细胞生物学光合作用

1、1 光光 合合 作作 用用2CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能光能叶绿体叶绿体一、光合作用的概念一、光合作用的概念 及反应式及反应式 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，利用用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着转化成储存着能量的能量的有机物有机物，并且释放出，并且释放出氧氧 的过程。的过程。3基粒外膜内膜基质色素色素与光反与光反应有关应有关的酶的酶与暗反应有关与暗反应有关的酶的酶二、叶绿体的结构和功能二、叶绿体的结构和功能4蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄黄 色色（3/4）(1/4)胡胡爷爷爱爱币币（扩散速度最快）（扩散速度最快）

2、（最窄）（最窄）（最宽）（最宽）（扩散速度最慢）（扩散速度最慢）三：叶绿体中的色素种类及功能三：叶绿体中的色素种类及功能1.色素种类色素种类5（1）作用中心色素：）作用中心色素：三：叶绿体中的色素种类及功能三：叶绿体中的色素种类及功能吸收吸收和和传递光能传递光能例如：例如：少数特殊状态叶绿素少数特殊状态叶绿素a吸收、吸收、转换转换光能光能2.色素的功能色素的功能（2）聚光色素）聚光色素:例如：例如：类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b大部分叶绿素大部分叶绿素a6四：光能转换成电能（原初反应）四：光能转换成电能（原初反应）光光 光光 光光PDAH2Oe作用中心作用中心NADP+NADPHB说明：说

3、明：B为聚光色素，为聚光色素， P为作用中心色素，为作用中心色素，A为原初为原初e受体，受体，D为原初为原初e供体供体7H2OO2H+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叶绿体片层结构层结构基质基质五：电能转换成活跃的化学能五：电能转换成活跃的化学能卡尔文循环卡尔文循环8六：光反应和暗反应比较六：光反应和暗反应比较 项目项目 光反应光反应 暗反应暗反应 场所场所 条件条件物质物质变化变化能力能力变化变化基粒片层膜基粒片层膜基质基质光、色素、酶光、色素、酶酶酶2H2O 4H+4e-+O2ADP + Pi ATPNADP+2e-

4、+H+ NADPH CO2 + C5 2C32C3 + ATP + NADPH (CH2O) +ADP +Pi + NADP+ + C5酶酶酶酶酶酶色素吸收的光能色素吸收的光能酶酶色素吸收的光能色素吸收的光能酶酶色素吸收的光能色素吸收的光能光能光能电能电能活跃活跃的化的化学能学能活跃的活跃的化学能化学能稳定的稳定的化学能化学能9光合作用时光合作用时COCO2 2中的中的C C首先转移到首先转移到C C4 4里，里，然后再转移到然后再转移到C C3 3中的植物，叫做中的植物，叫做C C4 4植物。植物。 例如：例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。玉米、甘蔗、高粱等热带植物。 光合作用时光合作用时C

5、OCO2 2中的中的C C直接转移到直接转移到C C3 3里里的植物，叫做的植物，叫做C C3 3植物。植物。 例如：例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。10（一）（一）C4植物叶的结构植物叶的结构1. C4与与C3植物叶的结构区别植物叶的结构区别C3: 维管束鞘细胞不含叶绿体维管束鞘细胞不含叶绿体C4: 呈呈“花环型花环型”两两圈圈外外: 部分叶肉细胞部分叶肉细胞内内: 含无基粒的叶绿体的含无基粒的叶绿体的 维管束鞘维管束鞘（叶脉鞘）（叶脉鞘）细胞细胞11光合作用中固定光合作用中固定COCO2 2的途径发生在的途径

6、发生在C C3 3植物体内。植物体内。光合作用中固定光合作用中固定COCO2 2的途径发生在的途径发生在C C4 4植物体内。植物体内。（二）（二） C3 和和C4途径途径12（二）（二） C3 和和C4途径途径C4途径途径C3途径途径13。（二）（二） C3 和和C4途径途径14途径途径途径途径途径途径1516171819分析分析 下图下图4条曲线（条曲线（a、b、c、d）为不同光照在不同）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，浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光光照非常弱，照非常弱，CO2很少（远小于很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于适当遮阴（

7、相当于全光照的全光照的1/25），），CO2浓度为浓度为0.03；c为全光照（晴天不为全光照（晴天不遮阴），遮阴）， CO2浓度为浓度为0.03；d为全光照，为全光照， CO2浓度为浓度为1.22%；请据图回答；请据图回答净光合速率净光合速率 40 30 20 10 0 10 10 20 30 40 50温度温度0C（1）根据）根据右图提供信右图提供信息，你能得息，你能得出什么结论出什么结论?b cda20(2)随着光照强度和随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用为指标净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？最适温度的变化趋势是怎样的呢？

8、为什么？为什么？（3）当曲线）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？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？）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。性随温度的提高而增大。不为零，因为在不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零实验条件下，呼吸速率不为零适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风适时播种，控制光照强弱

9、，合理密植，通风透光，增施有机肥等措施提高净光合产量透光，增施有机肥等措施提高净光合产量21八：影响光合作用的外界因素八：影响光合作用的外界因素光光光照强度光照强度光质光质日照的变化日照的变化温度：温度：CO2浓度：浓度：必需矿质元素的供应：必需矿质元素的供应：水：水：直接影响光反应，而光反应的产直接影响光反应，而光反应的产物物NADP、ATP的数量又间接影的数量又间接影响暗反应。响暗反应。影响酶的活性，而影响反应速度影响酶的活性，而影响反应速度直接影响暗反应的速度，而暗反应的产直接影响暗反应的速度，而暗反应的产物物NADP+、ADP、Pi的数量又影响光反的数量又影响光反应的速度。应的速度。直

10、接或间接影响光合作用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，影响光合作用响二氧化碳的供应，影响光合作用22增加光合作用面积增加光合作用面积延长光合作用时间延长光合作用时间提高光合作用效率提高光合作用效率在农业生产上应用在农业生产上应用(如何增加农作物的光能利用率）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。受的太阳能的比。光合效率：绿色植物通过光合

11、作用制造的有机物中光合效率：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。所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。23立体种植立体种植改变株形改变株形大棚人工光照大棚人工光照一年一熟改为一年几熟一年一熟改为一年几熟一年多熟一年多熟增加光合面积增加光合面积延长光合作用延长光合作用时间时间提高光合作用的效率提高光合作用的效率光照强弱的控制光照强弱的控制温度：适时播种，温室内温度：适时播种，温室内 注意温注意温度的调节。度的调节。合理密植合理密植适当增加适当增加二氧化碳二氧化碳浓度浓度合理密植，通风透气合理密植，通风透气施用农家肥施用农家肥施用施用NH4HCO3（大田）（

12、大田）最大限度地利用光照时最大限度地利用光照时间，提高光能利用率。间，提高光能利用率。光合面积即植物的绿光合面积即植物的绿色面积，主要是指叶色面积，主要是指叶面积面积24必需矿质元素的供应：必需矿质元素的供应： 合理施肥，中耕松土合理施肥，中耕松土水的供应：水的供应：合理灌溉合理灌溉九：影响光合作用的内因：九：影响光合作用的内因：基因基因叶绿体（结构和数量）叶绿体（结构和数量）色素的量，酶种色素的量，酶种类、量、活性类、量、活性25（04全国）下列关于光合作用强度的叙述，正确的是（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、叶片从幼到老光合作用强度不变B、

13、森林或农田中植株上部的叶片和下部的叶片光合作用、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、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、在相同的光照条件下，各种植物的光合作用强度不变B26（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合化合物与物与C5化合物相对含量的变化是（化合物相对含量的变化是（ ）A、 C3化合物增加、化

14、合物增加、 C5化合物减少化合物减少B、 C3化合物增加、化合物增加、 C5化合物减少化合物减少C、 C3化合物减少、化合物减少、 C5化合物增加化合物增加D、 C3化合物减少、化合物减少、 C5化合物减少化合物减少C27（04江苏）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两阶段江苏）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（，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、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、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、叶绿体的基质可进行光反应和暗反

15、应B、叶绿体的基质可进行暗反应，不进行光反应、叶绿体的基质可进行暗反应，不进行光反应 D28(04江苏）胡萝卜素和叶黄素在光合作用中的作用是（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、传递光能、传送电子 B、传递光能、转化光能、传递光能、转化光能C、吸收光能、转变光能、吸收光能、转变光能 D、吸收光能、传递光能、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，正确广东）下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是（的是（ ）A、光合作用和呼吸作用总是同时进行、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、光合作用形成的糖类

16、在呼吸作用中被利用C、光合作用产生的、光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用主要用于呼吸作用D、光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中、光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中进行进行 B29(04江苏）过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。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，结果如下图所示关系进行研究，结果如下图所示 600050004000300020001000 产量产量Kg.hm2306090120150180210播种量播种量/ Kg.hm2(1)根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将减少减少（2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原因是的原因是叶片接受光照不足，通风透气差，叶片接受光照不足，通风透气差，CO2供应不足供应不足30色素分子色素分子可见光可见光C5(RUBP)2C3ADP+PiATP2H2OO24NADPH多种酶多种酶酶酶葡萄糖，葡萄糖，其他分子其他分子CO2吸收吸收光解