之间的空隙为膜间隙 ； 类囊体(Thylakoids)：由膜构成的囊状结构。每个类囊体的膜围成一个腔，腔内充满水和盐类； ——基粒类囊体（grana thylakoid, 基粒片层~lamella） ——基质类囊体（stroma thylakoid, 基质片层） 基质：不定型凝胶状，含丰富的酶、核酸、嗜饿体、核糖体、淀粉粒等。
天线色素复合体+反应中心→光合单位
光合单位：由250-300个叶绿素和其它天线色素分子构成的，能完成1个光量子吸收与 转化的色素蛋白复合体。 光合单位：结合于类囊体膜上能完成光化学反应的最小结构的功能单位。 光量子（quantum，q）： q =hv 。
一）光合反应中心
① 反应中心色素分子(原初电子供体)：光化学反应中最先向原初电子受体供给 电子的。反应中心色素分子又称原初电子供体。
第4章 光合作用（Photosynthesis）
第1节 光合作用的研究历史及意义 第2节 能量转换细胞器 — 叶绿体 第3节 光合色素 第4节 光反应 第5节 光合碳同化 第6节 影响光合作用的因素 第7节 提高植物光能利用率的途径
第1节 光合作用的研究历史及意义
光合作用：绿色植物利用光能把CO2和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
在叶绿体或前质体中合成叶绿素； 高等植物中以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，在一系列酶的作用下合成； 以成叶绿素和亚铁血红素的分水岭， ‘原卟啉Ⅸ’与Mg结合形成
‘Mg-原卟啉Ⅸ’（ ‘原卟啉Ⅸ’与Fe结合则形成亚铁血红素）； 需光还原过程，但强光下会发生光氧化； Fe、Cu、Mn、Zn是叶绿素合成的酶促反应辅助因子； 受遗传因子控制 ------
hν
hν
↓
↓
---------------------------------------------------------------
e
e
e
→ PS II → → → PS I →
----------------------------------------------------------------
1) 光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； 2) 电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； 3) 活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。
能量转变 贮能物质 转变过程 时间跨度(秒) 反应部位 是否需光 光、暗反应
光合作用中各种能量转变情况
光能 量子 原初反应 10-15－10-9 基粒类囊体膜 需光 光反应
② 原初电子受体：直接接收反应中心色素分子传来电子的电子传递体。 ③ 次级电子受体与供体等电子传递体 ④ 维持电子传递体的微环境所必需的蛋白质
二）光化学反应
光化学反应实质上是由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体间的氧化还原反应。
hυ ┋ D P A → D P* A → D P+ A- → D+ P A-
影响叶绿素形成的因素：
光：
原叶绿酸酯
NADPH 光
叶绿酸酯
弱光→黄化现象，过强光→光氧化；
温度：酶促反应的适宜温度范围：20-30℃；
矿质元素：N和Mg是Chl 组成成分，Fe、Cu、Mn、Zn是Chl合成的酶促反应辅助因子；
氧气： 强光→植物吸收的光能过剩→氧参与Chl的光氧化； 缺O2 → Mg-原卟啉和Mg-原卟啉甲酯积累，不能合成Chl；
处于高能激发态的分子不稳定，会迅速释放能量回到基态； 处于第二单线态的Chl*以热的形式释放部分能量降到第一单线态； 处于第一单线态的Chl*以下列多种形式释放能量回到基态。 1) 释放热量 2) 发出荧光（第一单线态→基态）和磷光（第一三线态→基态） 3) 诱导共振（能量从一个分子传递给另一个分子）
人类面临五 大问题
人口 粮食 能源 资源 环境
依赖 光合生产
因此，深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人 类服务，愈加显得重要和迫切。
第2节 能量转换细胞器 —— 叶绿体
叶片是光合作用的主要器官， 叶绿体（chloroplast）是光合作用最重要的细胞器。
叶绿体的基本结构：
所有的类胡萝卜素分子、Chl b和大多数的Chl a分子； 只是捕获吸收和传递光能； 以诱导共振方式将能量传递到光合反应中心； 没有光化学活性，不进行光化学反应； 位于光合膜上的色素蛋白复合体上，与色素蛋白构成天线复合体； 在天线复合体上完成光能的吸收与传递的过程。
反应中心色素：
少数特殊状态的Chl a分子； 吸收光能或接受天线色素传递来的能量后，被激发的高能e脱离其分子，转移给其它分子，发 生氧化还原反应（即产生光化学反应），将光能→电能。
类囊体膜上串联着的光反应中心
现已从叶绿体的片层类囊体膜结构中分离出PSⅡ和PSⅠ两个光系统，均为色素蛋白复合体； PSⅡ反应中心色素（P680）吸收红光（680nm）； PSⅠ反应中心色素（P700）吸收远红光（700nm）；（LHC：捕光复合体；OEC：放氧复合体）
水分：缺水→Chl合成受阻，分解加速；
内在遗传因子：低Chl突变体。
第4节 光反应
光合作用中的任何过程都需要光？ 光能是如何被植物转变为化学能？ 植物进行能量转换的场所？
光合作用的大致过程：
①原初反应
②电子传递和光合 磷酸化
③碳同化
光合作用的过程和能量转变:
光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，将光合作用分为三个阶段：
强吸收区: 400-500 （蓝紫）; 不吸收区：500以上（呈黄色或红棕色）
叶绿素：类胡萝卜素 ≈ 3∶1
叶 片 衰 老 过 程 中 或 逆 境 下 ， Chl 较 易降解，而Caro比较稳定。
三）叶绿素的荧光现象和磷光现象
颜色 紫外 波长 100~ (nm) 400 能量 400
高
紫 400~ 425 290
诱导共振： Chl1 + hγ → Chl1* Chl1* + Chl2 →Chl1 + Chl2*
以诱导共振方式传递的能量用于光合作用； 诱导共振仅发生在处于第一单线态的Chl回到基态的过程之中； 吸收了蓝光、处于高能态的Chl先以释放热能形式回到第一单线态，然后 第一单线态→基态。 ∴ 在能量利用上蓝光没有红光高。
光合作用的研究历史：
有机物质的来源?（CO2） O2的来源?（H2O） 光合作用的本质?（氧化还原反应） 挖掘光合作用的潜力?
超级稻、高光效能源植物 … … 袁隆平院士、匡廷云院士
CO2+2H2O*
氧化剂 还原剂
光 叶绿体
(CH2O)+ O2*+ H2O
光合作用的意义：
把无机物变为有机物的重要途径
蓝 425~ 490 274
绿 490~ 550 230
黄 550~ 585 212
橙 585~ 640 196
红 640~ 700 181
远红 700~ 740 166
红外 >740
85 低
光合色素分子对光能的吸收及能量的转变示意图
基态：能量的最低状态 激发态：高能、不稳定状态 物质吸收光子→原子中的e重新排列→分子从基态跃迁到激发态 对于Chl分子： Chl + hγ= Chl* Chl*处于不同激发态：吸收红光→第一单线态；吸收蓝光→第二单线态。第二单线态的 能量＞第一单线态。
电能 电子 电子传递,光合磷酸化 10-10－10-4 基粒类囊体膜 不一定，但受光促进 光反应
活跃的化学能
稳定的化学能
ATP、NADPH
碳水化合物等 碳同化
101－102 叶绿体基质
不一定，但受光促进
暗反应
4.1 原初反应
光合作用的第一步。 光合色素分子对光能的吸收、传递和转换过程。
天线色素（antenna，聚光色素）：
2. 双羧酸尾部：
一个羧基在副环(E)上以酯键与甲醇结合—甲基酯化； 另一个羧基（丙酸）在D环上与植醇（叶绿醇）结合— 植醇基酯化； 非极性，亲脂，插入类囊体膜的疏水区，起定位作用。
叶绿素提取：
纯的有机溶剂不能打破叶绿体色素与蛋白质的联系，所以必须用能与水混溶的 有机溶剂并有少量水存在时，才能将叶绿体色素提取出来。
光合作用是地球上最重要的化学反应。
—— 摘自1988年诺贝尔奖金委员会宣布光合作用研究 成果获奖的评语
与光合作用相关的诺贝尔奖
Wilstatter(1915)纯化叶绿素并阐明其结构； Fischer(1930s Emerson-光合单位)叶绿素化学； Calvin等(1962)阐明光合碳循环； Woodward(1965)合成叶绿素分子； Mitchell(1978)ATP合成——化学渗透学说； Deisenhofer等(1988)阐明光合细菌反应中心结构； Marcus(1992)生命体系（包括光合作用）的电子传递体系； Walker等(1997)ATP合酶的动态结构和反应机理； ……
D
P
A
D(donar)：次级电子供体 P(pigment)：反应中 心色素分子（原
初电子供体） A(acceptor): 原初电子受体
三）PSⅠ和PSⅡ的光化学反应 Emerson红降现象：
用不同波长的光照射绿藻，研究其光合效率。 当吸收波长大于680nm(远红光)时，量子产额出现急剧下降的现象，称为红降现象。 量子产额：吸收1个光量子放出的O2或固定CO2数目。
二）类胡萝卜素的化学结构和性质
1） 8个异戊二烯单位形成的四萜； 2）两头对称排列紫罗兰酮环； 3）不饱和C、H结构，疏水、亲脂。
β-胡萝卜素
叶黄素
三）光合色素的吸收光谱
叶绿素：
收区: 640-700nm（红）， 400-500nm（蓝紫）;
天线色素复合体+反应中心→光合单位
光合单位：由250-300个叶绿素和其它天线色素分子构成的，能完成1个光量子吸收与 转化的色素蛋白复合体。 光合单位：结合于类囊体膜上能完成光化学反应的最小结构的功能单位。 光量子（quantum，q）： q =hv 。
一）光合反应中心
① 反应中心色素分子(原初电子供体)：光化学反应中最先向原初电子受体供给 电子的。反应中心色素分子又称原初电子供体。
第4章 光合作用（Photosynthesis）
第1节 光合作用的研究历史及意义 第2节 能量转换细胞器 — 叶绿体 第3节 光合色素 第4节 光反应 第5节 光合碳同化 第6节 影响光合作用的因素 第7节 提高植物光能利用率的途径
第1节 光合作用的研究历史及意义
光合作用：绿色植物利用光能把CO2和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
在叶绿体或前质体中合成叶绿素； 高等植物中以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，在一系列酶的作用下合成； 以成叶绿素和亚铁血红素的分水岭， ‘原卟啉Ⅸ’与Mg结合形成
‘Mg-原卟啉Ⅸ’（ ‘原卟啉Ⅸ’与Fe结合则形成亚铁血红素）； 需光还原过程，但强光下会发生光氧化； Fe、Cu、Mn、Zn是叶绿素合成的酶促反应辅助因子； 受遗传因子控制 ------
hν
hν
↓
↓
---------------------------------------------------------------
e
e
e
→ PS II → → → PS I →
----------------------------------------------------------------
1) 光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； 2) 电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； 3) 活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。
能量转变 贮能物质 转变过程 时间跨度(秒) 反应部位 是否需光 光、暗反应
光合作用中各种能量转变情况
光能 量子 原初反应 10-15－10-9 基粒类囊体膜 需光 光反应
② 原初电子受体：直接接收反应中心色素分子传来电子的电子传递体。 ③ 次级电子受体与供体等电子传递体 ④ 维持电子传递体的微环境所必需的蛋白质
二）光化学反应
光化学反应实质上是由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体间的氧化还原反应。
hυ ┋ D P A → D P* A → D P+ A- → D+ P A-
影响叶绿素形成的因素：
光：
原叶绿酸酯
NADPH 光
叶绿酸酯
弱光→黄化现象，过强光→光氧化；
温度：酶促反应的适宜温度范围：20-30℃；
矿质元素：N和Mg是Chl 组成成分，Fe、Cu、Mn、Zn是Chl合成的酶促反应辅助因子；
氧气： 强光→植物吸收的光能过剩→氧参与Chl的光氧化； 缺O2 → Mg-原卟啉和Mg-原卟啉甲酯积累，不能合成Chl；
处于高能激发态的分子不稳定，会迅速释放能量回到基态； 处于第二单线态的Chl*以热的形式释放部分能量降到第一单线态； 处于第一单线态的Chl*以下列多种形式释放能量回到基态。 1) 释放热量 2) 发出荧光（第一单线态→基态）和磷光（第一三线态→基态） 3) 诱导共振（能量从一个分子传递给另一个分子）
人类面临五 大问题
人口 粮食 能源 资源 环境
依赖 光合生产
因此，深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人 类服务，愈加显得重要和迫切。
第2节 能量转换细胞器 —— 叶绿体
叶片是光合作用的主要器官， 叶绿体（chloroplast）是光合作用最重要的细胞器。
叶绿体的基本结构：
所有的类胡萝卜素分子、Chl b和大多数的Chl a分子； 只是捕获吸收和传递光能； 以诱导共振方式将能量传递到光合反应中心； 没有光化学活性，不进行光化学反应； 位于光合膜上的色素蛋白复合体上，与色素蛋白构成天线复合体； 在天线复合体上完成光能的吸收与传递的过程。
反应中心色素：
少数特殊状态的Chl a分子； 吸收光能或接受天线色素传递来的能量后，被激发的高能e脱离其分子，转移给其它分子，发 生氧化还原反应（即产生光化学反应），将光能→电能。
类囊体膜上串联着的光反应中心
现已从叶绿体的片层类囊体膜结构中分离出PSⅡ和PSⅠ两个光系统，均为色素蛋白复合体； PSⅡ反应中心色素（P680）吸收红光（680nm）； PSⅠ反应中心色素（P700）吸收远红光（700nm）；（LHC：捕光复合体；OEC：放氧复合体）
水分：缺水→Chl合成受阻，分解加速；
内在遗传因子：低Chl突变体。
第4节 光反应
光合作用中的任何过程都需要光？ 光能是如何被植物转变为化学能？ 植物进行能量转换的场所？
光合作用的大致过程：
①原初反应
②电子传递和光合 磷酸化
③碳同化
光合作用的过程和能量转变:
光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，将光合作用分为三个阶段：
强吸收区: 400-500 （蓝紫）; 不吸收区：500以上（呈黄色或红棕色）
叶绿素：类胡萝卜素 ≈ 3∶1
叶 片 衰 老 过 程 中 或 逆 境 下 ， Chl 较 易降解，而Caro比较稳定。
三）叶绿素的荧光现象和磷光现象
颜色 紫外 波长 100~ (nm) 400 能量 400
高
紫 400~ 425 290
诱导共振： Chl1 + hγ → Chl1* Chl1* + Chl2 →Chl1 + Chl2*
以诱导共振方式传递的能量用于光合作用； 诱导共振仅发生在处于第一单线态的Chl回到基态的过程之中； 吸收了蓝光、处于高能态的Chl先以释放热能形式回到第一单线态，然后 第一单线态→基态。 ∴ 在能量利用上蓝光没有红光高。
光合作用的研究历史：
有机物质的来源?（CO2） O2的来源?（H2O） 光合作用的本质?（氧化还原反应） 挖掘光合作用的潜力?
超级稻、高光效能源植物 … … 袁隆平院士、匡廷云院士
CO2+2H2O*
氧化剂 还原剂
光 叶绿体
(CH2O)+ O2*+ H2O
光合作用的意义：
把无机物变为有机物的重要途径
蓝 425~ 490 274
绿 490~ 550 230
黄 550~ 585 212
橙 585~ 640 196
红 640~ 700 181
远红 700~ 740 166
红外 >740
85 低
光合色素分子对光能的吸收及能量的转变示意图
基态：能量的最低状态 激发态：高能、不稳定状态 物质吸收光子→原子中的e重新排列→分子从基态跃迁到激发态 对于Chl分子： Chl + hγ= Chl* Chl*处于不同激发态：吸收红光→第一单线态；吸收蓝光→第二单线态。第二单线态的 能量＞第一单线态。
电能 电子 电子传递,光合磷酸化 10-10－10-4 基粒类囊体膜 不一定，但受光促进 光反应
活跃的化学能
稳定的化学能
ATP、NADPH
碳水化合物等 碳同化
101－102 叶绿体基质
不一定，但受光促进
暗反应
4.1 原初反应
光合作用的第一步。 光合色素分子对光能的吸收、传递和转换过程。
天线色素（antenna，聚光色素）：
2. 双羧酸尾部：
一个羧基在副环(E)上以酯键与甲醇结合—甲基酯化； 另一个羧基（丙酸）在D环上与植醇（叶绿醇）结合— 植醇基酯化； 非极性，亲脂，插入类囊体膜的疏水区，起定位作用。
叶绿素提取：
纯的有机溶剂不能打破叶绿体色素与蛋白质的联系，所以必须用能与水混溶的 有机溶剂并有少量水存在时，才能将叶绿体色素提取出来。
光合作用是地球上最重要的化学反应。
—— 摘自1988年诺贝尔奖金委员会宣布光合作用研究 成果获奖的评语
与光合作用相关的诺贝尔奖
Wilstatter(1915)纯化叶绿素并阐明其结构； Fischer(1930s Emerson-光合单位)叶绿素化学； Calvin等(1962)阐明光合碳循环； Woodward(1965)合成叶绿素分子； Mitchell(1978)ATP合成——化学渗透学说； Deisenhofer等(1988)阐明光合细菌反应中心结构； Marcus(1992)生命体系（包括光合作用）的电子传递体系； Walker等(1997)ATP合酶的动态结构和反应机理； ……
D
P
A
D(donar)：次级电子供体 P(pigment)：反应中 心色素分子（原
初电子供体） A(acceptor): 原初电子受体
三）PSⅠ和PSⅡ的光化学反应 Emerson红降现象：
用不同波长的光照射绿藻，研究其光合效率。 当吸收波长大于680nm(远红光)时，量子产额出现急剧下降的现象，称为红降现象。 量子产额：吸收1个光量子放出的O2或固定CO2数目。
二）类胡萝卜素的化学结构和性质
1） 8个异戊二烯单位形成的四萜； 2）两头对称排列紫罗兰酮环； 3）不饱和C、H结构，疏水、亲脂。
β-胡萝卜素
叶黄素
三）光合色素的吸收光谱
叶绿素：
收区: 640-700nm（红）， 400-500nm（蓝紫）;