第第4 4節(jié)節(jié)一一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、捕獲光能的色素、捕獲光能的色素色素色素葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素葉綠素主要吸收主要吸收紅光紅光和和藍紫光藍紫光吸收可見吸收可見的太陽光的太陽光類胡蘿卜素類胡蘿卜素主主要吸收要吸收藍紫光藍紫光（藍綠色）（藍綠色）（黃綠色）（黃綠色）（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）含量約占含量約占3/4含量約占含量約占1/42、捕獲光能的結(jié)構(gòu)、捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體葉綠體（1）分布）分布主要分布在綠色植物的葉肉細胞主要分布在綠色植物的葉肉細胞（2）形態(tài)）形態(tài)一般呈扁平的橢球形或球形一般呈扁平的橢球形或球形（3）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜（4）功能）功能光合作用的場所光合作用的場所基粒基粒 由兩個以上的類囊體組成，由兩個以上的類囊體組成，含含色素色素和和酶酶基質(zhì)基質(zhì)含多種光合作用含多種光合作用所必需的所必需的酶酶透明透明，有利于光線的透過，有利于光線的透過二二 光合作用的原理和應用光合作用的原理和應用1 1、光合作用的概念、光合作用的概念指綠色植物通過指綠色植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機有機物物，并且釋放出，并且釋放出氧氣氧氣的過程的過程2 2、光合作用探索歷程、光合作用探索歷程經(jīng)典實驗經(jīng)典實驗年代年代科學家科學家結(jié)論結(jié)論17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空氣植物可以更新空氣17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下植物可以更新空氣植物可以更新空氣18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用時植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成把光能轉(zhuǎn)變成了化學能了化學能儲存起來儲存起來18641864薩克斯薩克斯綠色葉片光合作用綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉產(chǎn)生淀粉18801880恩格爾曼恩格爾曼氧氧由葉綠體釋放出來。由葉綠體釋放出來。葉綠體葉綠體是是光合作用的場所光合作用的場所19391939魯賓魯賓 卡門卡門光合作用釋放的光合作用釋放的氧來自水氧來自水。2020世紀世紀4040代代卡爾文卡爾文光合產(chǎn)物中有機物的光合產(chǎn)物中有機物的碳來自碳來自COCO2 23 3、光合作用化學反應式：、光合作用化學反應式：4 4、光合作用過程、光合作用過程光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段葉綠體葉綠體中的色中的色素素光合作用的過程光合作用的過程光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氫供氫O2 固固 定定還還 原原多種酶多種酶參加催化參加催化(CH2O)氨基酸氨基酸,脂肪脂肪酶酶光反應階段與暗反應階段的比較光反應階段與暗反應階段的比較項目項目光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段區(qū)區(qū)別別場所場所條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化類囊體的薄膜上類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中葉綠體的基質(zhì)中需需光、色素和酶光、色素和酶不需不需光、色素光、色素;需需多種酶多種酶光能光能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳TP中中活潑活潑的化學能的化學能ATP中中活潑的化學能活潑的化學能轉(zhuǎn)化為糖轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中類等有機物中穩(wěn)定的化學能穩(wěn)定的化學能水的光解：水的光解：2H2O 光光 4H+O2光光ADP+Pi ATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的還原：的還原：2C3 （CH2O） H，ATP酶ATP ADP+Pi酶酶聯(lián)聯(lián) 系系1、光反應是暗反應的基礎(chǔ)，光反應為暗反應的進行提供、光反應是暗反應的基礎(chǔ)，光反應為暗反應的進行提供H和和ATP2、暗反應是光反應的繼續(xù)，暗反應為光反應的進行提供、暗反應是光反應的繼續(xù)，暗反應為光反應的進行提供合成合成ATP的原料的原料ADP和和Pi3、兩者、兩者相互獨立又同時進行相互獨立又同時進行，相互制約又密切聯(lián)系相互制約又密切聯(lián)系物質(zhì)物質(zhì)上把上把CO2和和H2O轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成以糖類為主的有機物以糖類為主的有機物能量能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機物上把光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能中的化學能最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝5、光合作用的實質(zhì)光合作用的實質(zhì)6、光合作用原理的應用光合作用原理的應用（1 1）影響光合作用的因素）影響光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、溫度、水、礦質(zhì)元素等、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2 2）提高農(nóng)作物光合作用強度的措施）提高農(nóng)作物光合作用強度的措施1 1、適當提高光照強度、延長光照時間、適當提高光照強度、延長光照時間3 3、適當提高、適當提高COCO2 2濃度濃度4 4、適當提高溫度、適當提高溫度5 5、適當增加植物體內(nèi)的含水量、適當增加植物體內(nèi)的含水量6 6、適當增加礦質(zhì)元素的含量、適當增加礦質(zhì)元素的含量2 2、合理密植、合理密植自養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機物轉(zhuǎn)攝取的無機物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物，并儲存了能量的一類生物 7、化能合成作用化能合成作用異養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物：不能直接利用無機物制成有機物不能直接利用無機物制成有機物，只能，只能把從外界把從外界攝取的現(xiàn)成的有機物攝取的現(xiàn)成的有機物轉(zhuǎn)變成自身的組成物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物 能夠利用體外環(huán)境中的能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化某些無機物氧化時所釋放的能量時所釋放的能量來制造有機物的合成作用來制造有機物的合成作用 例如：例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌等少數(shù)種類的細菌7、化能合成作用化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化細菌硝化細菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO2HNO3 3+ +能量能量硝化細菌硝化細菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到達收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到達深水層的光線是相對富含短波長的光，所深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方分布于海水深的地方注意注意:光反應和暗反應是一個整光反應和暗反應是一個整體體,二者緊密聯(lián)系二者緊密聯(lián)系,缺一不可缺一不可。光。光反應是暗反應的基礎(chǔ)，光反應階反應是暗反應的基礎(chǔ)，光反應階段為暗反應階段提供能量（段為暗反應階段提供能量（ATP）和還原劑和還原劑H，暗反應階段產(chǎn)生，暗反應階段產(chǎn)生的的ADP和和Pi為光反應階段合成為光反應階段合成ATP提供原料。提供原料。據(jù)統(tǒng)計：據(jù)統(tǒng)計：1 1、地球表面的綠色植物每年大約制造了、地球表面的綠色植物每年大約制造了44004400億噸有機物。億噸有機物。 2 2、地球表面的綠色植物每年儲存的能量約、地球表面的綠色植物每年儲存的能量約為為7.117.1110101818KJKJ，這個數(shù)字大約相當于，這個數(shù)字大約相當于240000240000個三門峽水電站每年所發(fā)出的電力，個三門峽水電站每年所發(fā)出的電力，相當于人類在相當于人類在 工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營養(yǎng)上所需要的能量的營養(yǎng)上所需要的能量的100100倍。倍。光合作用的反應式：光合作用的反應式：光能光能葉綠體葉綠體CO2+H2O* （CH2O）+O*2