光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-高一上學(xué)期生物浙科版必修1

第五節(jié)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

第三章細(xì)胞的代謝凡能把無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳的生物就叫自養(yǎng)生物。如綠色植物，藍(lán)細(xì)菌等。凡不能把無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳，必需直接或間接的以自養(yǎng)生物為食物的生物，就叫異養(yǎng)生物。如人、動(dòng)物、真菌和大部分細(xì)菌等自養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的定義結(jié)論：光合作用釋放的O2全部來自于H2O，而不是來自CO2小資料：美國魯賓和卡門的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)問：光合作用釋放的O2究竟來自CO2還是來自H2O？光合作用總反應(yīng)式細(xì)胞呼吸總反應(yīng)式吸能反應(yīng)放能反應(yīng)一、光合作用在葉綠體中進(jìn)行外膜內(nèi)膜葉綠體基質(zhì)

基粒類囊體

光合色素分布在：光合膜/類囊體膜實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離一、色素的提取1、光合色素提取的原理光合色素是一類脂溶性物質(zhì)，可以利用脂溶劑將它們從葉綠體中提取出來。本實(shí)驗(yàn)用95%酒精溶液提取。2、提取過程①稱取、研磨材料:新鮮菠菜葉藥品SiO2—使研磨更充分（細(xì)胞破碎充分）CaCO3—防止色素被破壞（主要防止葉綠素

被破壞）95%酒精溶液—溶解各種色素②過濾：獲取濾液實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離色素乙醇溶液（幾種色素混合物）二、色素的分離實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離1、色素分離的方法：紙層析法2、原理：各種色素都能溶解在層析液中，但溶解度不同。溶解度大的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；溶解度小的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。制備濾紙條→畫濾液細(xì)線→分離色素→觀察3、操作步驟：實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：濾液細(xì)線要高于層析液液面光合色素的提取與分離光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果胡蘿卜素（橙色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）色素含量溶解度擴(kuò)散速度最少較少最多較多最高較高較低最低最快較快較慢最慢一、色素的種類光合色素胡蘿卜素（橙色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素葉綠素(占3/4)(占1/4)顏色：本質(zhì)：碳?xì)滏溄M

成的分子顏色：綠色本質(zhì)：含鎂的有機(jī)分子（需要光才能合成）二、色素的功能吸收、轉(zhuǎn)化、利用光能。黃色、橙色和紅色光合色素吸收可見光葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類胡蘿卜素吸收藍(lán)紫光思考：1、為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？2、入秋后，葉片逐漸變黃，解釋其原因？3、有些植物葉片為何到了秋天會(huì)變紅色？4、我們平時(shí)吃的韭黃是如何培育出來的？光反應(yīng)H2O類囊體膜酶Pi＋ADPATPH+、e-NADP+NADPH（氧化型輔酶Ⅱ）（還原型輔酶Ⅱ）色素O2光、色素、酶類囊體膜（光合膜)場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化:H2O1/2O2+2H++2e-光能水的光解ATP的合成NADPH的合成H++2e-+

NADP+NADPH能量變化:ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能碳反應(yīng)4.2卡爾文循環(huán)從1個(gè)五碳糖（RUBP）開始。①在酶的催化作用下，1個(gè)CO2分子與五碳糖結(jié)合，形成1個(gè)六碳分子。②這個(gè)六碳分子隨即分解成2個(gè)三碳酸分子。③然后，每個(gè)三碳酸分子接受來自NADPH和ATP的能量，被NADPH還原形成三碳糖。④三碳糖再生五碳糖。CO2的固定：CO2＋五碳糖

2

三碳酸酶ATP

三碳酸

三碳糖酶NADPH、三碳酸還原：

三碳糖

五碳糖酶場(chǎng)所？能量變化？ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能五碳糖的再生：三碳糖的形成標(biāo)志著光合作用合成糖的過程已經(jīng)完成。在葉綠體內(nèi)，三碳糖作為原料用于淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的合成。大部分三碳糖運(yùn)至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用光合作用的全過程葉綠體中的色素多種酶參加催化固定光反應(yīng)（類囊體膜）碳反應(yīng)（葉綠體基質(zhì)）光能H2OO2水的光解NADPHNADP+ADP+PiATP還原三碳糖三碳酸CO2五碳糖三碳糖再生H+、e+NADPH：為三碳酸的還原提供氫（作為還原劑）和能量ATP：提供能量三、光合作用受環(huán)境因素的影響1、光合速率（光合強(qiáng)度）：是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用，如可用單位時(shí)間單位葉面積氧氣的釋放量或CO2吸收量表示2、影響光合作用的因素有哪些？影響光合作用最主要的環(huán)境因素：光強(qiáng)度、溫度和空氣中的CO2的濃度光強(qiáng)度原理：光強(qiáng)度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速率加快，從而產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使碳反應(yīng)速率加快，從而加快光合作用。真正光合速率與表觀光合速率的關(guān)系表觀光合速率+呼吸速率=真正光合速率1、表觀光合速率（凈光合速率）

是指在光照條件下，人們測(cè)得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量。2、真正光合速率（總光合速率）

是指植物在光照條件下，從外界環(huán)境中吸收的CO2的量，加上細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量，即植物實(shí)際同化的CO2的量。0吸收速率光照強(qiáng)度ABCB點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值為光補(bǔ)償點(diǎn)CO2釋放速率CO2①A點(diǎn)：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，CO2釋放量表明呼吸速率。呼吸速率DE表觀光合速率真正光合速率表觀光合速率曲線圖②AB段：光合速率＜呼吸速率③B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)（真正）光合速率=呼吸速率④BC段：光合速率＞呼吸速率⑤C點(diǎn)：C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)（D點(diǎn)），此時(shí)繼續(xù)增加光強(qiáng)度，光合速率不再增加。三、光合作用受環(huán)境因素的影響光強(qiáng)度的應(yīng)用溫度1、原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用。2、應(yīng)用（增加晝夜溫差）溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，提高光合作用速率；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低呼吸作用速率，保證植物有機(jī)物的積累CO2濃度1、原理：

CO2直接影響碳反應(yīng)速率。空氣中CO