第三章光合作用课件

植物的光合作用1碳素营养是植物的生命基础，因为：碳素营养是植物的生命基础，因为：“万万物物生生长长靠靠太太阳阳”光光合合作作用用碳素营养碳素营养自养植物自养植物(autophyte)：异养植物异养植物(heterophyte)：植物的植物的碳素同化作用碳素同化作用：碳素营养是植物的生命基础，因为：2第一节第一节光合作用的重要性光合作用的重要性1 1、photosynthesisphotosynthesis：6CO6CO2 26H6H2 2OCOC6 6H H6 6O O6 66O6O2 2+贮贮存存能能量，量，GG686686千卡千卡 2 2、重要性：重要性：a a 把无机物变为有机物把无机物变为有机物 b b 蓄积太阳能量蓄积太阳能量c环境保护环境保护3 3、19881988年年NobelNobel奖奖金金委委员员会会在在宣宣布布三三位位德德国国光光合合作作用用研研究究者者得得奖奖时时的的评评语语时时称称“光光合合作作用用是是地地球球上上最最重重要要的的化化学反应学反应”第一节光合作用的重要性3第三章光合作用课件44 4、光合作用的历史：光合作用的历史：n17711771，J.PriestlyJ.Priestly发现光合作用发现光合作用玻璃钟罩实验；玻璃钟罩实验；n几年后，几年后，IngenhouszIngenhousz绿色植物在光下才能清洁空气；绿色植物在光下才能清洁空气；n17821782，Jean Jean SenebierSenebier（瑞瑞士士牧牧师师）植植物物需需要要二二氧氧化化碳作为养料；碳作为养料；n18041804，de Saussurede Saussure植物同化二氧化碳消耗水；植物同化二氧化碳消耗水；n18171817，Pelletier CaventouPelletier Caventou（法国）分离出叶绿体；（法国）分离出叶绿体；n18451845，Robert Robert MayerMayer（医医生生）植植物物将将光光能能转转化化为为化化学学能；能；n18641864，J.SachsJ.Sachs发现有淀粉粒的形成发现有淀粉粒的形成n18801880，EegelmannEegelmann：水水绵绵实实验验，氧氧气气的的释释放放与与叶叶绿绿体体的关系的关系4、光合作用的历史：5第二节第二节叶绿体及叶绿体色素叶绿体及叶绿体色素n叶片叶片是进行光合作用的主要器官，是进行光合作用的主要器官，叶绿体叶绿体是进是进行光合作用的主要细胞器。行光合作用的主要细胞器。一、叶绿体的结构和组分一、叶绿体的结构和组分（一）叶绿体的结构（一）叶绿体的结构1、形状及大小：椭圆形，直径约为、形状及大小：椭圆形，直径约为36um，厚约为厚约为23um。第二节叶绿体及叶绿体色素62 2、结构结构 内膜和外膜内膜和外膜 基质基质 类囊体类囊体 基粒基粒 基粒类囊体的垛叠和生理意义基粒类囊体的垛叠和生理意义2、结构7（二）叶绿体的成分（二）叶绿体的成分蛋蛋白白质质是是结结构构基基础础，一一般般占占干干重重的的30304545；催催化化剂剂；电电子子传传递递作作用用（细细胞胞色色素素、质质体体蓝蓝素素与与蛋蛋白白结结合合）；色色素素也也均均与与蛋蛋白白结结合合成成复合体复合体；色色素素占占干干重重8 8；在在光光合合作作用用中中起起着着决决定定性的作用；性的作用；脂类脂类占占20204040；组成膜的主要成分；组成膜的主要成分；贮藏物质（淀粉等）贮藏物质（淀粉等）占占10102020灰分元素灰分元素1010左右左右还还含含有有各各种种核核苷苷酸酸（NADNAD和和NADPNADP等等）和和醌醌（质质体醌），起着传递质子或电子的作用。体醌），起着传递质子或电子的作用。（二）叶绿体的成分蛋白质是结构基础，一般占干重的3083 3类：类：叶绿素叶绿素、类胡萝卜素类胡萝卜素和和藻胆素藻胆素（一）（一）叶绿素叶绿素：包括：包括chl achl a和和chl bchl b两种。两种。1 1、溶解性：溶解性：2 2、颜色：颜色：3 3、化学性质：化学性质：4 4、分子结构：分子结构：叶绿素分子具有双亲性：亲水性：叶绿素分子具有双亲性：亲水性：亲脂性：亲脂性：5 5、功能：、功能：二、光合色素的化学特性二、光合色素的化学特性3类：叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素二、光合色素的化学特性9第三章光合作用课件10（二）（二）类胡萝卜素类胡萝卜素 包括胡萝卜素胡萝卜素和叶黄素叶黄素两种。1 1、溶解性：溶解性：2 2、颜色：颜色：3 3、结构：结构：4 4、功能：功能：（二）类胡萝卜素11（三）（三）藻胆素藻胆素1 1、性质：性质：2 2、分类：分类：3 3、溶解度：溶解度：4 4、结构：结构：5 5、功能：功能：（三）藻胆素12（一）辐射能量（一）辐射能量 光光具具有有波波粒粒二二象象性性，光光子子携携带带的的能能量量和和光光的的波波长长关关系系如如下下：E ENhvNhvNhc/Nhc/，此此式式表表明明：光光子的能量与波长成反比。子的能量与波长成反比。二、光合色素的光学特性二、光合色素的光学特性二、光合色素的光学特性13（二）吸收光谱（二）吸收光谱可见光：可见光：390nm-770nm390nm-770nm叶绿素的吸收光谱有两个叶绿素的吸收光谱有两个：叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b吸收光谱的异同吸收光谱的异同：（二）吸收光谱可见光：390nm-770nm14类类胡胡萝萝卜卜素素的的吸吸收收光光谱谱与与叶叶绿绿素素不不同同，最最大大吸吸收收带带在在蓝蓝紫紫光光部部分分，不不吸吸收收红红光光等长波的光。等长波的光。类胡萝卜素的吸收光谱与叶绿素不同，最大吸收带在蓝紫光部分，15藻胆素主要吸收藻胆素主要吸收绿光绿光和和橙光橙光。藻蓝蛋白。藻蓝蛋白吸收光谱的最大值在橙红光部分，藻红吸收光谱的最大值在橙红光部分，藻红蛋白在绿光和黄光部分。蛋白在绿光和黄光部分。藻胆素主要吸收绿光和橙光。藻蓝蛋白吸收光谱的最大值在橙红光16（三）荧光现象和磷光现象（三）荧光现象和磷光现象 1 1、荧光现象荧光现象：2 2、磷光现象磷光现象：原因原因：原因原因：（三）荧光现象和磷光现象173 3、是否所有的色素分子均有荧光：是否所有的色素分子均有荧光：4 4、为为什什么么叶叶绿绿素素在在溶溶液液中中荧荧光光很很强强，但但在在活体中几乎检测不到活体中几乎检测不到：军事上应用荧光现象：军事上应用荧光现象：5、是否所有的叶绿体色素都有磷光？是否所有的叶绿体色素都有磷光？应该均有，但应该均有，但a a：b b：3、是否所有的色素分子均有荧光：18 四、叶绿素的合成四、叶绿素的合成 不断代谢更新：燕麦72h全部更新；烟草：数星期一半更新（一）（一）生物合成生物合成1 1、起始物起始物：谷氨酸或酮戊二酸2 2、厌氧条件下厌氧条件下：3 3、有氧条件下有氧条件下：四、叶绿素的合成19动植物分道动植物分道动植物分道20（二）（二）植物的叶色植物的叶色 1 1、为什么一般植物呈绿色为什么一般植物呈绿色：2 2、秋天树叶为何会发黄秋天树叶为何会发黄：3 3、秋天枫叶、紫云英叶子为什么会发红秋天枫叶、紫云英叶子为什么会发红4 4、避光植物为什么会黄化避光植物为什么会黄化：（二）植物的叶色21（三）（三）影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素1、光：光：2、温度：温度：3、矿质营养：矿质营养：N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等。叶绿素成分酶的活化剂（三）影响叶绿素合成的因素22第三节第三节 光合作用的机理光合作用的机理根据需光与否，笼统分为根据需光与否，笼统分为光反应（光合膜上进光反应（光合膜上进行）行）和和碳反应（叶绿体基质中进行）碳反应（叶绿体基质中进行）。整个光合作用分为整个光合作用分为3 3大步骤大步骤：1 1、光能的吸收、光能的吸收、传递和转换过程（原初反应）；传递和转换过程（原初反应）；2 2、电能转化、电能转化为活跃化学能过程（通过电子传递和光合磷酸为活跃化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化）；化）；3 3、活跃的化学能转变为稳定的化学能、活跃的化学能转变为稳定的化学能的过程（通过碳同化完成）。的过程（通过碳同化完成）。第三节光合作用的机理根据需光与否，笼统分为光反应（光合膜23一、光能的吸收、传递和转化一、光能的吸收、传递和转化（一）（一）原初反应原初反应1 1、原初反应原初反应(primary reaction)(primary reaction)：光合单位光合单位(photosynthetic unit)(photosynthetic unit)：光合单位聚光色素系统作用中心光合单位聚光色素系统作用中心2 2、色素系统、色素系统（1 1）叶绿体色素的分类叶绿体色素的分类 A A、反应中心色素：反应中心色素：B B、聚光色素，又称为天线色素：聚光色素，又称为天线色素：（2 2）、光能的传递）、光能的传递一、光能的吸收、传递和转化（一）原初反应243、光合作用中心光合作用中心（1 1）光合作用光合作用中心中心(photosynthetic reaction center)(photosynthetic reaction center)：（2 2）光能光能转换色素分子色素分子 原初原初电子受体子受体 原初原初电子供体子供体 高等植物最高等植物最终电子供体（源）是水，最子供体（源）是水，最终电子受体子受体是是NADPNADP，电子从最初子从最初电子供体到最子供体到最终电子子传递受体中受体中间要要经过一系列的一系列的电子子传递体的体的传递。（3 3）电子传递过程）电子传递过程3、光合作用中心25第三章光合作用课件26研究小球藻光合作用时发现研究小球藻光合作用时发现红降红降和和爱默生增益效爱默生增益效应应或或双光增色效应双光增色效应：(二）爱默生增益效应：两个光反应系统二）爱默生增益效应：两个光反应系统研究小球藻光合作用时发现红降和爱默生增益效应或双光增色效应：27爱默生效应使人们设想，光合作用可能包括两个爱默生效应使人们设想，光合作用可能包括两个光化学反应的接力进行。现在已经从叶绿体中光化学反应的接力进行。现在已经从叶绿体中分离出两个光系统：分离出两个光系统：（1 1）光系统光系统I I（PSIPSI）（2）光系统光系统II（PSII）爱默生效应使人们设想，光合作用可能包括两个光化学反应的接力进28二、电子传递和质子传递二、电子传递和质子传递（一）类囊体的（一）类囊体的四种主要复合物四种主要复合物1、PSII2、细胞色素、细胞色素b6f复合物复合物3、PSI4、ATP合酶（或偶联因子）合酶（或偶联因子）二、电子传递和质子传递（一）类囊体的四种主要复合物29（二）光合链（二）光合链 在光反应中，由水至在光反应中，由水至NADPNADP的电子传递是由的电子传递是由PSIPSI和和PSIIPSII、连接在两个光系统之间的电子传、连接在两个光系统之间的电子传递体完成的。各种电子传递体具有不同的氧化递体完成的。各种电子传递体具有不同的氧化还原电位，负值越大还原势越强，正值越大氧还原电位，负值越大还原势越强，正值越大氧化势越强；根据氧化还原电势高低排列，呈化势越强；根据氧化还原电势高低排列，呈“Z”“Z”形，电子定向转移，这一系列相互衔接形，电子定向转移，这一系列相互衔接的电子传递，常被称为的电子传递，常被称为光合链光合链(photosynthetic chain)(photosynthetic chain)。（二）光合链30具体传递过程如下具体传递过程如下（非环式电子传递非环式电子传递和和环式电子传递环式电子传递）H+H+H+具体传递过程如下（非环式电子传递和环式电子传递）H+H+313、机理：机理：学说有以下几种：（1）化学学说；）化学学说；（2）化学渗透学说；（）化学渗透学说；（3）蛋白质构型变化学说；）蛋白质构型变化学说；（4）区域化的质子势学说）区域化的质子势学说。三、光合磷酸化三、光合磷酸化1 1、定义定义：叶绿体在光下把无机磷和：叶绿体在光下把无机磷和ADP转化为转化为ATP，形成高能磷酸键的过程，形成高能磷酸键的过程。2、形式：、形式：非循环式光合磷酸化非循环式光合磷酸化和和循环式光合磷循环式光合磷酸化酸化3、机理：学说有以下几种：（1）化学学说；（2）化学渗透学说32Mitchll的化学渗透假说化学渗透假说（chemiosmotictheory）：1978年获得Nobel奖。Mitchll的化学渗透假说（chemiosmoticth33四、碳同化及其调节四、碳同化及其调节 二氧化碳同化（二氧化碳同化（COCO2 2assimilationassimilation）是光合作用过程中）是光合作用过程中的一个重要方面。的一个重要方面。从能量转换角度来看：从能量转换角度来看：从物质生产角度来看：从物质生产角度来看：碳同化是在叶绿体的基质中进行的碳同化是在叶绿体的基质中进行的。高等植物的碳同化途径有三种，即高等植物的碳同化途径有三种，即卡尔文环卡尔文环、C C4 4二羧酸二羧酸途径途径和和景天酸代谢景天酸代谢。卡尔文环是最基本最普遍，具有。卡尔文环是最基本最普遍，具有合成淀粉等产物的能力，其他两种不够普遍（特别是合成淀粉等产物的能力，其他两种不够普遍（特别是景天酸代谢），只能起固定、运转景天酸代谢），只能起固定、运转COCO2 2的作用，单独不的作用，单独不能形成淀粉等产物。能形成淀粉等产物。四、碳同化及其调节34（一）卡尔文循环（一）卡尔文循环卡尔文循环、光合环、磷酸戊糖循环、卡尔文循环、光合环、磷酸戊糖循环、C3途径途径。在叶绿体基质中进行的在叶绿体基质中进行的。1、COCO2 2同化同化过程过程羧化阶段羧化阶段：还原阶段还原阶段：更新阶段更新阶段：主要是：主要是RuBP的重新形成，包括的重新形成，包括3C、4C、5C、6C、7C磷酸糖的转变。磷酸糖的转变。（一）卡尔文循环35总反应式如下表示：总反应式如下表示：3CO23H2O+3RuBP+9ATP+6NADPHPGAld+6NADP+9ADP+9Pi总反应式如下表示：362 2、卡尔文循环的调节卡尔文循环的调节(自学）自学）（1 1）光的调节光的调节（2 2）转运作用的调节转运作用的调节（3 3）质量作用的调节质量作用的调节2、卡尔文循环的调节(自学）37光合作用轮廓图解：光合作用轮廓图解：光合作用轮廓图解：38(二）二）C4途径途径1.C4二羧酸循环的发现二羧酸循环的发现2.C4植物的解剖特征植物的解剖特征(二）C4途径393、基本过程基本过程（1）受体是叶肉细胞细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸）受体是叶肉细胞细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），固定的是溶入水的），固定的是溶入水的CO2（HCO-3），在），在PEP羧化酶作用下形成草酰乙酸（羧化酶作用下形成草酰乙酸（OAA）。）。（2）OAA进入叶肉细胞叶绿体中，变为苹果酸；或在进入叶肉细胞叶绿体中，变为苹果酸；或在叶肉细胞细胞质中形成天冬氨酸。叶肉细胞细胞质中形成天冬氨酸。（3）苹果酸和天冬氨酸进入维管束鞘细胞中，脱羧后变）苹果酸和天冬氨酸进入维管束鞘细胞中，脱羧后变成丙酮酸或丙氨酸，再从维管束鞘细胞运回叶肉细胞，成丙酮酸或丙氨酸，再从维管束鞘细胞运回叶肉细胞，变成变成PEP，重新循环。，重新循环。（4）脱羧形成的）脱羧形成的CO2留在维管束鞘细胞中进行留在维管束鞘细胞中进行C3途径。途径。3、基本过程404 4、C C4 4途径的调节途径的调节(自学）自学）（1 1）、）、酶酶活性的活性的调节：光可激活苹果酸脱：光可激活苹果酸脱氢酶酶和丙和丙酮酸酸磷酸二激磷酸二激酶酶，其活化程度与光，其活化程度与光强强度成正比，度成正比，这两种两种酶酶在暗中在暗中这被被钝化。化。（2 2）、）、效效应剂的的调节：调节PEPPEP羧化化酶酶的活性的活性（3 3）、）、二价金属离子的二价金属离子的调节：二价金属离子都是脱：二价金属离子都是脱羧酶酶的活化的活化剂。MgMg、MnNADPMnNADP苹果酸脱苹果酸脱氢酶酶；MnNADMnNAD苹苹果酸脱果酸脱氢酶酶；MgMg、MnPEPMnPEP激激酶酶。第三章光合作用课件41（三）景天酸代谢（三）景天酸代谢1、发现、发现2、CAM植物植物CO2固定的途径固定的途径3、CAM的调节的调节（1）短期调节：在晚上气孔开放，白天关闭，这样既短期调节：在晚上气孔开放，白天关闭，这样既能够减少水分的不同作用，又能进行光合作用。完成能够减少水分的不同作用，又能进行光合作用。完成此过程，此过程，PEP羧化酶和脱羧酶在昼夜就起着不同的作羧化酶和脱羧酶在昼夜就起着不同的作用，羧化酶在夜晚有活性，而脱羧酶在白天起作用。用，羧化酶在夜晚有活性，而脱羧酶在白天起作用。（2）长期调节：如冰叶日中花，在干旱时是）长期调节：如冰叶日中花，在干旱时是CAM途径；途径；在水分充足时为在水分充足时为C3途径。途径。（三）景天酸代谢42（四）（四）C3植物、植物、C4植物和植物和CAM植物某些光植物某些光合特征和生理特征的比较合特征和生理特征的比较：（四）C3植物、C4植物和CAM植物某些光合特征和生理特征的43五、光呼吸五、光呼吸1 1、光呼吸光呼吸 暗呼吸暗呼吸2 2、光呼吸和暗呼吸的区别：、光呼吸和暗呼吸的区别：3 3、光呼吸所需的细胞器光呼吸所需的细胞器：叶绿体、线粒体和过氧化物酶体，过氧化物叶绿体、线粒体和过氧化物酶体，过氧化物酶体位于叶绿体附近。酶体位于叶绿体附近。4 4、光呼吸的过程：、光呼吸的过程：5 5、RubiscoRubisco：五、光呼吸44两个重点思考题两个重点思考题1、简述光呼吸的生理意义。、简述光呼吸的生理意义。2、试从生理和结构上比较、试从生理和结构上比较C3和和C4植植物的光合特征，并说明为什么物的光合特征，并说明为什么C3植植物比物比C4植物光合效率高。植物光合效率高。两个重点思考题45六、叶绿体代谢产物的合成及其调节六、叶绿体代谢产物的合成及其调节1、合成：、合成：淀粉是在叶绿体中合成的；而蔗淀粉是在叶绿体中合成的；而蔗糖是在细胞质中合成的糖是在细胞质中合成的。2、调节：、调节：六、叶绿体代谢产物的合成及其调节46第四节第四节 环境条件对光合作用的影响环境条件对光合作用的影响一、植物的光合速率一、植物的光合速率n表观光合作用表观光合作用或或净光合率净光合率：n真正的光合作用真正的光合作用：n不同种类和不同品种的植物，光合速率差异很大。不同种类和不同品种的植物，光合速率差异很大。n同一株作物上下不同部位的叶片，光合速率也不相同。同一株作物上下不同部位的叶片，光合速率也不相同。例如小麦旗叶和穗下节间的光合速率常最高。这些对例如小麦旗叶和穗下节间的光合速率常最高。这些对于农业生产有重要意义。于农业生产有重要意义。例如小麦灌浆期间旗叶是同化产物的主要供应者，必例如小麦灌浆期间旗叶是同化产物的主要供应者，必须加以保护，并使之受到充足的光照。须加以保护，并使之受到充足的光照。第四节环境条件对光合作用的影响47二、外界环境对光合作用的影响二、外界环境对光合作用的影响（一）、光照一）、光照1、光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点2、不同的植物其光饱和点和光补偿点都不同；不同的植物其光饱和点和光补偿点都不同；一般来说一般来说阴生植物的光饱和点和光补偿点都较阴生植物的光饱和点和光补偿点都较低低；阳生植物都较高阳生植物都较高；C C4 4植物高于植物高于C C3 3植物植物。此此外同一植物的不同叶片，其光外同一植物的不同叶片，其光饱和点和光和点和光补偿点也不同。点也不同。二、外界环境对光合作用的影响483 3、光虽然是植物必须的，但光能超过光合、光虽然是植物必须的，但光能超过光合系统所利用的数量时，光合功能下降。系统所利用的数量时，光合功能下降。这种现象称为光合作用的这种现象称为光合作用的光抑制光抑制。光抑。光抑制主要发生在制主要发生在PSIIPSII，可能是光合系统被，可能是光合系统被破坏和能量耗散过程加强的共同结果，破坏和能量耗散过程加强的共同结果，也可能仅是后者。植物本身对光抑制有也可能仅是后者。植物本身对光抑制有一定程度的保护反应：一定程度的保护反应：4 4、光质对植物的光合速率影响也很大。、光质对植物的光合速率影响也很大。3、光虽然是植物必须的，但光能超过光合系统所利用的数量时，光49（二）、气体对光合作用的影响（二）、气体对光合作用的影响1 1、二氧化碳、二氧化碳 a a 吸收部位吸收部位 叶片叶片 ：根：丙酮酸根：丙酮酸COCO2 2OAAOAA苹果酸向上运输。苹果酸向上运输。水生：可以直接吸收水生：可以直接吸收 b b 补偿点补偿点：温室效应：温室效应：2 2、氧气：氧气：正常大气中正常大气中2121的氧含量对的氧含量对C3C3植物光合作用植物光合作用抑制竟达抑制竟达33335050之高，对之高，对C4C4植物则几乎不抑植物则几乎不抑制。制。（二）、气体对光合作用的影响503、温度、温度4、矿质元素、矿质元素 N N，MgMg是叶绿素的成分；是叶绿素的成分；Fe Fe是合成叶绿素所必需的；是合成叶绿素所必需的；Fe Fe，MnMn，ClCl等许多微量元素是进行光合作等许多微量元素是进行光合作用所必需的辅酶或辅助因子；用所必需的辅酶或辅助因子；P P是光合作用过程中所不可缺少的元素；是光合作用过程中所不可缺少的元素；P P，K K又对碳水化合物代谢有很大影响。又对碳水化合物代谢有很大影响。锰、钼、锌等，有时在喷施后也可能使光锰、钼、锌等，有时在喷施后也可能使光合速率提高。合速率提高。3、温度515 5、水分、水分水分是光合作用原料之一，缺乏时可使光合速水分是光合作用原料之一，缺乏时可使光合速率下降率下降.6 6、叶绿素、叶绿素7 7、光合光合产物物8 8、光合速率的日变化、光合速率的日变化 单峰曲线：单峰曲线：双峰曲线：双峰曲线：5、水分52第五节第五节 植物对光能的利用植物对光能的利用一、一、光能利用率光能利用率：二、二、提高光能利用率的途径提高光能利用率的途径 主要是通过延长光合时间、增加光合面积和加强光合主要是通过延长光合时间、增加光合面积和加强光合效率等途径。效率等途径。三、光合作用与作物产量的关系三、光合作用与作物产量的关系 作物和所有陆生植物一样，其干物质中有作物和所有陆生植物一样，其干物质中有90%90%95%95%是有是有机物，也就是说，组成作物躯体的干物质，主要是由机物，也就是说，组成作物躯体的干物质，主要是由光合作用所合成的有机物。显然，作物产量的高低，光合作用所合成的有机物。显然，作物产量的高低，与光合作用的强弱密切相关。与光合作用的强弱密切相关。第五节植物对光能的利用53巩固练习n1、光合作用中，糖类是在、光合作用中，糖类是在阶段形成的，阶段形成的，O2是在是在阶段形成的，阶段形成的，ATP是在是在阶段形成阶段形成的。的。n2、某科学家用含有、某科学家用含有14C的的CO2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C原原子，这种子，这种C原子的转移途径是（原子的转移途径是（）nA、CO2叶绿体叶绿体ATPnB、CO2叶绿素叶绿素ATPnC、CO2乙醇乙醇糖类糖类nD、CO2三碳化合物三碳化合物糖类糖类暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应D返回返回巩固练习1、光合作用中，糖类是在543、在光合作用中，需消耗、在光合作用中，需消耗ATP的是（的是（）A、三碳化合物的还原、三碳化合物的还原B、CO2的固定的固定C、水在光下分解、水在光下分解D、叶绿素吸收光能叶绿素吸收光能4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（质是（）A、H和和ATPB、H和和O2C、O2和和ATPD、H和和H2OAA返回返回3、在光合作用中，需消耗ATP的是（）AA555、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时的水中，过一段时间后，分析间后，分析18O放射性标记，最先（放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现、在植物体内的葡萄糖中发现B、在植物体内的淀粉中发现、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现D、在植物体周围的空气中发现、在植物体周围的空气中发现6、在光合作用过程中，能量的转移途径是（、在光合作用过程中，能量的转移途径是（）A、光能、光能ATP葡萄糖葡萄糖B、光能、光能叶绿素叶绿素葡萄糖葡萄糖C、光能、光能CO2葡萄糖葡萄糖D、光能、光能葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉DA返回返回5、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时567、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（这是由于（）A、水分产生的、水分产生的H数量不足数量不足B、叶绿体利用的光能合成的、叶绿体利用的光能合成的ATP不足不足C、空气中、空气中CO2量相对增多，而起抑制量相对增多，而起抑制作用作用D、暗反应中三碳化合物产生的量太少、暗反应中三碳化合物产生的量太少8、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A、增大、增大O2浓度浓度B、增大、增大CO2浓度浓度C、增强光照、增强光照D、调节室温、调节室温DA返回返回7、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭579、下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中、下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入加入ADP，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。请你用已学的光合作用知识，请你用已学的光合作用知识，解释曲线形成的原因。解释曲线形成的原因。AB有机物合成率CD光照、光照、无无CO2黑暗、黑暗、有有CO2时间时间（1）AB（2）BC段段（3）CD段段因为没有因为没有CO2，只，只进行光反进行光反应，所以应，所以无有机物无有机物积累积累因为因为AB段为暗反应提供了段为暗反应提供了ATP和和H，加之，加之CO2供给，暗反应供给，暗反应能够进行，有能够进行，有机物合成率上升机物合成率上升因无光不能因无光不能进行光反应，进行光反应，随着光反应随着光反应产物的消耗，产物的消耗，暗反应逐渐暗反应逐渐减弱，有机减弱，有机物合成率逐物合成率逐渐降低渐降低返回返回9、下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入AD581 1、名词解析：荧光和磷光现象、光合作用、名词解析：荧光和磷光现象、光合作用单位、爱默生效应、光合磷酸化、单位、爱默生效应、光合磷酸化、RubiscoRubisco、光合速率、光补偿点与光饱和、光合速率、光补偿点与光饱和点点2 2、植物碳同化有几条途径，列表简述其植物碳同化有几条途径，列表简述其特点（最初产物、氧化产物、关键酶、特点（最初产物、氧化产物、关键酶、发生部位等）发生部位等）3 3、请从从结构和生理两个方面构和生理两个方面阐述述玉米的玉米的光合速率为何比小麦高？光合速率为何比小麦高？1、名词解析：荧光和磷光现象、光合作用单位、爱默生效应、光合59习题n1绿色植物和光合细菌都能利用光能将合成有机物，它们都属于光养生物。从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用把合成有机物的过程。n2光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中是氧化剂，是还原剂，作为CO还原的氢的供体。n31940年S.Ruben等发现当标记物为HO时，植物光合作用释放的是，而标记物为CO2时，在短期内释放的则是。这清楚地指出光合作用中释放的来自于。n41939年Robert.Hill发现在分离的叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体，如铁氰化钾或草酸铁等，照光时可使水分解而释放氧气，这一现象称为，其中的电子受体被称为。习题1绿色植物和光合细菌都能利用光能将合成有60n51954年美国科学家D.I.Arnon等在给叶绿体照光时发现，当向体系中供给无机磷、ADP和NADP时，体系中就会有和两种高能物质的产生。同时发现，只要供给了这两种高能物质，即使在黑暗中，叶绿体也可将转变为糖。所以这两种高能物质被称为“”。n620世纪初人们研究光强、温度和CO2浓度对光合作用影响时发现，在弱光下增加光强能提高光合速率，但当光强增加到一定值时，再增加光强则不再提高光合速率。这时要提高温度或CO2浓度才能提高光合速率。用藻类进行闪光试验，发现在光能量相同的前提下闪光照射的光合效率是连续光下的200%400%。这些实验表明光合作用可以分为需光的和不需光的两个阶段。n7由于ATP和NADPH是光能转化的产物，具有在黑暗中使光合作用将CO2转变为有机物的能力，所以被称为“”。光反应的实质在于产生“”去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用“”将转化为有机碳(CHO)。51954年美国科学家D.I.Arnon等在给叶绿体照光时61n8类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体，即、和。由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为膜。n9反应中心色素分子是一种特殊性质的分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将能转换成能。其余的叶绿素分子和辅助色素分子一起称为色素或色素。n10叶绿体是由被膜、和三部分组成。叶绿体被膜上叶绿素，外膜为非选择透性膜，内膜为性膜。叶绿体中起吸收并转变光能的部位是膜，而固定和同化CO2的部位是。n11基质是进行的场所，它含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系，其中酶占基质总蛋白的一半以上n12类囊体分为二类：类囊体和类囊体8类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体，即62n13叶绿素分子含有一个由组成的的“头部”和一个含有由组成的“尾巴”。叶绿素分子的端为亲水端，端为亲脂端。通常用含有少量水的有机溶剂如80的或95%来提取叶片中的叶绿素n14当卟啉环中的镁被H所置换后，即形成褐色的去叶绿素，若再被Cu取代，就形成鲜绿的代叶绿素n15叶绿素对光最强的吸收区有两处：波长640660nm的光部分和430450nm的光部分。叶绿素对光的吸收最少。n16类胡萝卜素的吸收带在400500nm的光区，它们基本不吸收光，从而呈现黄色n17根据能量转变的性质，可将光合作用分为：反应、传递和磷酸化、以及等阶段。n18原初反应包括光能的、和反应，其速度非常快，且与度无关。13叶绿素分子含有一个由组成的的“头部”和一63n19叶绿体色素吸收光能后，其光能在色素分子之间传递。在传递过程中，其波长逐渐，能量逐渐。n20光合链中的电子传递体按氧化还原电位高低，电子传递链呈侧写的形。在光合链中，电子的最终供体是，电子最终受体是。n21根据电子传递到Fd后去向，将光合电子传递分为式电子传递、式电子传递和式电子传递三种类型。n22非环式电子传递指中的电子经PS与PS一直传到的电子传递途径。假环式电子传递的电子最终受体是。n23根据植物碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，可将碳同化途径分为途径、途径和途径三种类型。n24C途径是在叶绿体的中进行的。全过程分为、和三个阶段。n25核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶简称，它既能使RuBP与CO2起，推动C3碳循环，又能使RuBP与O2起而引起光呼吸。19叶绿体色素吸收光能后，其光能在色素分子之间传递。在传递64n26C途径形成的磷酸丙糖可运出叶绿体，在中合成蔗糖或参与其它反应；形成的磷酸己糖则可在中转化成淀粉而被临时贮藏27光呼吸生化途径要经过体、体和体三种细胞器。光呼吸的底物是。n28C4植物的光合细胞有细胞和细胞两类。C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶主要存在于的细胞的细胞质中；而Rubisco等参与的碳同化的酶主要存在于细胞中。n29C4途径基本上可分为、和等四个阶段。n30在弱酸作用下，绿色的叶绿素溶液会变成色。在反射和折射光下叶绿素溶液会变成色，这就是叶绿素的。n31CAM途径的特点是：晚上气孔，在叶肉细胞的中由固定CO2，形成的苹果酸贮藏于液泡，使液泡的pH；白天气孔，苹果酸脱羧，释放的CO2由羧化。26C途径形成的磷酸丙糖可运出叶绿体，在65n32C4植物是在同一和不同的完成CO2固定和还原两个过程；而CAM植物则是在不同和同一完成上述两个过程的。时间(白天)，空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)，时间(黑夜和白天)，空间(叶肉细胞)n33与C3植物相比C4植物的PEPC的Km较，对CO2亲和力较。（低，高）32C4植物是在同一和不同的66n1光合细胞是在内合成淀粉的。A叶绿体的基质B过氧化物体C线粒体D细胞质n2在提取叶绿素时，研磨叶片时加入少许CaCO3，其目的是。A使研磨更充分B加速叶绿素溶解C保护叶绿素D使叶绿素a、b分离n3夜间，CAM植物细胞的液泡内积量大量的。A氨基酸B糖类C有机酸DCO2n4与能量转换密切有关的细胞器是。A高尔基体与中心体B中心体与叶绿体C内质网和线粒体D线粒体和叶绿体n5叶片在阶段，其光合速率往往最强。A幼龄B正在生长C已充分生长D成龄n6要测定光合作用是否进行了光反应，最好是检查：。A葡萄糖的生成BATP的生成C氧的释放DCO2的吸收n7作物在抽穗灌浆时，如剪去部分穗，其叶片的光合速率通常会。A适当增强B一时减弱C基本不变D变化无规律1光合细胞是在内合成淀粉的。67n8光合链中数量最多，能同时传递电子、质子的电子传递体是。AFdBPQCPCDCytbn9早春，作物叶色常呈浅绿色，通常是由引起的。A吸收氮肥困难B光照不足C气温偏低D细胞内缺水n10导致了光合作用中存在两个光系统的重要发现。AHillreactionBEmersonenhancementeffectCCalvin-BensoncycleDHatch-Slackpathwayn11叶绿素分子能产生荧光，这种荧光的能量来自叶绿素分子的。A基态B第一单线态C第二单线态D三线态n12叶绿素分子能产生磷光，这种磷光的能量来自叶绿素分子的。A基态B第一单线态C第二单线态D三线态n13温室效应的主要成因是由于大气中的浓度增高引起的。AO3BSO2CHFDCO2n14在其他条件适宜而温度偏低的情况下，如果提高温度，光合作用的CO2补偿点、光补偿点和光饱和点。A均上升B均下降C不变化D变化无规律8光合链中数量最多，能同时传递电子、质子的电子传递体是68n15如果光照不足，而温度偏高，这时叶片的CO2补偿点。A升高B降低C不变化D变化无规律n16叶绿素提取液，如背着光源观察，其反射光呈。A暗红色B橙黄色C绿色D蓝色n17光合作用反应中心色素分子的主要功能是。A吸收光能B通过诱导共振传递光能C利用光能进行光化学反应D推动跨膜H梯度的形成n18光合链中的Fd是一种含的电子传递体。AFeBCuCMnDCan19光下叶绿体的类囊体内腔的pH值往往间质的pH值。A高于B等于C低于D无规律性n20在光照、温度等条件适宜的情况下，给植物以18O标记过的水，过一段时间后测定，可发现18O存在于。A三碳化合物中B淀粉中C周围空气中DC6H12O6中15如果光照不足，而温度偏高，这时叶片的CO2补偿点69n20C4植物的氮素利用效率比C3植物的。A低B一样C高D不一定n22光合作用的原初反应是指光能转变成的过程。A电能B化学能C同化力D碳水化合物n23光合作用的光化学反应是指的过程。A光能的吸收传递B光能转变为电能C电能转变转变为变活跃的化学能D活跃的化学能转变为稳定的化学能n24电子传递和光合磷酸化的结果是把。A光能吸收传递B光能转变为电能C电能转变转变为变活跃的化学能D活跃的化学能转变为稳定的化学能n25光合作用的碳同化的过程是的过程。A光能吸收传递B光能转变为电能C电能变活跃的化学能D活跃的化学能转变为稳定的化学能n26在一定温度范围内，昼夜温差大，光合产物的积累。A不利于B不影响C有利于n27维持植物正常生长所需的最低日光强度是。A等于光补偿点B大于光补偿点C小于光补偿点20C4植物的氮素利用效率比C3植物的。70n28CAM途径中最先固定CO2的产物是。AMABOAACAspDGluAH2OBCO2CATPDNADPn29光合作用中Rubisco羧化反应发生在。A叶绿体被膜上B类囊体膜上C叶绿体间质中D类囊体腔中n30光合作用中电子传递发生在。A叶绿体被膜上B类囊体膜上C叶绿体间质中D类囊体腔中n31光合作用中光合磷酸化发生在。A叶绿体被膜上B类囊体膜上C叶绿体间质中D类囊体腔中n32光合作用中原初反应发生在。A叶绿体被膜上B类囊体膜上C叶绿体间质中D类囊体腔中n33光合作用放氧反应发生的氧气先出现在。A叶绿体被膜上B类囊体膜上C叶绿体间质中D类囊体腔中n34Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较高时，主要发生。A羧化反应B加氧反应C加氧反应大于羧化反应n35Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较低时，主要发生。A羧化反应B加氧反应C羧化反应大于加氧反应n36玉米的PEPC固定CO2在中。A叶肉细胞的叶绿体间质B叶肉细胞的细胞质C维管束鞘细胞的叶绿体间质D维管束鞘细胞的的细胞质28CAM途径中最先固定CO2的产物是。71n37CAM植物PEPC固定CO2在中。A叶肉细胞的叶绿体间质B叶肉细胞的细胞质C维管束鞘细胞的叶绿体间质D维管束鞘细胞的细胞质n38指出下列四组物质中，哪一组是光合碳循环所必须的。A叶绿素、类胡萝卜素、CO2BCO2、NADPH2、ATPCO2、H2O、ATPDCO2、叶绿素、NADPH2n39光呼吸中释放二氧化碳的主要部位是。A细胞质B叶绿体C过氧化体D线粒体n40氧气对光呼吸有作用。A抑制B促进C无n41爱默生效益说明。A光反应是由两个不同光系统串联而成B光合作用放出的氧来自于水C光合作用可分为光反应和暗反应两个过程D光呼吸是与光合作用同时进行的n42以下叙述，仅是正确的。ARubisco的亚基是由核基因编码BRubisco的亚基是由叶绿体基因编码CRubisco的小亚基是由核基因编码DRubisco的大亚基是由核基因编码n43放氧复合体中不可缺少矿质元素。AMg2和Cl-BK和Ca2CK和Mg2DMn2和Cl-n44在适宜的温光条件下，在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸中，当处于下列哪一种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡。A动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换B动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧C动植物的CO2输出等于植物光合作用CO2的吸收37CAM植物PEPC固定CO2在72n45在光合碳循环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化：。ARuBP的量突然升高，而PGA的量突然降低。BPGA的量突然升高，RuBP的量突然降低。CRuBP和PGA的量均突然降低。DRuBP和PGA的量均突然升高46下列哪种反应与光无直接关系。A原初反应BHiil反应C电子传递与光合磷酸化DEmerson效应n47以下哪个条件能使光合作用上升，光呼吸作用下降：。A提高温度B提高C02浓度C提高氧浓度D提高光强度n48把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区在。A绿光部分B红光和蓝紫光部分C蓝紫光部分D黄橙光部分n49用14C标记参加光合作用的CO2，可以了解光合作用的哪一过程：。A光反应必须在有光条件下进行B暗反应不需要光CCO2被还原为糖的过程光合作用中能量的转移过程n50下列哪种说法不正确：APS存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的非堆叠区BPS主要存在于基粒片层的堆叠区CCytb6/f复合体分布较均匀DATPase存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的堆叠区n51在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，打取一定的面积，于100下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一株上着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是：。A甲叶片比乙叶片重B乙叶片比甲叶片重C两叶片重量相等D不一定45在光合碳循环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则73