（3）细胞的代谢说明光合作用以及对它的认识过程说明光合作用以及对它的认识过程 叶绿体叶绿体外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构 形态形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细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发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有1010至数百个叶绿至数百个叶绿体，其长体，其长3 36m6m，厚，厚2 23m3m。 一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构叶绿体中色素的种类：叶绿体中色素的种类：叶绿素叶绿素a(a(蓝绿色）蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）叶绿素叶绿素（3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（1/41/4）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）功功 能：能： 吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构叶绿素叶绿素色素色素吸收可见吸收可见的太阳光的太阳光类类胡萝卜素主胡萝卜素主要吸收要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素主要吸收主要吸收红橙光红橙光和和蓝紫光蓝紫光一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构光合作用的探究历程光合作用的探究历程1.1.以前，人们一直以为，小小的种子之所以以前，人们一直以为，小小的种子之所以 能够长成参天大树，完全依靠于能够长成参天大树，完全依靠于土壤土壤。一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构 A组: B组:17711771年年,(,(英英) )普里斯特利普里斯特利(Joseph Priestley)(Joseph Priestley)的实验的实验这个实验说明这个实验说明: : 绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气生了氧气碘碘蒸蒸气气处处理理一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片18641864年年,(,(德德) )萨克斯萨克斯(Julius von Sachs)(Julius von Sachs)的实验的实验这个实验证明这个实验证明: :绿叶在光合作用中产生了淀粉绿叶在光合作用中产生了淀粉 黑暗中黑暗中光照下光照下18801880年年,(,(美美) )恩格尔曼恩格尔曼( (C.EngelmannC.Engelmann) )的实验的实验这个实验证明这个实验证明: : 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿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光照光照光照光照O2 证明：光合作用释放的证明：光合作用释放的O2全部全部来自于来自于H2O19301930年，年，( (美美) )鲁宾鲁宾( (S.RubenS.Ruben) )和卡门和卡门( (M.KamaenM.Kamaen) )用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用: : : :18O2CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能光能 叶绿体叶绿体光合作用的概念及反应式光合作用的概念及反应式 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释，并且释放出放出氧氧的过程。的过程。二、光合作用的过程二、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应思考：暗反应为什么称之为思考：暗反应为什么称之为“暗暗”反应？反应？ 暗反应在光下能不能进行？暗反应在光下能不能进行？H 2 O 光光 2H+1/2O 2酶酶A D P + Pi +能量能量A T P光光反反应应水的光解：水的光解：ATPATP的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 C 3C O 2 +C 5H ATP酶酶C 6 H12 O 62 C 3暗暗反反应应C O 2的固定：的固定：C O 2的还原：的还原：【总结总结】光合作用的过程可以分为两个阶段光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应光反应和暗反应和暗反应，光反应阶段主要是在，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜囊状结构薄膜上利用上利用光能光能将将水水光解成光解成HH和和O O2 2，同时将光能转变成不稳定的同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在化学能，储存在ATPATP中；暗反应阶段主要在中；暗反应阶段主要在叶绿体基质叶绿体基质中将中将COCO2 2中的中的C C通过通过COCO2 2的固定的固定和和COCO2 2的还原的还原储存在有机物储存在有机物中，同时将中，同时将ATPATP中的能量转移到有机物中的能量转移到有机物中。中。光合作用总反应反应式光合作用总反应反应式6C O2+12H2 O叶绿体叶绿体光能光能C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2要生成要生成1分子的分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子需要多少分子的的H 2 O和和C O 2 ？过程过程 比较比较 光反应光反应暗反应暗反应进行部位进行部位进行条件进行条件物质转化物质转化能量转化能量转化联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH和和ATPATP类囊体的薄膜类囊体的薄膜叶绿体的基质中叶绿体的基质中光光光光叶绿体色素酶叶绿体色素酶许多酶，许多酶，不受光限制不受光限制水转变成水转变成HH和氧和氧气；生成气；生成ATPATPC OC O2 2转变为转变为C C3,3,经经C OC O2 2的的还原为还原为有机物有机物光能转化为光能转化为ATPATP中中活跃活跃的化学能的化学能ATPATP中中活跃活跃的化学能转化的化学能转化为有机物中为有机物中稳定稳定化学能化学能【总结总结】光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系三、光合作用的实质三、光合作用的实质无机物无机物有机物有机物2.2.能量转化：能量转化：光能光能有机物中的化学能有机物中的化学能1.1.物质转化：物质转化：光合作用的意义是什么？光合作用的意义是什么？1.1.生物界中有机物的来源生物界中有机物的来源3.3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量调节大气中氧气和二氧化碳的含量2.2.生物生命活动所需能量的最终来源生物生命活动所需能量的最终来源4.4.对生物的进化有重要作用对生物的进化有重要作用（3）细胞的代谢举例说明影响光合作用速率的环境因素举例说明影响光合作用速率的环境因素 四、光合作用原理的运用四、光合作用原理的运用植物自身因素、环境因素对光合作用的影响植物自身因素、环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳）二氧化碳浓度浓度4 4）水分）水分5 5）矿质元素）矿质元素影响光合作用的主要外界因素影响光合作用的主要外界因素v光照光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶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绿素合成的必要条件v温度温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响有明显影响v二氧化碳二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一二氧化碳是光合作用的原料之一v水分水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常光合作用叶片接近水分饱和时，才能进行正常光合作用v矿质营养矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用矿质元素直接或间接影响光合作用v光合速率的日变化光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大日变化的影响最大1.1.营养物质包括有机物、无机盐、水营养物质包括有机物、无机盐、水等等2.2.2.2.根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物自养生物异养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）一、光合作用的场所一、光合作用的场所-叶绿体叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.光反应：光反应：水的光解水的光解ATP的合成的合成2.2.暗反应暗反应二氧化碳二氧化碳的固定的固定二氧化碳二氧化碳的还原的还原四、光合作用的实质四、光合作用的实质1.1.物质的转化物质的转化 2.2.能量的转化能量的转化五、光合作用的意义与应用五、光合作用的意义与应用三、光合作用的概念和总反应式三、光合作用的概念和总反应式光合作用光合作用