第4讲光合作用11目录2345光合作用的概念叶绿体的结构和功能光合色素的提取和分离光合作用的两个阶段例题光合作用光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把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能量的有机物，并且释二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程。放出氧的过程。 一、光合作用的概念光合作用的总反应式二、叶绿体的结构和功能基粒（类囊体组成）外膜内膜基质色素与光反应有关的酶与暗反应有关的酶膜间腔称取：烘干粉碎后的绿叶称取：烘干粉碎后的绿叶2g2g；研研磨磨：研研钵钵，加加入入少少许许二氧化硅（ ）和和碳 酸 钙 （ ） 、 3mL3mL 95%乙 醇 （ ），研磨研磨充分、迅速成匀浆状；成匀浆状；过过滤滤：在在漏漏斗斗基基部部放放单单层层尼尼龙龙纱纱，过过滤滤研研磨磨液液到到试管，及时用棉塞将滤液的试管口塞紧。试管，及时用棉塞将滤液的试管口塞紧。 研磨充分防止色素受到破坏叶绿体中色素溶解于有机溶剂，不溶于水三、光合色素的提取和分离1.色素的提取三、光合色素的提取和分离2.色素的分离层析液是脂溶性很强的有机溶剂。层析液是脂溶性很强的有机溶剂。叶叶绿绿体体中中的的色色素素在在层层析析液液中中的的溶溶解解度度不不同同：溶溶解解度度高高的的随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上扩扩散散得得快快；溶溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。层析液液面不能淹没滤液细线。层析液液面不能淹没滤液细线。制备滤纸条：剪去两角制备滤纸条：剪去两角（ ）画滤液细线：细、直、齐，重复几次。画滤液细线：细、直、齐，重复几次。 分离色素：分离色素：防止两边滤液扩散速度太快纸层析法画铅笔线画铅笔线胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b三、光合色素的提取和分离宽度最窄31最宽2分离结果类胡萝卜素（1/4）叶绿素（3/4）色素三、光合色素的提取和分离胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）例例1 1：分分别别在在A A、B B、C C三三个个研研钵钵中中加加2g2g剪剪碎碎的的新新鲜鲜菠菠菜菜叶叶，并并按按下下表表所所示示添添加加试试剂剂，经经研研磨磨，过过滤滤得得到到三三种种不不同同颜颜色色得得溶溶液液，即即：深深绿绿色色、黄黄绿绿色色（或或褐褐色色）、几乎无色。几乎无色。处理ABCSiOSiO2 2( (少量）少量） CaCOCaCO3 3( (少量）少量） 9595乙醇（乙醇（10ml)10ml)蒸馏水（蒸馏水（10ml10ml）试回答：A A、B B、C C处处理理得得到到得得溶溶液液得得颜颜色色分分别别是是什什么么？并并分析原因？分析原因？ 黄绿无色深绿三、光合色素的提取和分离造成色素提取液颜色浅的主要原因有哪些？绿叶不鲜嫩，色素含量太少；绿叶不鲜嫩，色素含量太少；研磨不充分，色素未能充分提取；研磨不充分，色素未能充分提取；绿叶过少或提取液（丙酮、酒精等）加入过绿叶过少或提取液（丙酮、酒精等）加入过多，导致色素溶液的浓度低；多，导致色素溶液的浓度低；未加碳酸钙或加入量过少，导致部分色素分未加碳酸钙或加入量过少，导致部分色素分子被破坏。子被破坏。三、光合色素的提取和分离叶绿体中色素的吸收光谱三、光合色素的提取和分离三、光合色素的提取和分离叶绿体中叶绿素的吸收光谱图例例2.2.有甲、乙、丙、丁有甲、乙、丙、丁4 4盆长势均匀的植物置于阳光下，盆长势均匀的植物置于阳光下，甲品红光照射；乙绿色光照射；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组一组A.A.甲、乙甲、乙 B.B.乙、丙乙、丙 C.C.甲、丁甲、丁 D.D.丙、丁丙、丁答案：C三、光合色素的提取和分离叶龄0含量4.叶绿体中色素的含量曲线图：叶绿素（镁元素）类胡萝卜素秋天的树叶为什么会由绿变黄？三、光合色素的提取和分离类类囊囊体体是是由由膜膜形形成成的的碟碟状状的的口口袋袋，所所有有的的类类囊囊体体连连成成一一体体，其其中中又又有有许许多多叠叠在在一一起起，像像一一摞摞硬硬币币。这种叠起来的类囊体称为基粒，组成类囊体的膜就是所谓的光合膜。所有的光合色素都分布在类囊体上。三、光合色素的提取和分离光光合合作作用用的的第第一一个个阶阶段段需需要要光光，称称为为光反应；第第二二个个阶阶段不需要光参加，是段不需要光参加，是COCO2 2转变成糖的过程，称为转变成糖的过程，称为碳反应。光合作用中光反应和碳反应的关系四、光合作用的两个阶段光能转换成电能示意图光能转换成电能示意图1.1.光能转换成电能光能转换成电能n场所：类囊体膜上场所：类囊体膜上n光合色素的功能：光合色素的功能：吸收、传递光能绝大多数的叶绿素绝大多数的叶绿素a a和全部叶绿素和全部叶绿素b b、叶、叶黄素、胡萝卜素黄素、胡萝卜素转换光能少数处于特殊状态的叶绿素少数处于特殊状态的叶绿素a a 四、光合作用的两个阶段（一）光反应阶段“天天线线色色素素”分分子子吸吸收收和和传传递递光光能能给给“特殊状态的叶绿素a分子” ； “光系统中的特殊状态的叶绿素a分子”被被激激发发失失去去电电子子e-e-；脱脱离离叶叶绿绿素素a a的的电电子子沿沿着着光光合合电电子子传传递递链链传传递递，电子最终传递给辅酶即NADP+，产生NADPH（【H】）；叶叶绿绿素素a a 失失去去电电子子后后带带上上正正电电荷荷，变变成成强强氧氧化化剂剂，促促进进水的最终分解，使水的最终分解，使水成为电子的最根本供体。四、光合作用的两个阶段2.2.光能的吸收与传递光能的吸收与传递四、光合作用的两个阶段光合作用的光反应四、光合作用的两个阶段光能的吸收、传递和光化学反应光能的吸收、传递和光化学反应1.1.场所：叶绿体基粒片层结构的薄膜上场所：叶绿体基粒片层结构的薄膜上2.2.过程：过程：物质变化：物质变化： 能量变化：能量变化：水的光解，水的光解， 产生产生O2 ,O2 ,形成形成ATPATP（光合磷酸化）和和 NADPHNADPH光能变成光能变成NADPHNADPH和和ATPATP中的化学能中的化学能四、光合作用的两个阶段光反应阶段色素将光能转换成电能需要酶的催化吗？色素将光能转换成电能需要酶的催化吗？若要检测是否发生光反应，最简单的方法若要检测是否发生光反应，最简单的方法是什么？是什么？若要检测是否发生碳反应，最简单的方法若要检测是否发生碳反应，最简单的方法是什么？是什么？光反应中最根本的电子供体是什么？光反应中最根本的电子供体是什么？ 最终电子受体是什么？最终电子受体是什么？O2的产生量CO2被吸收量水NADP+不需要四、光合作用的两个阶段思考四、光合作用的两个阶段四、光合作用的两个阶段1.1.场所：叶绿体基质场所：叶绿体基质2.2.过程：过程：物质变化物质变化 能量变化能量变化CO2被固定，C3化合物被还原（需要光反应产生的ATP和H）NADPH和ATP中的化学能转变成糖类等有机物中的化学能。四、光合作用的两个阶段（二）碳反应阶段（有光或无光都可以进行）四、光合作用的两个阶段光合产物在植物细胞中的利用光合作用的总反应式四、光合作用的两个阶段光反应和碳反应的区别四、光合作用的两个阶段光反应碳反应场所条件物质变化能量变化基质中基质中囊状结构薄膜囊状结构薄膜光、水、酶、叶绿素光、水、酶、叶绿素COCO2 2、ATPATP、HH、酶、酶水的光解水的光解O O2 2的生成的生成ATPATP的生成的生成NADPHNADPH的生成的生成COCO2 2的固定、的固定、C C3 3的还原的还原ATPATP的水解的水解NADPHNADPH被氧化被氧化光能电能活跃化能活跃化能稳定化能光光反反应应是是碳碳反反应应的的基基础础，光光反反应应为为碳碳反反应应的的进进行行提提供供NADPH和和ATP碳碳反反应应是是光光反反应应的的继继续续，碳碳反反应应水水解解ATP生生成成ADP和和Pi为光反应的物质为光反应的物质(ATP)(ATP)合成提供原料合成提供原料四、光合作用的两个阶段光反应阶段与碳反应阶段的联系1.1.为地球上的生命提供有机物和化学能；为地球上的生命提供有机物和化学能；2.2.维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。光合作用总反应式四、光合作用的两个阶段（三）光合作用的意义?离离体体的的叶叶绿绿体体在在光光照照下下进进行行稳稳定定的的光光合合作作用用时时，如如果果突突然然中中断断COCO2 2气气体体的的供供应应，短短暂暂时时间间内内叶叶绿绿体体中中C3C3与与C5C5相相对对含含量量的变化是的变化是（）A A、C3C3增多，增多，C5C5减少减少B B、C3C3增多，增多，C5C5增多增多C C、C3C3减少，减少，C5C5增多增多D D、C3C3减少，减少，C5C5减少减少C例题?停止停止CO2供应时：供应时：C3的浓度急速降低，的浓度急速降低， C5的浓度急速升高。的浓度急速升高。停止光照时：停止光照时：C3的浓度急速升高，的浓度急速升高，C5的浓度急速降低。的浓度急速降低。当光反应过程被阻断，碳反应会停止吗当光反应过程被阻断，碳反应会停止吗? ?当碳反应过程被阻断，光反应还会进行吗？当碳反应过程被阻断，光反应还会进行吗？例题?右右图图是是绿绿色色植植物物光光合合作作用用示示意意图图。请请分析回答下列问题：分析回答下列问题： （1 1）图图中中是是 ，它它是是光光反反应应阶阶段段形形成成的的产产物物之之一一，光光反反应应阶阶段段生生成的物质还有成的物质还有 和和 。（2 2）图中）图中是是 ， 是是 。（3 3）如如果果某某种种原原因因使使得得大大量量的的气气孔孔关关 闭闭 ， 则则 图图 中中 的的 数数 量量 将将 暂暂 时时 _。 ATP氧NADPHCO2三碳化合物增加例题?（0909广东理基）广东理基）4343将将在在黑黑暗暗中中放放置置一一段段时时间间的的叶叶片片均均分分4 4块块，置置于于不不同同的的试试管管中中，按按下下表表进进行行实实验验，着着色色最最浅浅叶叶片片所所在在的的试试管管是是( )( ) A A B B C C D D试管编号实验处理CO2溶液+光照白光蓝光红光绿光碘液+D例题下列物质转变过程属于光反应的是下列物质转变过程属于光反应的是 A.A. B. B.C.C. D. D.D例题（山东理综（山东理综7 7）下下图图所所示示为为叶叶绿绿体体中中色色素素蛋蛋白白等等成成分分在在膜膜上上的的分分布布，下下列列叙叙述述正确的是（正确的是（ ）A A生物膜为叶绿体内膜生物膜为叶绿体内膜B B可完成光合作用的全过程可完成光合作用的全过程C C发生的能量转换是：光能发生的能量转换是：光能电能电能化学能化学能D D产生的产生的ATP ATP 可用于植物体的各项生理活动可用于植物体的各项生理活动C例题谢谢