《光合作用的探究历程与过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光合作用的探究历程与过程（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用知识回顾知识回顾一、捕获光能的色素和结构1绿叶中的色素有绿叶中的色素有4 4种，可以归纳为两类：种，可以归纳为两类：叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）（橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）绿绿叶叶中中的的色色素素2024/9/42叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收蓝紫光和红光，主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主
2、要吸收蓝紫光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光2024/9/43叶绿体结构模式图叶绿体结构模式图外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质类囊体类囊体2024/9/44二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用5什么是光合作用？（什么是光合作用？（P101）光合作用是光合作用是指指绿色植物绿色植物通过通过叶绿体叶绿体，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。6光合作用的探索历程光合作用的探索历程7植物生长所需的物质来自何处？植物生长所需的物质来自何处？2000多年前多年前亚里士多德亚里士多德(Ari
3、stotle)认为：认为：植物的营养物质完全来源于植物的营养物质完全来源于土土壤壤8结论：建造植物结论：建造植物体的原料是体的原料是水分水分。 1648 1648年年 比利时比利时 海尔蒙特实海尔蒙特实验验柳柳2.5kg 2.5kg 土土 100kg100kg五年后五年后只浇水只浇水柳柳82.5kg82.5kg土土99.9kg99.9kg实验前实验前 实验后实验后变化变化土壤土壤干重干重100kg99.9kg- 0.1kg柳树柳树2. 5kg82.5kg+ 80kg你赞同吗？为什你赞同吗？为什么么？9年代年代科学家科学家结论结论不足不足17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新因蜡烛燃烧
4、或小鼠呼吸而变得污浊的空气没有发现光在植物更新空气中的作用，而是将空气的更新归因于植物的生长17791779英格豪斯英格豪斯只有在阳光照射下植物才能更新空气，植物体只有绿叶才能更新污浊的空气仍不知植物呼吸和释放的究竟是什么气体18451845R.R.梅耶梅耶植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来18641864萨克斯萨克斯光合作用的产物除氧气外还有淀粉19411941鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的氧气来自水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径10 1771 1771年年 英英 普利斯特利实验普利斯特利实验 不同的人重复实验，
5、不同的人重复实验，有的成功，有的失败，原因何在？有的成功，有的失败，原因何在？结论: 植物可以更新空气11 到到17851785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在在光下光下放出的是放出的是O O2 2，吸收的是吸收的是COCO2 2。他把带叶的枝条放他把带叶的枝条放到水里这些叶到水里这些叶 在在阳光阳光下产生气泡，下产生气泡，在在暗处暗处不产生泡不产生泡 重复重复500500多次多次结论：结论： 植物只有在植物只有在阳光照射阳光照射下才能更新空气下才能更新空气植物体只有植物体只有绿叶绿叶才能更新污浊的空气才能更新污浊的空气17791779年，年， 荷兰荷
6、兰 英格豪斯实验英格豪斯实验12光能光能化学能化学能18451845年年 德国德国 梅梅耶耶储存于什么物质中了呢？储存于什么物质中了呢？13绿色绿色叶片叶片黑暗黑暗处理处理遮光遮光曝光曝光碘碘蒸蒸气气不变蓝不变蓝变蓝变蓝结论：绿色叶片的光合作用产结论：绿色叶片的光合作用产生了生了淀粉。淀粉。一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光1864年，（德）萨克斯的实验6/1014光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？你能用化学反应式表示出来吗？ 7/10原料：二氧化碳、水产物：氧气、糖类场所：叶绿体条件：光照、多种酶15 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把CO2和和H2O转化成
7、储存能量的转化成储存能量的有机物有机物，并，并释放出释放出O2的过程。的过程。CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类8/10161939年（美国）年（美国） 鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验结果分析结果分析得出结论得出结论光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。A A中气体无放射性，中气体无放射性，B B中气体具有放射性中气体具有放射性光合作用产生的氧气来自于水，而不光合作用产生的氧气来自于水，而不是
8、来自于二氧化碳。是来自于二氧化碳。A B 同同位位素素标标记记法法9/10172020世纪世纪4040年代年代 美国美国 卡尔文卡尔文用用 1414C C标记标记1414COCO2 2， 供小球藻进行光合作用，供小球藻进行光合作用，探明了探明了COCO2 2中的中的C C在光合作在光合作用中转化成用中转化成(CH(CH2 2O)O)的的C C，称为卡尔文循环。称为卡尔文循环。14CO2(14CH2O)18年代年代科学家科学家结论结论16481648海尔蒙特海尔蒙特植物增重来自植物增重来自水水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17791779英格豪斯英格豪斯只有
9、在只有在光照光照下只有绿叶才可以更下只有绿叶才可以更新空气新空气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把光能转变成了化学能了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19411941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 219从人类对光合作用的探索历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么关系？举例说明7/1020二、光合作用过程二、光合作用过程21
10、 光反应阶段光反应阶段场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化光、色素、酶光、色素、酶叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜水的光解；水的光解； ATP的生成的生成 ATPATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能类囊体类囊体ATP水在光水在光下分解下分解酶酶ADP+Pi O2HH2O光反应阶段光反应阶段222C3CO2C5H供氢供氢ATPADP+Pi供能供能多种多种还还原原 （CH2O）C5暗反应暗反应 暗反应阶段暗反应阶段场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化酶、酶、H、ATP叶绿体叶绿体基质基质CO2的固定；的固定； C3的还原的还原ATP中活中活跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中
11、稳定化学能定化学能固固定定酶酶23 联系联系条件场所物质变化能量变化叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶水的光解；水的光解； ATPATP的生成的生成 ATPATP中活中活跃化学能跃化学能光能光能暗反应阶段多种酶、多种酶、H、ATP叶绿体叶绿体基质基质CO2的固定；的固定； C3的还原的还原ATPATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反光反应是暗反应的基础，为暗反应提供应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反，暗反应为光反应提供应提供ADPADP和和PiPi 。光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的比较24 CO2
12、+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用过程光合作用过程 （CH2O）CO22C3C5多种酶多种酶固固 定定供氢供氢供能供能还还原原类囊体类囊体 O2ATP水在光水在光下分解下分解酶酶ADP+PiHH2O暗反应阶段暗反应阶段（叶绿体基质）（叶绿体基质）光反应阶段光反应阶段（叶绿体基粒）（叶绿体基粒）25总结归纳总结归纳叶绿体叶绿体（CHCH2 2O O）+O+O2 2COCO2 2+H+H2 2O O光光 一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程 二、光合作用的过程二、光合作用的过程总反应式总反应式光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段2H2O 光光 4H+O2光光ADP
13、+Pi ATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：2C3 （CH2O）+C5 H，ATP酶酶光能光能ATP中中化学能化学能(CH2O)中化学能中化学能261 1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（两个阶段，下列说法正确的是（ ） A.A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应光反应 C.C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.D.叶绿体基质中进行暗反应
14、叶绿体基质中进行暗反应, ,不进行光反应不进行光反应D体验成功体验成功272、光合作用包括光反应和暗反应、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是（物质是（ ）A A、H H2 2O O 、COCO2 2、ADPADPB B、COCO2 2、HH、ATPATPC C、H H2 2O O、COCO2 2、ATPATPD D、HH、H H2 2O O、ADPADPB体验成功体验成功28 某科学家用含有某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光来追踪光合作用中的合作用中的C C原子，原子，1414C C的转移途径是的转移途径是（ ） A
15、 A、COCO2 2 叶绿体叶绿体 ATPATP B B、COCO2 2 叶绿素叶绿素 ATPATP C C、COCO2 2 乙醇乙醇 (CH(CH2 2O)O) D D、COCO2 2 C C3 3 (CH (CH2 2O)O)D巩固提高巩固提高29清晨或傍晚清晨或傍晚, ,在一些广场上、公在一些广场上、公园里、或学校操场等处园里、或学校操场等处, ,只要没只要没有下雨有下雨, , 便能见到一些人在锻炼便能见到一些人在锻炼身体。身体。 请结合你所学过的知识，请结合你所学过的知识，谈一谈是清晨锻炼好谈一谈是清晨锻炼好, ,还是傍晚还是傍晚锻炼好呢锻炼好呢? ?生物与生活生物与生活30光照和光照
16、和CO2是影响光合作用的重要因素。是影响光合作用的重要因素。某生物兴趣小组欲通过下列装置某生物兴趣小组欲通过下列装置探究光照探究光照强度对光合作用强度的影响规律强度对光合作用强度的影响规律。（下图。（下图为测定光合作用速度的仪器）如果你是其为测定光合作用速度的仪器）如果你是其中的一员，请说说你的探究思路。中的一员，请说说你的探究思路。密闭玻璃小室密闭玻璃小室叶片叶片刻度玻璃管刻度玻璃管金属网金属网COCO2 2缓冲液缓冲液恒温水槽恒温水槽红色液滴红色液滴311、在一密闭小室内放置一片某作物、在一密闭小室内放置一片某作物新鲜叶片新鲜叶片和和CO2缓冲液，在另一密闭小室内放置同样大小缓冲液，在另一
17、密闭小室内放置同样大小死死叶片叶片和和CO2缓冲液作为缓冲液作为对照对照。2、固定适宜浓度、固定适宜浓度CO2缓冲液，依次缓冲液，依次调节光强调节光强为为5klx、 10klx、 15klx、 20klx、 25klx、 30klx、 35klx、 40klx分别测出光合作用数值。分别测出光合作用数值。3、根据毛细管内红色液滴的移动距离、根据毛细管内红色液滴的移动距离测定测定两小两小室内气体体积的变化。室内气体体积的变化。 4、计算计算出两小室内气体体积的差值出两小室内气体体积的差值,记录并记录并比较比较。步骤：步骤：32 CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体第第一一组组H2180C021802C02类囊体类囊体ATP水在光水在光下分解下分解酶酶ADP+Pi O2HH2O光反应阶段光反应阶段 （CH2O）C52C3CO2C5H供氢供氢ATPADP+Pi供能供能多种多种还还原原暗反应暗反应固固定定酶酶密闭玻璃小室密闭玻璃小室叶片叶片刻度玻璃管刻度玻璃管金属网金属网COCO2 2缓冲液缓冲液恒温水槽恒温水槽红色液滴红色液滴33
