碳反應(yīng)葉綠體基質(zhì)

1、第五節(jié) 光合作用溫州七中 李建飛 光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。釋放出氧氣的過(guò)程。l自養(yǎng)生物（綠色植物、硝化細(xì)菌）l異養(yǎng)生物（人、動(dòng)物、真菌、大部分細(xì)菌）1 光合作用是個(gè)氧化還原過(guò)程。2 光合作用是一個(gè)吸能反應(yīng)，但不是細(xì)胞呼吸的逆轉(zhuǎn)。3 光合作用在葉綠體內(nèi)進(jìn)行。4 光合作用分光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個(gè)階段。5 光合作用釋放的氧氣來(lái)自H2O中的O。6 葉綠體不僅能吸收光能,而且是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所.光合作用概述光合作用概述 捕獲光能的色素捕獲光能的色

2、素 （藍(lán)綠色）藍(lán)綠色）（黃綠色）黃綠色）（黃色）（黃色）（橙黃色）（橙黃色）葉綠素葉綠素a葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素葉綠素b類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素葉綠素綠葉中的色素綠葉中的色素葉綠素中的吸收光譜0400500600700 nm 50100葉綠素葉綠素b葉綠素葉綠素a 實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素a和和b在藍(lán)紫光和紅在藍(lán)紫光和紅光部分都有很高的吸收峰，葉綠體中的胡光部分都有很高的吸收峰，葉綠體中的胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。色素本身的顏色種類(lèi)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色選吸收光能紅光藍(lán)紫光藍(lán)紫光葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)這些

3、囊狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為類(lèi)囊體。吸收光能的四種色這些囊狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為類(lèi)囊體。吸收光能的四種色素，就分布在類(lèi)囊體的薄膜素，就分布在類(lèi)囊體的薄膜(光合膜光合膜)上。上。l葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)。葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)。l葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 問(wèn)題問(wèn)題（1 1）綠色植物葉片為什么呈現(xiàn)綠色）綠色植物葉片為什么呈現(xiàn)綠色? ?（2 2）有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。用這種方法有什么好有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅

4、色或藍(lán)色的燈管。用這種方法有什么好處？這樣做對(duì)光合作用有影響嗎？為什么是用紅色或藍(lán)色的處？這樣做對(duì)光合作用有影響嗎？為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的可以嗎？呢？用綠色的可以嗎？白光下光合作用最強(qiáng)，其次是紅光和藍(lán)紫光，綠光下最弱。白光下光合作用最強(qiáng)，其次是紅光和藍(lán)紫光，綠光下最弱。不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響.實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離問(wèn)題問(wèn)題 （1 1）實(shí)驗(yàn)原理如何？）實(shí)驗(yàn)原理如何？（2 2）研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？）研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？（3 3）實(shí)驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒）實(shí)驗(yàn)為何

5、要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？濾紙條放入試管后為什么用棉塞塞緊試管口？杯？濾紙條放入試管后為什么用棉塞塞緊試管口？（4 4）濾紙上的濾液細(xì)線(xiàn)為什么不能觸及層析液？）濾紙上的濾液細(xì)線(xiàn)為什么不能觸及層析液？（5 5） 濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？ 綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，綠葉中的色素隨著層析液溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)

6、。在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。被破壞。因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍(lán)綠色的葉綠素自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍(lán)綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素。最寬的是葉綠素黃綠色的葉綠素。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。，最窄的是胡蘿卜素。防止細(xì)線(xiàn)中的色素被層析液溶解。防止細(xì)線(xiàn)中的色素被層析液溶解。綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離l操作步驟：操作步驟：提取色素提取色素制

7、備濾紙條制備濾紙條畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)分離色素分離色素觀察與記錄觀察與記錄l第一階段：光反應(yīng)第一階段：光反應(yīng)（直接需要光的參加）（直接需要光的參加）l第二階段：碳反應(yīng)（第二階段：碳反應(yīng)（不需要光參加，是不需要光參加，是COCO2 2轉(zhuǎn)變成糖的過(guò)程）轉(zhuǎn)變成糖的過(guò)程）光合作用的過(guò)程光合作用的過(guò)程葉綠體中的色素供氫供氫酶酶供能供能還原還原多種酶參加催化多種酶參加催化(酶促反應(yīng)酶促反應(yīng))（CH2O）（糖類(lèi)）（糖類(lèi)）ADP+Pi酶（光系統(tǒng)（光系統(tǒng)II）ATP 2C3（三碳糖磷酸）（三碳糖磷酸）C5 （RuBP核酮糖二磷酸）核酮糖二磷酸）CO2H2OO2水在光水在光下分解下分解（光系統(tǒng)（光系統(tǒng)II）H光反

8、應(yīng)光反應(yīng)(葉綠體類(lèi)囊體膜葉綠體類(lèi)囊體膜)碳反應(yīng)碳反應(yīng)(葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì))光能光能NADP +H+e NADPH(電子供體、光系統(tǒng)電子供體、光系統(tǒng)I)（卡爾文循環(huán)）（卡爾文循環(huán)） 光反應(yīng)包括水的氧化、氧的釋放、電子傳遞、ATP、NADPH的形成。 碳反應(yīng)指CO2 轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑囊幌盗蟹磻?yīng)，包括CO2的固定、C3的還原。 光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II（葉綠素蛋白質(zhì)復(fù)合體）、光系統(tǒng)I的e由光系統(tǒng)II補(bǔ)充。光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供了光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供了H、NADPH、ATP；碳反應(yīng)為；碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供光反應(yīng)提供ADP和和Pi。碳反應(yīng)碳反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)項(xiàng)目項(xiàng)目聯(lián)系聯(lián)系能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)變化物質(zhì)變化條件條件部位部位

9、ATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能有機(jī)物有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能中穩(wěn)定的化學(xué)能多種酶、多種酶、CO2 、ATP、 NADPH葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)CO2+C5 2C3(CO2的固定的固定)酶酶2C3 （CH2O） 酶酶 H AT P光能光能ATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能光、色素、酶、水光、色素、酶、水葉綠體類(lèi)囊體膜（光合膜）葉綠體類(lèi)囊體膜（光合膜）ADP+PI ATP（光系統(tǒng)（光系統(tǒng)II） H2O 2H+1/2O2+e（光系統(tǒng)（光系統(tǒng)II ）水中的氫和e在光下將NADP還原為NADPH（光系統(tǒng)光系統(tǒng)I）（C3的還原）的還原）1 葉綠體受到的光照突然停止，下列變化不正確的是 A O2減少 B NA

10、DP減少 C ATP減少 D C3減少 2 在葉綠體內(nèi)作為合成淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)的原料是碳反應(yīng)中的 A C5 B葡萄糖 C C3 DC3酸C思考 影響光合作用的因素影響光合作用的因素光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度 真正光合速率真正光合速率=凈光合速率凈光合速率+呼吸速率呼吸速率溫度溫度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用t吸收或釋放量吸收或釋放量CO2光合作用有一個(gè)最適溫度，一般溫帶植物最適在25 。CCOCO2 2濃度濃度b:CO2的補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)c:CO2的飽和點(diǎn)的飽和點(diǎn)acbdeNN：P P：KK：MgMg：礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)練一練練一練1、光合作用中光反應(yīng)階段為碳反應(yīng)、光合作用中光反應(yīng)階段為碳反應(yīng)階段提供

11、了（階段提供了（ ） AO2和和C3化合物化合物 B葉綠體色素葉綠體色素 CH20和和O2 DH和和ATP 、NADPHD2、在光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程中，沒(méi)、在光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程中，沒(méi)有被完全消耗掉的是（有被完全消耗掉的是（ ） A、H B、五碳化合物、五碳化合物 （RuBP） C、ATP D、二氧化碳、二氧化碳B3、 光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和碳反光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是（應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)B.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行碳反應(yīng)，不進(jìn)行葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行碳反應(yīng)，不進(jìn)行 光反

12、應(yīng)光反應(yīng)C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行碳反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行碳反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng)不進(jìn)行光反應(yīng)D4 在一定時(shí)間，綠色植物在一定強(qiáng)度的_的照射下，放出的氧最多A白光 B紅光和藍(lán)紫光C藍(lán)紫光和綠光D紅光和綠光 5 在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi),放置一盆生產(chǎn)放置一盆生產(chǎn)良好的植物和一只小白鼠良好的植物和一只小白鼠,將此裝置置于哪將此裝置置于哪種光下種光下,小白鼠存活的時(shí)間最長(zhǎng)小白鼠存活的時(shí)間最長(zhǎng)( ) A.紅光紅光 B.綠光綠光 C.白光白光 D.藍(lán)紫光藍(lán)紫光 6 把葉綠體色素濾液放在自然光源和三棱把葉綠體色素濾液放在自然光源和三棱

13、鏡之間鏡之間,從鏡的另一側(cè)觀察連續(xù)光譜中從鏡的另一側(cè)觀察連續(xù)光譜中,變暗變暗的區(qū)域主要是的區(qū)域主要是 ( ) A.紅光和藍(lán)紫光區(qū)紅光和藍(lán)紫光區(qū) B.黃光和藍(lán)光區(qū)黃光和藍(lán)光區(qū) C.黃光和綠光區(qū)黃光和綠光區(qū) D.綠光和紅光區(qū)綠光和紅光區(qū)7 7光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化途徑是光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化途徑是A A光能光能色素色素糖類(lèi)糖類(lèi)B B色素色素ATPATP糖類(lèi)糖類(lèi)C C光能光能ATPATP糖類(lèi)糖類(lèi)D DATPATP三碳化合物三碳化合物糖類(lèi)糖類(lèi)9 (2005.江蘇江蘇)如圖表示某種植物光照強(qiáng)度與光合作如圖表示某種植物光照強(qiáng)度與光合作用的關(guān)系用的關(guān)系,P點(diǎn)的生物學(xué)含義是點(diǎn)的生物學(xué)含義是 ( )A.無(wú)光合作用無(wú)光合作用,有細(xì)胞呼吸有細(xì)胞呼吸B.光合作用與細(xì)胞呼吸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡光合作用與細(xì)胞呼吸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡C.無(wú)細(xì)胞呼吸無(wú)細(xì)胞呼吸,有光合作用有光合作用D.光合作用與細(xì)胞呼吸都不進(jìn)行光合作用與細(xì)胞呼吸都不進(jìn)行光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度PCO2 釋釋 放放 CO2 吸吸 收收0204060801001205點(diǎn)7點(diǎn)9點(diǎn)11點(diǎn)13點(diǎn)15點(diǎn)17點(diǎn) 10 10 上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對(duì)上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對(duì)COCO2 2的的吸收和吸