植物生理学教案5
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《植物生理学》教案
《植物生理学》教案课程代码：090100适用专业：生物科学学时数：54学时学分：学分执笔者：编写日期：2015年2月23日一、本课程的性质和目的本课程是为生物科学专业本科生开设的专业选修课程。
其基本任务是研究植物生命活动的规律和机理及其在植物生产中的应用。
通过学习，使学生掌握该课程的基本理论和研究方法，为学生从事相关教学和研究工作打下坚实的基础。
二、课程教学内容与及要求绪论（2学时）（一）教学要求了解植物生理学的定义、任务、产生、发展及展望。
（二）教学内容重点：植物生理学的定义、研究内容、形成、产生和发展第一节植物生理学的定义和研究内容第二节植物生理学的产生和发展第三节植物生理学与农业生产第四节怎样学好植物生理学,掌握与其有联系的学科的知识、注重实验以及结合生产实践（三）建议教学方法：贯彻少而精、启发式和形象化原则，通过幻灯、录像、多媒体等途径加深学生的印象，提高教学效果。
第一章植物的水分代谢（4学时）（一）教学要求了解植物体内水分存在状态和水分在植物生命活动中的作用；植物细胞及根系对水分的吸收；植物蒸腾作用的意义，发生部位以及影响蒸腾作用的因素；水分在植物体内的运输情况以及合理灌溉的生理基础等。
（二）教学内容重点：水在植物生命活动中的意义和水在细胞中的形态；水势概念、植物对水分的吸收、传导和散失的过程及影响这个过程的环境因素；合理灌溉的生理基础。
难点：水势概念、蒸腾作用、水分在植物体内的运输情况。
第一节水在植物生活中的重要性第二节水分的运动及水分进入植物细胞第三节植物根系对水的吸收。
第四节蒸腾作用。
第五节植物体内水分的运输第六节合理灌溉的生理基础（三）建议教学方法：贯彻少而精、启发式和形象化原则，通过幻灯、录像、多媒体等途径加深学生的印象，提高教学效果。
第二章植物的矿质营养（4学时）（一）教学要求通过学习使学生了解植物必需的矿质元素；植物体及其细胞对矿质元素的吸收；无机养料的同化；矿质元素在植物体内的运输以及合理施肥的生理基础等。
【大学课件】植物生理学电子教案
【大学课件】植物生理学电子教案章节一：引言1.1 课程介绍1.2 植物生理学的定义和研究范围1.3 植物生理学的重要性和应用领域1.4 教学目标和方法章节二：植物细胞生理2.1 植物细胞的基本结构2.2 植物细胞的渗透调节2.3 植物细胞的质壁分离和复原2.4 植物细胞的吸水和失水过程章节三：植物的光合作用3.1 光合作用的概念和意义3.2 光合作用的过程和机制3.3 光合作用的影响因素3.4 光合作用的生物化学反应章节四：植物的呼吸作用4.1 呼吸作用的概念和意义4.2 呼吸作用的过程和机制4.3 呼吸作用的影响因素4.4 呼吸作用在植物生长和发育中的应用章节五：植物的水分代谢5.1 水分在植物体内的运输和分配5.2 植物的吸水和失水过程5.3 植物的水分利用效率5.4 植物的水分调节机制【大学课件】植物生理学电子教案章节六：植物的矿物质营养6.1 植物所需主要矿物质元素6.2 矿物质元素的吸收、运输和利用6.3 矿物质元素过剩或不足对植物的影响6.4 植物营养诊断和施肥技术章节七：植物的生长发育7.1 植物生长发育的基本过程7.2 植物激素对生长发育的调节7.3 植物的器官发育7.4 植物的生长发育与环境因素的关系章节八：植物的生殖生理8.1 植物的生殖方式8.2 花的结构和发育8.3 授粉和受精过程8.4 种子和果实的形成与发育章节九：植物的逆境生理9.1 逆境对植物生长的影响9.2 植物的抗旱性9.3 植物的抗盐性9.4 植物的抗病虫害能力章节十：植物生理学实验技术10.1 基本实验操作和技术10.2 光合作用和呼吸作用的测定10.3 植物水分代谢的测定10.4 植物矿物质营养的测定【大学课件】植物生理学电子教案章节十一：植物的碳同化作用11.1 碳同化作用的基本过程11.2 C3和C4植物的碳同化作用机制11.3 碳同化作用与光合作用的关系11.4 碳同化作用的环境调节因素章节十二：植物的氮代谢12.1 植物氮代谢的基本过程12.2 氨基酸的合成与分解12.3 蛋白质的合成与降解12.4 植物氮素的利用效率和调控章节十三：植物的激素生理13.1 植物激素的种类和功能13.2 植物激素的合成、运输和作用机制13.3 植物激素在生长发育中的作用13.4 植物激素在逆境响应中的作用章节十四：植物的生态系统生理14.1 植物与环境的相互作用14.2 植物生态生理的研究方法14.3 植物在生态系统中的功能和作用14.4 植物生态生理在生态系统管理中的应用章节十五：总结与展望15.1 植物生理学的主要研究成果和进展15.2 植物生理学面临的挑战和未来研究方向15.3 植物生理学在农业和生态环境领域的应用前景15.4 对学生学习植物生理学的建议和指导重点和难点解析重点：植物细胞生理中的渗透调节、质壁分离和复原过程。
2024年度植物生理学教案精选
生理功能。例如，水分胁迫会影响植物对矿质元素的吸收和利用，而某
些矿质元素的缺乏也会影响植物的水分状况。
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CATALOGUE
植物生长发育生理
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植物的生长与分化
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植物细胞的生长与分裂
讲解植物细胞如何通过分裂增加细胞数量，以及如何通过生长增 大细胞体积。
组织与器官的形成
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植物对矿质元素的吸收、运输和利用
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植物对矿质元素的吸收
主要通过根系从土壤中吸收矿质元素，吸收方式包括主动吸收和 被动吸收。
矿质元素在植物体内的运输
通过木质部和韧皮部进行长距离运输，同时借助细胞内的各种转运 蛋白进行短距离运输。
矿质元素的利用
植物利用吸收的矿质元素参与各种生理生化过程，如光合作用、呼 吸作用、物质合成与分解等。
研究植物在逆境条件下的 生理响应和适应机制，包 括干旱、高温、低温、盐 碱、重金属胁迫等。
研究植物激素的合成、代 谢、运输和作用机制，以 及激素信号转导途径和调 控网络。
研究植物与微生物之间的 相互作用及其生理效应， 包括共生关系、寄生关系 和抗病机制等。
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逆境条件下植物的生理生化变化
水分逆境下的生理生化变 化
探讨干旱和洪涝胁迫下植物的生理生化响应 ，如渗透调节物质积累、气孔运动调节、活 性氧代谢等。
温度逆境下的生理生化变化
分析高温和低温胁迫对植物生理生化过程的影响， 如膜脂过氧化、抗氧化酶活性变化、热激蛋白表达 等。
盐碱逆境下的生理生化变 化
植物生理学教学教案
效果
期末考试评价
考试内容：涵盖植物生理 学的基础知识、实验技能
和实践应用
评分标准：根据学生的理 论知识掌握程度、实验操 作技能和实践应用能力进
行评分
考试形式：笔试和实验操 作考试相结合
反馈方式：通过试卷分 析和学生访谈，了解学 生的学习情况，及时调
整教学策略和方法
学生反馈与改进措施
收集学生反馈：通过问卷 调查、访谈等方式收集学 生对课程教学的反馈意见。
学生互动讨论
提出问题：引导 学生思考并提出 问题
讨论交流：鼓励 学生之间进行讨 论和交流
教师引导：教师 适时进行引导和 启发
总结归纳：教师 总结学生的讨论 和交流，归纳出 知识点
教学过程
导入新课
引入植物生理学的概念和 重要性
介绍植物生理学的研究内 容和方法
通过实例说明植物生理学 的应用价值
激发学生对植物生理学的 兴趣和求知欲
分析反馈结果：对收集到 的反馈意见进行整理和分 析，找出教学中存在的问
题和不足。
制定改进措施：根据分析 结果，制定针对性的改进 措施，如调整教学内容、 改进教学方法、加强师生
互动等。
实施改进措施：将改进措 施落实到教学中，观察并 记录改进效果，以便进一
步调整和优化。
THANK YOU
汇报人：XX
举例说明：通过具体的例子来 解释抽象的理论知识
实验演示：通过实验演示来让 学生更直观地了解理论知识
课堂讨论：鼓励学生参与课堂 讨论，提高学习积极性和互动 性
实验教学
实验材料：准备相关实验器 材和材料，如显微镜、培养 皿、种子等
实验目的：通过实验，让学 生了解植物生理学的基本原 理和知识
实验步骤：详细讲解实验步 骤，包括实验前准备、实验
期末考试评价
考试内容：涵盖植物生理 学的基础知识、实验技能
和实践应用
评分标准：根据学生的理 论知识掌握程度、实验操 作技能和实践应用能力进
行评分
考试形式：笔试和实验操 作考试相结合
反馈方式：通过试卷分 析和学生访谈，了解学 生的学习情况，及时调
整教学策略和方法
学生反馈与改进措施
收集学生反馈：通过问卷 调查、访谈等方式收集学 生对课程教学的反馈意见。
学生互动讨论
提出问题：引导 学生思考并提出 问题
讨论交流：鼓励 学生之间进行讨 论和交流
教师引导：教师 适时进行引导和 启发
总结归纳：教师 总结学生的讨论 和交流，归纳出 知识点
教学过程
导入新课
引入植物生理学的概念和 重要性
介绍植物生理学的研究内 容和方法
通过实例说明植物生理学 的应用价值
激发学生对植物生理学的 兴趣和求知欲
分析反馈结果：对收集到 的反馈意见进行整理和分 析，找出教学中存在的问
题和不足。
制定改进措施：根据分析 结果，制定针对性的改进 措施，如调整教学内容、 改进教学方法、加强师生
互动等。
实施改进措施：将改进措 施落实到教学中，观察并 记录改进效果，以便进一
步调整和优化。
THANK YOU
汇报人：XX
举例说明：通过具体的例子来 解释抽象的理论知识
实验演示：通过实验演示来让 学生更直观地了解理论知识
课堂讨论：鼓励学生参与课堂 讨论，提高学习积极性和互动 性
实验教学
实验材料：准备相关实验器 材和材料，如显微镜、培养 皿、种子等
实验目的：通过实验，让学 生了解植物生理学的基本原 理和知识
实验步骤：详细讲解实验步 骤，包括实验前准备、实验
植物生理学教案(2024)
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植物的生殖生理与种子形成
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植物的生殖方式及特点
有性生殖
通过精子和卵细胞的结合形成合 子，再发育成新个体。有性生殖 具有遗传多样性，有利于植物适
应环境变化。
无性生殖
通过营养器官（如根、茎、叶） 的分裂、出芽或孢子等方式繁殖 新个体。无性生殖繁殖速度快，
能保持母本的优良性状。
研究方法
植物生理学的研究方法包括实验观察、生理生化分析、分子生物学技术、生物信息学分析等多 种手段，以揭示植物生命活动的本质和规律。
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植物生理学在农业生产中的应用
01 作物育种
通过了解植物生理机制，可以指导作物育种工作 ，选育出高产、优质、抗逆性强的新品种。
02 栽培技术
根据植物生理学原理，可以制定合理的栽培技术 措施，如合理施肥、灌溉、病虫害防治等，提高 作物产量和品质。
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植物生长调控技术及其在农业生产中的应用
调控技术
通过外源施加生长物质或其类似物、改变环境条件等手段，调控植物生长发育 过程。
农业生产应用
提高作物产量和品质，改善植物生长环境适应性，促进作物早熟和增产等。例 如，利用赤霉素促进杂交水稻制种产量的提高，利用乙烯利促进棉花叶片脱落 和采收等。
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1. 光照强度
直接影响光反应速率，光 照越强，光合作用速率越 快。
3. 二氧化碳浓度
是光合作用的原料之一， 浓度高低直接影响光合作 用的速率。
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2. 温度
影响酶的活性，适宜的温 度有利于光合作用的进行 。
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呼吸作用的概念、类型及生理意义
• 概念：呼吸作用是指植物体内的有机物在细胞内经过一系列的 氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的 过程。
植物生理学 教案
植物生理学教案教案标题：植物生理学教学目标：1. 了解植物生理学的基本概念和重要性。
2. 掌握植物的生长和发育过程以及与环境因素的关系。
3. 理解植物的营养需求和光合作用过程。
教学重点：1. 植物的生长和发育过程。
2. 植物对环境因素的反应和适应能力。
3. 植物的营养需求和光合作用的原理。
教学准备：1. 教学资料：教科书、课件、多媒体设备等。
2. 实验设备：显微镜、植物生长箱等。
3. 实验材料：植物样本、培养基等。
教学过程：一、导入（5分钟）利用引人入胜的故事或实例，向学生介绍植物生理学的重要性和应用领域。
二、知识讲解（15分钟）1. 植物的生长和发育过程：种子萌发、幼苗生长、成株发育等。
2. 植物对环境因素的反应和适应能力：光、温度、水分、土壤矿质等。
3. 植物的营养需求和光合作用的原理：养分吸收、运输和利用过程。
三、实验演示（20分钟）1. 示范种子萌发实验：使用显微镜观察种子的发育过程。
2. 示范温度对植物生长的影响实验：设置不同温度条件下的植物生长箱，观察植物的生长情况。
3. 示范养分供应对光合作用的影响实验：在不同营养培养基上培养植物，观察光合作用的效果。
四、讨论与总结（10分钟）与学生进行讨论，回答他们对实验中观察到的现象和原理的疑问。
总结重点概念和实验结果。
五、拓展延伸（10分钟）引导学生思考和探究植物生理学在农业、园艺、药学等领域的应用，展示相关案例或实践经验。
六、作业布置（5分钟）要求学生完成相关阅读和实验报告，以巩固所学内容并培养科学思维能力。
教学反思：教学过程中应注意实验的设计和操作，确保实验过程的安全和有效性。
同时，适时调整教学方法，激发学生的兴趣和参与度。
《植物生理学》备课备课教案
《植物生理学》备课教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解植物细胞的基本结构和功能；（2）掌握植物细胞的分裂和分化过程；（3）了解植物的光合作用和呼吸作用；（4）认识植物的生长发育和生殖过程。
2. 过程与方法：（1）通过观察植物细胞切片，了解植物细胞的结构；（2）利用实验方法，探究植物的光合作用和呼吸作用；（3）观察植物的生长和发育过程，分析其生理机制。
3. 情感态度价值观：培养学生对植物生理学的兴趣，增强其关爱植物、保护生态环境的意识。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）植物细胞的基本结构和功能；（2）植物的光合作用和呼吸作用；（3）植物的生长发育和生殖过程。
2. 教学难点：（1）植物细胞的分裂和分化过程；（2）光合作用和呼吸作用的关系；（3）植物生长发育的生理机制。
三、教学准备1. 教材：《植物生理学》；2. 实验器材：显微镜、植物细胞切片、实验药品等；3. 课件：植物细胞结构、光合作用和呼吸作用、生长发育过程等图片和视频。
四、教学过程1. 导入：通过展示植物生长过程的图片，引发学生对植物生理学的兴趣，导入新课。
2. 教学内容：（1）植物细胞的基本结构和功能；（2）植物细胞的分裂和分化过程；（3）植物的光合作用和呼吸作用；（4）植物的生长发育和生殖过程。
3. 课堂讨论：引导学生结合教材内容，分组讨论植物细胞的结构、功能以及光合作用和呼吸作用的关系。
4. 实验操作：分组进行植物细胞切片观察实验，让学生亲自操作显微镜，观察植物细胞的结构。
五、课后作业1. 复习教材，整理本节课所学的知识点；2. 完成课后练习题，巩固所学内容；3. 预习下一节课的内容，为课堂学习做好准备。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对植物细胞结构、功能以及光合作用和呼吸作用的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能以及对观察结果的描述和分析。
3. 课后作业：检查学生对课堂所学知识的巩固情况。
山东农业大学教案
课程名称：《植物生理学》授课班级：2023级园艺专业1班授课教师：张老师授课时间：2023年11月15日授课地点：园艺楼306教室教学目标：1. 知识目标：使学生掌握植物生理学的基本概念、基本原理和基本方法，了解植物生命活动的规律。
2. 能力目标：培养学生运用植物生理学知识解决实际问题的能力，提高学生的科学思维和实验技能。
3. 情感目标：激发学生对植物生理学学科的兴趣，树立为农业发展服务的意识。
教学内容：一、植物生理学概述1. 植物生理学的定义和研究内容2. 植物生理学的研究方法3. 植物生理学的发展历史二、植物细胞生理1. 细胞膜与细胞壁的结构和功能2. 细胞质的结构和功能3. 细胞核的结构和功能三、植物物质代谢1. 植物光合作用2. 植物呼吸作用3. 植物营养物质的吸收与运输四、植物生长发育1. 植物生长的激素调控2. 植物发育的分子机制3. 植物生殖生理教学过程：一、导入新课1. 通过提问、讨论等方式，引导学生回顾植物生理学的基本概念和研究内容。
2. 引入本节课的学习目标。
二、讲授新课1. 讲解植物生理学概述，包括定义、研究内容、研究方法和历史发展。
2. 讲解植物细胞生理，重点介绍细胞膜与细胞壁、细胞质、细胞核的结构和功能。
3. 讲解植物物质代谢，包括光合作用、呼吸作用和营养物质吸收与运输。
4. 讲解植物生长发育，包括激素调控、分子机制和生殖生理。
三、课堂练习1. 学生分组讨论，针对本节课所学内容，提出相关问题。
2. 教师根据学生提出的问题，进行解答和补充。
四、总结与拓展1. 总结本节课的学习内容，强调重点和难点。
2. 拓展延伸，介绍植物生理学在实际农业生产中的应用。
教学手段：1. 利用多媒体课件，展示植物生理学的基本概念、原理和实验图片。
2. 通过课堂讨论，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。
3. 结合实验操作，让学生亲身体验植物生理学的实验过程。
教学评价：1. 课堂表现：观察学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性。
植物生理学教案绪论
植物生理学教案绪论一、教学目标1. 了解植物生理学的定义和研究范围。
2. 掌握植物生理学的发展历程和重要成就。
3. 明确植物生理学在农业生产、环境保护和生物技术等领域的重要性。
4. 培养学生的学习兴趣和探究精神。
二、教学内容1. 植物生理学的定义和研究范围植物生理学的定义：研究植物生命活动规律的科学。
研究范围：植物的光合作用、呼吸作用、营养代谢、生长发育、逆境生理等。
2. 植物生理学的发展历程和重要成就古代：对植物生理现象的观察和描述。
近现代：光合作用的发现、细胞学说的建立、植物生长激素的研究等。
当代：分子生物学技术在植物生理学中的应用，如基因工程、植物基因组学等。
3. 植物生理学在农业生产中的应用提高作物产量和品质。
抗逆育种和抗病虫害。
合理施肥和灌溉。
4. 植物生理学在环境保护和生物技术领域的重要性植物对环境的净化作用。
植物在碳循环和氧气中的作用。
生物技术在植物生理学中的应用，如组织培养、植物基因工程等。
三、教学方法1. 讲授法：讲解植物生理学的定义、研究范围、发展历程等。
2. 案例分析法：分析植物生理学在农业生产、环境保护等方面的应用实例。
3. 讨论法：引导学生探讨植物生理学的发展趋势和未来挑战。
四、教学准备1. 教案、PPT、教材等教学资源。
2. 相关视频、图片等辅助教学材料。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对植物生理学基本概念的理解。
2. 课后作业：布置相关思考题，检验学生对教学内容的理解和掌握。
3. 小组讨论：评估学生在探讨植物生理学发展趋势和未来挑战时的表现。
六、教学内容（续）5. 植物生理学实验技术介绍常见的植物生理学实验方法，如气体交换测定、光合速率测定、植物组织切片等。
强调实验操作的规范性和实验数据的准确性。
七、植物的生长与发育1. 生长与发育的概念解释植物生长的含义，生长是生物体体积和质量的增加。
阐述发育的内涵，发育是生物体结构和功能的变化。
2. 植物生长的主要因素遗传因素：基因对植物生长的影响。
植物生理学电子教案
植物生理学电子教案第一章：植物细胞生理1.1 细胞结构与功能植物细胞的基本结构细胞膜的功能细胞器的功能1.2 细胞代谢光合作用呼吸作用蒸腾作用1.3 细胞信号传导植物激素的作用细胞信号传导途径第二章：植物生长发育2.1 种子萌发种子萌发的过程影响种子萌发因素2.2 植物生殖有性生殖与无性生殖花的结构与授粉2.3 植物生长与发育细胞分裂与伸长器官发生的调控第三章：植物营养与矿物质代谢3.1 植物营养吸收与运输根系吸收营养的过程营养在植物体内的运输3.2 矿物质代谢主要矿物质元素的功能矿物质的循环与平衡3.3 植物营养与肥料有机肥料的使用化学肥料的使用第四章：植物光合作用与呼吸作用4.1 光合作用光合作用的过程光合作用的调控4.2 呼吸作用呼吸作用的过程呼吸作用的调控4.3 光合与呼吸的关系光合与呼吸的相互影响植物产量与光合呼吸的关系第五章：植物激素与生长发育调控5.1 植物激素的作用生长素的调控作用赤霉素的调控作用细胞分裂素的调控作用脱落酸的调控作用5.2 植物生长发育的调控激素间的相互作用植物生长发育的调控机制5.3 植物激素的应用植物生长调节剂的应用激素在农业生产中的应用第六章：植物逆境生理6.1 逆境类型与植物响应非生物逆境（如干旱、盐害、低温）生物逆境（如病虫害、杂草竞争）6.2 植物抗逆机制渗透调节物质的作用抗氧化系统的功能基因表达的调控6.3 植物逆境育种与栽培抗逆品种的选育逆境下的栽培管理技术第七章：植物生殖生理7.1 花的发育与授粉花器官的形成与发育授粉与受精过程7.2 种子形成与萌发种子形成的生理机制种子萌发的生理需求7.3 果实发育与成熟果实的形成与发育果实的成熟生理第八章：植物生物技术8.1 植物组织培养愈伤组织的诱导与分化植物繁殖的新技术8.2 基因工程在植物中的应用植物基因转化的方法转基因植物的安全性讨论8.3 植物生物反应器植物生物反应器的概念植物生物反应器的应用前景第九章：植物生理学实验技术与方法9.1 基本实验技术样品的采集与处理显微镜观察技术色谱分析技术9.2 现代分析技术光谱分析技术质谱分析技术生物传感技术9.3 实验数据处理与分析实验数据的整理统计分析方法图形绘制与表达第十章：植物生理学在农业中的应用10.1 植物生理学与作物栽培优化作物生长环境提高作物产量与品质10.2 植物生理学与农业可持续发展保护性耕作与土壤健康农业生态系统的管理10.3 植物生理学在农业科研中的应用研究植物抗逆机制创制新品种与新技术重点和难点解析重点环节1：植物细胞生理中的细胞代谢光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的机理和调控是植物细胞生理的核心内容，需要重点掌握。
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基本内容Photos yn thesis of pla nt自养植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物质的过程，称为植物的碳素同化作用（carbon assimilation ）。
植物碳素同化作用包括细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用3种类型。
在这3种类型中，绿色植物光合作用最广泛，合成的有机物质最多，与人类的关系也最密切。
第一节光合作用的重要性（Importances of photosynthesis 绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用（photosynthesi^。
光合作用所产生的有机物质主要是糖类，贮藏着能量。
光合作用的过程，可用下列方程式来表示。
光能-CO2 + H20绿色细胞（CH2°）+O2光合作用的重要性，可概括为下列3个方面：1、把无机物变成有机物（Convert inogenic matters into organic matters 植物通过光合作用制造有机物的规模是非常巨大的。
据估计，地球上的自养植物同化的碳素，40%是由浮游植物同化的，余下60%是由陆生植物同化的，难怪人们把绿色植物喻为庞大的合成有机物的绿色工厂。
今天人类所吃的全部食物和某些工业原料，都是直接或间接地来自光合作用。
2、蓄积太阳能量(Accumulate light energy) 植物在同化无机碳化合物的同时，把太阳光能转变为化学能，贮藏在形成的有机化合物中。
有机物所贮藏的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用以外，更重要的是可提供人类营养和活动的能量来源。
我们所利用的能源，如煤炭、天然气、木材等等，都是现在或过去的植物通过光合作用形成的。
3、环境保护(purify environment)第二节叶绿体及叶绿体色素(chloroplast and chloroplast pigments) ) 叶片是进行光合作用的主要器官，而叶绿体(chloroplast)是进行光合作用的主要细胞器。
一、叶绿体的结构和成分(一)叶绿体的结构(Struture of chloroplast) 在显微镜下可以看到，高等植物的叶绿体大多数呈椭圆形，一般直径约为3-6 ^m,厚约为2-3叩。
据统计，每平方毫米的蓖麻叶就含有3X107〜5X107个叶绿体。
在电子显微镜下，可以看到叶绿体的外围有由两层薄膜构成的叶绿体膜(chloroplast membrane)，分别称为外膜( outer membrane)和内膜(inner membrane，内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，是一个有选择性的屏障。
叶绿体膜以内的基础物质称为基质(stroma)。
基质成分主要是可溶性蛋白质(酶) 和其他代谢活跃物质，呈高度流动性状态，具有固定二氧化碳的能力，光合产物——淀粉是在基质里形成和贮藏起来的。
在淡黄色的基质中存在着许多浓绿色的颗粒，称基粒(grana)，圆饼状。
叶绿体的光合色素主要集中在基粒之中，光能转换为化学能的主要过程是在基粒中进行的。
一个典型的成熟的高等植物的叶绿体，含有20〜200个甚至更多的基粒。
基粒的直径一般约为0.5〜1叩，厚度约为0.1〜0.2 (在干的状态下测量)。
在叶绿体的基质中有一类易与锇酸结合的颗粒，称为嗜锇滴(osmiophilic droplet)或称脂类滴(lipid droplet)，其主要成分是亲脂性的醌类物质。
嗜锇滴的生理功能大概是起叶绿体脂类仓库的作用，因为正当片层合成时需要脂类，便从嗜锇滴调用，嗜锇滴逐渐减少；当叶绿体衰老，片层解体时，嗜锇滴体积逐渐增大。
在电子显微镜下观察叶绿体的纵切面，可以看到，高等植物的叶绿体都具有由许多片层（lamella）组成的片层系统，每个片层是由自身闭合的双层薄片组成，呈压扁了的包囊状，称为类囊体（thylakoid ）。
类囊体腔内充满溶液。
每个基粒是由2个以上的类囊体垛叠在一起，象一叠镍币一样（从上看下去则呈小颗粒状），这些类囊体称为基粒类囊体（grana thylakoid ）。
有一些类囊体较大，贯穿在两个基粒之间的基质之中，这些类囊体称为基质类囊体（stroma thylakoid）（图3-1）。
图3-1叶绿体结构光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体膜亦称为光合膜（photosynthetic membrane。
（二）叶绿体的成分（Composition of chloroplast）叶绿体约含75%的水分。
在干物质中，以蛋白质、脂类、色素和无机盐为主。
叶绿体是进行光合作用的主要场所，许多反应都要有酶参与•二、光合色素的化学特性高等植物的光合色素有2 类：叶绿素和类胡萝卜素，排列在类囊体膜上。
（一）叶绿素（chlorophyll ）叶绿素（chlorophyll ）中主要有叶绿素a和叶绿素b两种。
它们不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂。
在颜色上，叶绿素a呈蓝绿色，而叶绿素b 呈黄绿色。
叶绿素的化学组成如下：叶绿素a C55H72O5N4Mg 叶绿素b C55H70O6N4Mg 叶绿素是叶绿酸的酯。
叶绿酸是双羧酸，其中的两个羧基分别与甲醇（CH30H）和叶绿醇（phytol，C20H39OH）发生酯化反应，形成叶绿素。
叶绿素分子含有4个吡咯环，它们和4个甲烯基（==CH —）连接成1个大环，叫做卟啉环。
镁原子居于卟啉环的中央。
另外有1 个含羰基和羧基的副环（同素环V），羧基以酯键和甲醇结合。
叶绿醇则以酯键与在第IV 吡咯环侧链上的丙酸相结合。
图3-2是叶绿素a的结构式。
现在已可人工合成叶绿素分子。
叶绿素分子是一个庞大的共轭系统，吸收光形成激发状态后，由于配对键结构的共振，其中1 个双键的还原，或双键结构丢失1 个电子等，都会改变它的能量水平。
以氢的同位素氘或氚试验证明，叶绿素不参与氢传递，似乎只以电子传递（即电子得失引起的氧化还原）及共振传递（直接传递能量）的方式，参与光反应。
在第IV 环上存在的叶绿醇链是高分子量的碳氢化合物，是叶绿素分子的亲脂部分，使叶绿素分子具有亲脂性。
这条长链的亲脂“尾巴” ，对叶绿素分子在类囊体片层上的固定起着极其重要的作用。
叶绿素分子的“头部”是金属卟啉环，镁原子带正电荷，而氮原子则偏向于带负电荷，呈极性，因而具有亲水性，可以和蛋白质结合。
叶绿素分子的头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性的特点，决定了它在类囊体片层中与其他分子之间的排列关系。
绝大部分叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集和传递光能的作用。
少数特殊状态的叶绿素a分子有将光能转换为电能的作用。
(二)类胡萝卜素(carote no id)叶绿体中的类胡萝卜素(carotenoid)有两种，即胡萝卜素(caroten^和叶黄素(xanthophyll)(或胡萝卜醇carotenol)。
类胡萝卜素不溶于水，但能溶于有机溶剂。
在颜色上，胡萝卜素呈橙黄色，而叶黄素呈黄色。
类胡萝卜素也有收集和传递光能的作用，除此之外，还有防护叶绿素免受多余光照伤害的功能。
胡萝卜素是不饱和的碳氢化合物，分子式是C40H56，它有3种同分异构物：a -、B -及丫-胡萝卜素。
叶子中常见的是B -胡萝卜素，它的两头分别具有一个对称排列的紫罗兰酮环，中间以共轭双键相连接。
叶黄素是由胡萝卜素衍生的醇类，分子式是C40H56O2°B -胡萝卜素和叶黄素的结构式见图3-3。
图3-3 3-胡萝卜素和叶黄素的结构式三、光合色素的光学特性(Optics characteristic of photos yn thetic pigme nts)由于植物在进行光合作用时，其光合色素对光能的吸收和利用起着重要的作用，所以需要着重研究各种光合色素(特别是叶绿素)的光学性质。
（一）辐射能量flip图3-2叶绿素a的结构式M UL H H IE t\ H H光波是一种电磁波。
各种电磁波的波长不同，对光合作用有效的可见光的波长是在400〜700nm之间。
光同时又是运动着的粒子流，这些粒子称为光子（photon）,光子所带有的能量称为光量子（亦称量子，qua ntum）。
光子携带的能量和光的波长的关系如下：E= L h v= L h c/ 入式中E是每mol光子（或爱因斯坦，Einstein）的能量，L是阿伏加德罗（Avogadro）常数（6.02X 1023 mol-1），h 为普朗克（Pla nek）常量（6.626X 10-34J?s）, v是辐射频率（s-1），e是光速（2.997 9X 108 ms-1）,入是波长（nm）。
上式表明，光子的能量与波长成反比。
不同波长的光，每个爱因斯坦所持的能量是不同的（表3-1）。
表3-1不同波长的光子所持的能量光波长（nm）kJ/Einstein紫外<400297紫400〜425289蓝425〜490259绿490〜560222黄560〜580209橙580〜640197红640〜740172（二）吸收光谱（absorption spectrum）太阳光不是单一的光，到达地表的光波长大约从300nm的紫外光到2 600 nm 的红外光，其中只有波长大约在390〜770 nm之间的光是可见光。
当光束通过三棱镜后，可把白光分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续光谱，这就是太阳光的连续光谱（图3-4）。
图3-4太阳光的光谱叶绿素吸收光的能力极强。
如果把叶绿素溶液放在光源和分光镜的中间，就可以看到光谱中有些波长的光被吸收了，因此，在光谱上出现黑线或暗带，这种光谱称为吸收光谱（absorption spectrum。
叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在波长为640〜660nm的红光部分，另一个在波长为430〜450部分（图3-5）。
胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱与叶绿素不同，它们的最大吸收带在蓝紫光部分，不吸收红光等长波的光（图3-6）。
图3-6 a-胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱（三）荧光现象和磷光现象（fluoresce nee and phosphoresce nCe叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色（叶绿素a为血红光，叶绿素b为棕红光），这种现象称为荧光现象。
当叶绿素分子吸收量子后，就由最稳定的、最低能量的基态（grou nd state）（常态）上升到一个不稳定的、高能状态的激发态（excited state。
由于激发态极不稳定，迅速向较低能状态转变，能量有的以热形式消耗，有的以光形式消耗。
从第一单线态（first singlet state）回到基态所发射的光就称为荧光（fluorescenc®（图3-7）。
荧光的寿命很短，10-8-10-9s。
叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些，所以叶绿素溶液在入射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。