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1、二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用宜宾市四中 刘琴双层膜结构双层膜结构基质基质基粒片层基粒片层基粒基粒酶酶色素色素知识回顾知识回顾1.1.地球表面上的绿色植物每年大约地球表面上的绿色植物每年大约 制造了制造了44004400亿吨亿吨有机物！有机物！2.2.地球表面上的绿色植物每年储存地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为的能量约为7.117.111018KJ，这个数，这个数字相当于字相当于24万万个三峡电站每年所发个三峡电站每年所发出的电力。出的电力。请看下面的数据：请看下面的数据：得出这一认识，科学家们用了得出这一认识，科学家们用了200多年的时多年的时间，经过无数次的实验。目
2、前，对光合作用间，经过无数次的实验。目前，对光合作用更深层次的探索还在进行。现在我们就沿着更深层次的探索还在进行。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。的思维过程和科学探索的乐趣。一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程实验1、海尔蒙脱（比利时）实验 1648实验2、普利斯特利（英）实验 1771实验3、英格豪斯（荷兰）实验 1779（见课本）实验4、萨克斯（德）实验 1864实验5、恩格尔曼（美）实验 1880实验6、鲁宾和卡门（美）实验 1939总结总结植物为什么会生长？古希腊古希腊亚里士多德认为：亚里士多
3、德认为：根吸收土壤中的养分，根吸收土壤中的养分，土壤减少的重量土壤减少的重量=植物增加的重量植物增加的重量17世纪比利时的海尔蒙特实验五年后五年后开始时开始时5年后年后实验前后的差值实验前后的差值柳树的质量柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量干土的质量90.8kg90.743kg结论：植物增重来自水分植物增重来自水分+74.7kg0.057kg通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的错通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的错误观点，那他的实验结论误观点，那他的实验结论完全正确吗？完全正确吗？从柳树生活环境的角度分析，还应考虑从柳树生活环境的角度分析，还应考虑什么因素？什么因素？光、空气1771
4、年，英国的科学家普利斯特利实验思考1.该实验装置中玻璃罩有什么作用？2.第一组实验中蜡烛熄灭、老鼠的死亡说明了什么？加入了植物后的实验说明了什么？3.前后实验的对比可以得出什么结论？普利斯特利的实验看似简单，但后人做时很多时候不能成功，这是为什么呢 ？1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验发现了其中的秘密。1、只有在光下植物才、只有在光下植物才能更新空气。能更新空气。2、植物体只有绿叶、植物体只有绿叶在光下才能更新空在光下才能更新空气。气。植物究竟更新了空气中的什么成分？ 直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳 1845年
5、，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：那么光能哪儿去了呢？ 植物在进行光合作用时植物在进行光合作用时,把光能转把光能转换成化学能储存起来换成化学能储存起来?光能转换成化学能,贮存于什么物质中呢?1864年，德国植物学家萨克斯实验天天竺竺葵葵在在暗暗处处放放置置2-3天天18641864年萨克斯的实验年萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理思考1暗处理的目的是什么？这一步是否可以省略？2本实验是否存在对照？若有请指出并指出单一变量。3这个实验可得出什么结论？历史发展到这儿，我们知道植物利用光能，吸收二氧化碳和水，释放氧气，并且在这个过程中将能量储存在了淀粉
6、中。光合作用利用 和 合成了储存能量的有机物并释放出了O2,那么氧气中的氧来自于谁呢？ 1939年年 ，美国科学家鲁宾和卡门，美国科学家鲁宾和卡门 用同位素用同位素标记法回答了这一问题标记法回答了这一问题 返回返回 20世纪世纪30年代，年代，鲁宾和卡门鲁宾和卡门（美）的（美）的同同位素标记实验：位素标记实验：这个实验可以得出什么结论？这个实验可以得出什么结论？光合作用的探究到此结束了吗？20世纪40年代，美国的科学家卡尔文发现了卡尔文循环，探明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791
7、779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更新只有绿叶才可以更新空气空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成了把光能转变成了化学能化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体是光是光合作用的场所合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2光合作用探索历程总
8、结：光合作用探索历程总结：小结小结: :萨克斯的实验说明光合作用萨克斯的实验说明光合作用的产物有（的产物有（),),光合作用的条件需光合作用的条件需要要( )( )；鲁宾和卡门的实验说明了；鲁宾和卡门的实验说明了光合作用的产物氧气中的氧全部来光合作用的产物氧气中的氧全部来自原料中的（自原料中的（) )；恩格尔曼的实验；恩格尔曼的实验说明了光合作用的场所是说明了光合作用的场所是( )( )，光，光合作用合作用放出（放出（ ）。）。 你的想法你的想法1.从人类对光合作用探究历程来看，生物学从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系的发展与物理学和化学有什么联系?与技术与技术
9、手段的进步有什么关系？手段的进步有什么关系？2.分析人类对光合作用的探究历程，你还有分析人类对光合作用的探究历程，你还有哪些感悟？请与同学交流。哪些感悟？请与同学交流。3.请课后登陆相关网站查询在光合作用探究请课后登陆相关网站查询在光合作用探究的历程中还有哪些科学家作出了贡献，打印的历程中还有哪些科学家作出了贡献，打印出来与同学们交流。出来与同学们交流。 生物发展的车轮还在前进，希望大家生物发展的车轮还在前进，希望大家能站在先人的肩膀上，成为能站在先人的肩膀上，成为“车轮车轮”前进的有力推动者！前进的有力推动者！请同学们回答：请同学们回答：1.1.光合作用原料、场所、条件、产物各是什么光合作用
10、原料、场所、条件、产物各是什么？试写出反应方程式：试写出反应方程式：2.在上述基础上请用简洁语言给光合作用下在上述基础上请用简洁语言给光合作用下定义。定义。在（光照在（光照)条件下，在绿色植物的条件下，在绿色植物的( (叶绿体叶绿体) )中中, , 把把( (二氧化碳和水二氧化碳和水) )转化为转化为( (淀粉同时释放氧气淀粉同时释放氧气) )，这个过程叫光合作用这个过程叫光合作用 CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体(CH2O)+O2COCO2 2和和H H2 2O O 、叶绿体、光、（、叶绿体、光、（CHCH2 2O O）和）和O O2 2光合作用 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植
11、物通过叶绿体叶绿体，利用利用光能光能，把，把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成储转化成储存着能量的存着能量的有机物有机物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。条件条件场所场所原料原料产物产物项目项目光反应光反应暗反应暗反应反应场所反应场所反应条件反应条件物质变化物质变化能量变化能量变化联系联系 光合作用光反应和暗反应的比较光合作用光反应和暗反应的比较 H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATPco2C5光反应光反应2c3固固定定供氢供氢酶酶酶酶酶酶供能供能还还原原(CH2O) 糖类、脂肪、糖类、脂肪、蛋白质蛋白质 多种酶多种酶参加催化参加催化暗反应暗反应能量转化能量转化: 光
12、能光能ATP活跃化学能活跃化学能稳定化学能稳定化学能元素转移元素转移O元素元素:H2O O2C元素元素:C O2C3 （CH2O）光能光能条件条件 ：光、光、 色素、色素、酶酶场所：场所：反应反应水的光水的光解：解：ATP的合成：的合成：基粒类囊体薄膜上基粒类囊体薄膜上H2O H+O2光、光、叶绿体中的色素叶绿体中的色素ADPPi 光能光能 ATP酶酶光能光能1.光反应阶段光反应阶段吸收、传递吸收、传递和转换光能和转换光能能量转变：能量转变：ATP中活跃的化学能中活跃的化学能产物：产物： H、O2、ATP条件：条件： 不需不需光，需多种酶光，需多种酶场所：场所：叶绿体基质中叶绿体基质中过程过程
13、CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3酶酶三碳化合物三碳化合物的还原：的还原：ATP中活跃中活跃的化学能的化学能2.暗反应阶段暗反应阶段C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量转变：能量转变：有机物中稳有机物中稳定的化学能定的化学能产物：产物：（CH2O ）、）、 ADP 、 Pi 整个光合作用过程中的物质整个光合作用过程中的物质 变化和能量变化分别是什么？变化和能量变化分别是什么？物质变化：物质变化：无机物无机物能量变化：能量变化： 光能光能转变转变转变转变2、光合作用的实质：、光合作用的实质：有机物有机物糖类等有机物中的糖类等有机物中的化学能化学能 请分析光下的植物突然停
14、止光照后，请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的其体内的C5化合物和化合物和C3化合物的含量化合物的含量如何变化？如何变化？停止停止光照光照光反应光反应停止停止请分析光下的植物突然停止请分析光下的植物突然停止CO2的供的供应后，其体内的应后，其体内的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何变化？的含量如何变化？H ATP还原还原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 项目项目光反应光反应暗暗反应反应反应场所反应场所反应条件反应条件物质变化物质变化能量变化能量变化联系联系叶绿体的类囊体膜上叶绿体的类囊体膜上叶绿体的基质上叶绿体的基质上 光、色素、酶光、色素、酶ATP、 H
15、、 酶、酶、CO2光能光能 ATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H和和ATP，暗反应产生暗反应产生ADP和和Pi为光为光反应提供原料反应提供原料光合作用光反应和暗反应的比较光合作用光反应和暗反应的比较水的光解；水的光解；ATP的合成的合成CO2的固定；的固定； 三碳化合物三碳化合物 的还原的还原板书设计:一、光合作用的探究历程二、光合作用的概念三、光合作用的表达式四、光合作用的过程 1、光合作用的过程 2、光合作用的实质六、练习六、练习1、光合作用不在叶绿体类囊光合作用不在叶绿体类囊体膜上进
16、行的是体膜上进行的是( ( ) )A.ADP+Pi+A.ADP+Pi+能量能量 ATP ATP B.B.氧气的产生氧气的产生C.C.二氧化碳的固定二氧化碳的固定 D.HD.H的产生的产生2.2.下图是小球藻进行光合作用示意图，图下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质中物质A A与物质与物质B B的分子量之比是（的分子量之比是（ ）C18O2AH2OCO2BH218O光照射下的小球藻A： B：3.下下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中B是是， 它来自于它来自于的分解。的分解。图中图中C是是，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的
17、部位，用于部位，用于 。图中图中D是是，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D所需的能量来自所需的能量来自 图中的图中的H表示表示， H为为I提供提供光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质C3的还原的还原ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H和和ATP 课后作业课后作业1、根据光合作用的表达式，试讨论影响光合作用的因素有哪些？为什么？2、调查和收集提高农作物光合作用强度的具体措施，并分析这些措施或技术对增产有什么作用？3、预习教材P104探究活动环境因素对光合作用强度的影响并完成下表（注：用铅笔填探究实验记录表）一、提出问题： 二、作出假设：三、设计并实施实验：1材料用具：2方法步骤：步骤（1）操作： 目的 : 步骤（2）操作： 目的 ： 步骤（3）操作： 目的 ： 步骤（4）操作： 目的 ： 步骤（5）操作： 目的 ： 步骤（6）操作： 3记录结果：（请用一种适当的形式）四、得出结论并进行交流：五、探究中出现的问题：
