第四节光与光合作用第四章植物的光合作用生物自养生物：利用外界的无机物作为原料合成有机物质。自己制造食物。包括植物和光合细菌。异养生物：从已经存在的有机物中获得营养，从食物中获得能量。第一节光合作用概述一、定义及公式1定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。2公式：光叶绿体CO2+H2O＊（CH2O）+O2＊二、光合作用的意义宇宙大爆炸H2和He火山爆发太轻，逃逸到太空火山气体:CO2,N2,CH4,NH3,H2O,H2S米勒实验：CH4+H2+NH3+H2O电击氨基酸原始汤植物放出O2大气层：CO2,H2O,N21环境保护：空气净化器，保持CO2和O2的平衡。植物减少，CO2增加，产生温室效应。二、光合作用的意义干旱沙漠化冰川融解2把无机物变成有机物：是合成有机物的绿色工厂。3蓄积太阳能：能量转换站•利用率极低，如石油、煤碳。•秸秆等则付之一炬，应还田或发酵成沼气。二、光合作用的意义三、光合作用的研究历史实验一：1771年，英国科学家普利斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死去了。他把两盆植物分别放到两个密闭的玻璃罩里。他发现植物能够长时间地活着，蜡烛没有熄灭，小鼠活动正常。植物可以在光下净化“坏了”的空气光合作用•1782年，瑞士人有化学分析的方法弄清了光合的反应物是CO2和H2O，产物是糖和O2。但认为糖是CO2的简单聚合：实验二：实验三：•1905年，Blackman研究光合效率与光强和温度的关系时，对光合过程是否一直需要光产生了疑问。也使人们对CO2的同化方式有了全新的认识。n(CO2)CCCC•1低光时，温度再高光合效率也不增加。说明光是必须的。•2强光下，温度升高，光合加快，说明在高光强下，温度是光合的限制因素，也说明光合作用涉及酶促反应（暗反应）；•3温度相同时，随光照增强，光合加快，特别是在低温时，光照增强，光合加快，说明光合作用中存在与温度无关的反应，也就是非酶促反应。（光反应）实验四：温度光合效率低光强光光合有两个反应阶段：光反应和暗反应光能吸收CO2同化•1937年，希尔用体外的叶绿体和水反应得到了O2，为光反应的研究打开了大门。实验五：4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2光叶绿体说明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产生还原能力，使物质还原，即光反应可产生电子将物质还原。？？•1951年，发现体内物质NADP＋可被光合作用还原为NADPH。实验六：NADP++H2ONADPH+H++1/2O2光叶绿体这是一个振奋人心的消息，因为科学家们早已知道，NADPH是生物体内的重要的还原剂。•1954年，发现ADP在光合作用下可形成ATP。实验七：ADP+PiATP光叶绿体在光下叶绿体合成的NADPH和ATP，是用来同化CO2的。光合作用的总过程NADPHNADP+光CO2糖类光反应暗反应:ATPADP+Pi第二节叶绿体及光合色素一、叶绿体的结构1双层膜：内膜为选择性屏障。2基质：CO2同化；淀粉形成3基粒：由类囊体垛叠而成的绿色颗粒。一、叶绿体的结构3基粒•类囊体：压扁了的囊状体•基质类囊体：（基质片层）连接两个基粒的类囊体。•类囊体膜：（光合膜）四大颗粒•PSⅡ、Cytb6-f复合体、PSⅠ和ATP合成酶二、光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）1叶绿素：Chlorophyll，Chla.分类Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部分用于转化光能Chlb:黄绿色，全部用于捕光b.结构：四个吡咯环围绕镁形成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外表面还有一个叶绿醇形成的尾部，亲脂，插入光合膜内部（见书61页）2类胡萝卜素：二、光合色素a.分类胡萝卜素:橙黄色叶黄素:黄色聚光作用，消耗多余光能b.结构：（见书61页）思考一：•植物体内有绿色和黄色两种色素，为什么叶子是绿色的而不是黄色的？•因为植物中Chl:类胡萝卜素＝3：1，Chl含量更高，绿色强于黄色，所以叶子是绿色的。•为什么秋天或植物受害时，叶子是黄色的而不是绿色的？思考二：•因为衰老和受害时，Chl更为敏感，首先受损，绿色消失，呈现出黄色。1光自身的特性：波粒二相性•E＝L/λ，即波长越小，能量越大•蓝光能量大，红光能量小•从太阳辐射到地球的光波长范围为：300-2600nm•植物光合能吸收的光波长范围为：400-700nm三、光合色素的光学特性（对光的反应）2...
