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1、第三节 光合作用一捕获光能的色素和结构,第5章 细胞的能量供应和利用,叶绿体,形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有10至数百个叶绿体，其长36m，厚23m。,运 动 叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运动，而且可随光照的方向和强度而运动。在弱光下，叶绿体以扁平的一面向光以接受较多的光能；而在强光下，叶绿体的扁平面与光照方向平行，不致吸收过多强光而引起结构和功能的破坏。,叶绿体中色素的种类：,功 能：,吸收、传递和转化光能,叶绿素色素,吸收可见的太阳光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,1
2、.为什么树叶一般都呈绿色？叶绿素占叶绿体色素的3/4，叶绿素对绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿色。2.秋天为什么叶子会变黄？叶绿素解体。,问 题,2.提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。,一、光合作用的探究历程,1.以前，人们一直以为，小小的种子之所以 能够长成参天大树，完全依靠于土壤。,1771年,(英
3、)普里斯特利(Joseph Priestley)的实验,绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气,这个实验说明,碘蒸气处理,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,1864年,(德)萨克斯(Julius von Sachs)的实验,这个实验证明:,绿叶在光合作用中产生了淀粉,黑暗中,光照下,1880年,(美)恩格尔曼(C.Engelmann)的实验,这个实验证明:,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,2.第二组向同种绿色植物提供H218O和CO2,1.第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O。,C18O2+H2O,CO2+H218O,O2,证明：光合作用释放的O2全
4、部来自于H2O,1930年，(美)鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamaen)用同位素标记法研究光合作用:,18O2,CO2+,H2O*,(CH2O)+,O2*,光能,叶绿体,光合作用的概念及反应式,总结：,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，并且释放出氧的过程。,【探索二】光合作用的具体过程可以分为几个阶段？,光合作用的过程,光能,叶绿素a,NADP+,H2O,ATP,NADPH,2C3,CO2,C5,暗反应,光反应,(类囊体的薄膜上),(基质中),ADP+Pi,【探索二】光合作用的具体过程可以分为几个阶段？,二、光合作用的过程,光反应,暗反
5、应,【探索三】光反应可以包含几个反应？其原料和产物分别是什么？反应场所是什么？,【探索四】暗反应可以分为几个阶段？其原料和产物分别是什么？,思考：暗反应为什么称之为“暗”反应？暗反应在光下能不能进行？,光反应,水的光解：,ATP的形成：,光合作用,暗反应,C O 2的固定：,C O 2的还原：,【总结】光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应和暗反应，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜上利用光能将水光解成H和O2，同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在ATP中；暗反应阶段主要在叶绿体基质中将CO2中的C通过CO2的固定和CO2的还原储存在有机物中，同时将ATP中的能量转移到有机物中。,光合作用总反应
6、反应式,【探索五】要生成1分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子的H 2 O和C O 2？,光反应为暗反应提供H和ATP,类囊体的薄膜,叶绿体的基质中,光叶绿体色素酶,许多酶，不受光限制,水转变成H和氧气；生成ATP,C O2转变为C3,经C O2的还原为有机物,光能转化为ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定化学能,【总结】光反应与暗反应的区别与联系,三、光合作用的实质,2.能量转化：,1.物质转化：,【探索七】光合作用的意义是什么？,【探索六】通过学习光合作用的实质是什么？,四、光合作用原理的运,植物自身因素环境因素对光合作用的影响,1）光照,2）温度,3）二氧化
7、碳浓度,4）水分,5）矿质元素,影响光合作用的主要外界因素光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大,1.营养物质包括有机物、无机盐、水等,2.根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：,自养生物,异养生物,光能自养生物,化能自养生物,（绿色植物）,（硝化细菌等）,一、光合作用的场所-叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用
8、的过程1.光反应：,水的光解,ATP的合成,2.暗反应,二氧化碳的固定,二氧化碳的还原,四、光合作用的实质1.物质的转化 2.能量的转化五、光合作用的意义与应用,三、光合作用的概念和总反应式,光合作用,上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1.图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。,光照强度逐步减弱,ATP,NADPH,还原作用,五碳,2.图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（）A.光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体 效果 B.温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较 多的有机物 C.温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2 原料的供应 D.光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合 作用的进行,C,1.在光合作用中，糖类是在 阶段形成的，氧气是在 阶段形成的，ATP是在 阶段形成的。2.某科学家用14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是（）A.二氧化碳 叶绿素 ATP B.二氧化碳 三碳化合物 ATP C.二氧化碳 三碳化合物 糖类 D.二氧化碳 五碳糖 糖类3.光合作用过程中释放的氧气来源于（）A.二氧化碳 B.水 C.叶绿体 D.葡萄糖,暗反应,光反应,C,B,光反应,巩固练习,
