光 合 作 用制作人：刘文华CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能 叶绿体一、光合作用的概念 及反应式 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。基粒外膜内膜基质色素与光反 应有关 的酶与暗反应有关 的酶二、叶绿体的结构和功能叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a a( (蓝绿色) )叶绿素叶绿素b b（黄绿色）胡萝卜素胡萝卜素（ 橙黄色）叶黄素叶黄素（黄 色）（3/4）(1/4)胡爷爱币（扩散速度最快） （最窄）（最宽）（扩散速度最慢）三：叶绿体中的色素种类及功能1.色素种类（1）作用中心色素：三：叶绿体中的色素种类及功能吸收和传递光能例如：少数特殊状态叶绿素a吸收、转换光能2.色素的功能（2）聚光色素:例如：类胡萝卜素叶绿素b大部分叶绿素a四：光能转换成电能（原初反应）光 光 光PDAH2Oe作用中心NADP+NADPHB说明：B为聚光色素， P为作用中心色素，A为原初e受体，D为原初e供体H2OO2H+ e-ADP+Pi ATP NADP+NADPH光光CO22C3(CH2O)固定C5还原光反应暗反应叶绿体片 层结构基质五：电能转换成活跃的化学能卡尔文循环六：光反应和暗反应比较项项 目光反应应 暗反应应场场 所条件物质质 变变化能力 变变化基粒片层膜基质 光、色素、酶酶2H2O 4H+4e-+O2ADP + Pi ATPNADP+2e-+H+ NADPH CO2 + C5 2C32C3 + ATP + NADPH (CH2O) +ADP +Pi + NADP+ + C5酶酶酶色素吸收的光能 酶色素吸收的光能 酶色素吸收的光能光能电能活跃 的化 学能活跃的 化学能稳定的 化学能七、七、 C C3 3植物和植物和C C4 4植物植物 什么叫什么叫C C4 4植物？举例。植物？举例。光合作用时CO2中的C首先转移到C4里， 然后再转移到C3中的植物，叫做C4植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。 什么叫什么叫C C3 3植物？举例。植物？举例。光合作用时CO2中的C直接转移到C3里 的植物，叫做C3植物。例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马 铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。（一）C4植物叶的结构1. C4与C3植物叶的结构区别C C3 3植物植物C C4 4植物植物C3: 维管束鞘细胞不含叶绿体C4: 呈“花环型”两圈外: 部分叶肉细胞内: 含无基粒的叶绿体的 维管束鞘（叶脉鞘）细胞维管束：维管束：由导管和筛管等构成的结构。由导管和筛管等构成的结构。导管：导管：运输水分和矿质元素等，单向。运输水分和矿质元素等，单向。筛管：筛管：运输有机养料等，双向运输。运输有机养料等，双向运输。 什么叫什么叫C C3 3途径？途径？光合作用中固定CO2的途径发生在C3 植物体内。 什么叫什么叫C C4 4途径？途径？光合作用中固定CO2的途径发生在C4 植物体内。（二） C3 和C4途径叶肉细胞叶肉细胞 中的叶绿体中的叶绿体维管束鞘维管束鞘（叶脉鞘）（叶脉鞘） 细胞中的叶绿体细胞中的叶绿体C C4 4植物光合作用特点示意图植物光合作用特点示意图COCO2 2NADPHNADPH NADPNADP+ +ATPATP ADP+PiADP+Pi（CHCH2 2OO）多种酶多种酶 参加催化参加催化C C5 52C2C3 3COCO2 2 C C4 4C C3 3(PEP)(PEP)（丙酮酸）（丙酮酸）C C4 4ADP+PiADP+PiATPATPC C3 3酶酶（二） C3 和C4途径C4途径C3途径 C C4 4途径产生的原因途径产生的原因因为因为C C4 4植物中含有能固定植物中含有能固定COCO2 2为为C C4 4的相关酶的相关酶 ，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称为，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称为PEPPEP羧化羧化 酶酶( (与与COCO2 2有很强的亲和力有很强的亲和力) )。可促使。可促使PEPPEP把大气中把大气中 含量很低的含量很低的COCO2 2以以C C4 4的形式固定下来的形式固定下来C C4 4植物这种独特的作用，被形象的比喻成植物这种独特的作用，被形象的比喻成“ “二氧化碳泵二氧化碳泵” ”。（二） C3 和C4途径大气中的大气中的 二氧化碳二氧化碳低浓度的低浓度的 二氧化碳二氧化碳高浓度的高浓度的 二氧化碳二氧化碳C C4 4途径途径C C3 3途径途径产物产物能量能量能量能量COCO2 2的的 受体受体COCO2 2固定固定 后的产物后的产物COCO2 2固定固定 的场所的场所C C3 3还原还原 的场所的场所ATPATP和和 NADPHNADPH的的 作用对象作用对象暗反应暗反应 途径途径C C3 3植物植物C C4 4植物植物C C3 3PEPPEPC C5 5C C3 3C C3 3途径C C3 3C C4 4途径C C3 3途径C C4 4 C C3 3C C5 5叶肉细胞叶肉细胞 的叶绿体的叶绿体叶肉细胞叶肉细胞 的叶绿体的叶绿体 维管束鞘维管束鞘 细胞的叶细胞的叶 绿体绿体叶肉细胞叶肉细胞 的叶绿体的叶绿体维管束鞘维管束鞘 细胞的叶细胞的叶 绿体绿体C C3 3植物和植物和C C4 4植物光合作用比较植物光合作用比较练习练习1 1）C C4 4植物光合作用过程中的重要特点是植物光合作用过程中的重要特点是（ （ ）A A、既有既有C C4 4途径又有途径又有C C3 3途径途径B B、只有只有C C4 4途径没有途径没有C C3 3途径途径C C、先进行先进行C C3 3途径后进行途径后进行C C4 4途径途径DD、只有只有C C3 3途径没有途径没有C C4 4途径途径A A练习练习2 2）C C4 4植物具有较强光合作用的原因是有关植物具有较强光合作用的原因是有关 的一种酶能催化的一种酶能催化 （ （ ）A A、PEPPEP固定较低浓度固定较低浓度COCO2 2B B、C C5 5化合物与化合物与COCO2 2结合结合C C、NADPHNADPH还原还原C C3 3生成有机物生成有机物 DD、特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a a将光能转换成电能将光能转换成电能 A A练习练习3 3）C C4 4植物与植物与C C3 3植物相比，其发生光合作用植物相比，其发生光合作用 的场所为的场所为 （ （ ）A A、只发生在叶肉细胞叶绿体中只发生在叶肉细胞叶绿体中B B、只发生在维管束鞘细胞叶绿体中只发生在维管束鞘细胞叶绿体中C C、叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中 DD、叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中 C C练习练习4 4）下列植物中属于）下列植物中属于C C4 4植物的是植物的是 （ ） ）A A、水稻水稻 B B、小麦小麦 C C、高粱高粱 DD、菜豆菜豆 C C分析 下图4条曲线（a、b、c、d）为不同光照在不同 CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光 照非常弱，CO2很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于 全光照的1/25），CO2浓度为0.03；c为全光照（晴天不 遮阴）， CO2浓度为0.03；d为全光照， CO2浓度为 1.22%；请据图回答净光合速率40 30 20 10 0 10 10 20 30 40 50温度0C（1）根据 右图提供信 息，你能得 出什么结论 ?bcda(2)随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以 净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？为 什么？（3）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否 为零？为什么？（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时 限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活 性随温度的提高而增大。不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风透 光，增施有机肥等措施提高净光合产量八：影响光合作用的外界因素光光照强度光质日照的变化温度：CO2浓度：必需矿质元素的供应：水：直接影响光反应，而光反应的产 物NADP、ATP的数量又间接影 响暗反应。影响酶的活性，而影响反应速度直接影响暗反应的速度，而暗反应的产 物NADP+、ADP、Pi的数量又影响光反 应的速度。直接或间接影响光合作用光合作用的原料，通过影响气孔的开闭影 响二氧化碳的供应，影响光合作用增加光合作用面积延长光合作用时间提高光合作用效率在农业生产上应用( 如何增加农作物的光能利用率）)光能利用率：单位土地面积上，农作物通过光合作 用所产生的有机物中所含的能量，与这块土地所接 受的太阳能的比。光合效率：绿色植物通过光合作用制造的有机物中 所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。立体种植改变株形大棚人工光照一年一熟改为一年几熟 一年多熟增加光合面积延长光合作用 时间提高光合作用的效率光照强弱的控制 温度：适时播种，温室内 注意温 度的调节。合理密植适当增加 二氧化碳 浓度合理密植，通风透气 施用农家肥 施用NH4HCO3（大田）最大限度地利用光照时 间，提高光能利用率。光合面积即植物的绿 色面积，主要是指叶 面积必需矿质元素的供应： 合理施肥，中耕松土水的供应 ：合理灌溉九：影响光合作用的内因：基因叶绿体（结构和数量）色素的量，酶种 类、量、活性（04全国）下列关于光合作用强度的叙述，正确的是（ ）A、叶片从幼到老光合作用强度不变B、森林或农田中植株上部的叶片和下部的叶片光合作用 强度有差异C、光合作用强度是有基因决定的，因此是固定不变的D、在相同的光照条件下，各种植物的光合作用强度不变B（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时 ，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化 合物与C5化合物相对含量的变化是（ ）A、 C3化合物增加、 C5化合物减少B、 C3化合物增加、 C5化合物减少C、 C3化合物减少、 C5化合物增加D、 C3化合物减少、 C5化合物减少C（04江苏）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两阶段，下列说法正确的是（ ）A、叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B、叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C、叶绿体的基质可进行光反应和暗反应B、叶绿体的基质可进行暗反应，不进行光反应D(04江苏）胡萝卜素和叶黄素在光合作用中的作用是（ ）A、传递光能、传送电子 B、传递光能、转化光能C、吸收光能、转变光能 D、吸收光能、传递光能D(04广东）下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确 的是（ ）A、光合作用和呼吸作用总是同时进行B、光合作用形成的糖类在呼吸作用中被利用C、光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用D、光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中 进行B(04江苏）过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。 在保证营养需要的情况下，有人对小麦的产量与播种量的 关系进行研究，结果如下图所示6000 50004000300020001000产量Kg.hm2306090120150180210 播种量/ Kg.hm2 (1)根据上图分