542光合作用的探究历程和过程

1、能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程 以前，人们一直以为，小以前，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于大树，完全依靠于土壤土壤。干燥土壤干燥土壤90.8kg90.8kg小柳树小柳树2.25kg2.25kg只用雨水浇灌只用雨水浇灌五年后柳树长大五年后柳树长大16481648年海尔蒙特（比利时）实验年海尔蒙特（比利时）实验实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg柳 树2.25kg76.70kg结论：结论：建造植物体的原料是水分建造植物体的原料是水分+74.75kg-0.057kg土壤烘干

2、后称重土壤烘干后称重一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后 17711771年年普利斯特利实验普利斯特利实验普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气。结论：植物可以更新空气。一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后17791779年年，荷兰的英根豪斯，荷兰的英根豪斯结论结论1：只有在只有在光下光下植物才能更新空气。植物才能更新空气。 黑 暗 光 下 结论结论2 2：植物体的绿叶植物体的绿叶在光下才能更新空气。在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功下才能成功梅耶指出，植物在进行光合作梅耶指出，植物在进行光合作用时，把用时，把光能光能

3、转变成转变成化学能化学能储储存起来存起来明确绿叶在光下放出的是明确绿叶在光下放出的是氧气氧气，吸收的是吸收的是二氧化碳二氧化碳17851785年：年：18451845年：年：一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片在暗处放置几小的叶片暗处理暗处理光照光照碘蒸汽处理碘蒸汽处理目的：消耗掉叶目的：消耗掉叶片中的营养物质片中的营养物质结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色酒精脱色 1864年年，萨克斯，萨克斯(德德)的实验的实验 20世纪世纪30年代年代，鲁宾和卡门（美）的同位素，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：标记实验：结论：结论：光合作

4、用产生的氧气全部来自水，而光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自不是来自COCO2 2。20世纪世纪40年代年代（美国）卡尔文（美国）卡尔文l14CO2，供小球藻进行光合作用，追踪放射性供小球藻进行光合作用，追踪放射性探明：探明： CO2中的中的碳碳在光合作用过程中转化成在光合作用过程中转化成有机有机物中的碳物中的碳（卡尔文循环卡尔文循环） 光合作用的概念：是指光合作用的概念：是指绿色植物绿色植物通过叶通过叶绿体，利用绿体，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水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。 什么是光合什么是光合作用呢作

5、用呢？二、光合作用的过程二、光合作用的过程1、光反应、光反应:光合作用第一阶段中的化学反应，光合作用第一阶段中的化学反应，必须有光才能进行（必须有光才能进行（叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上）2、暗反应：、暗反应：光合作用第二阶段，有光无光光合作用第二阶段，有光无光都能进行都能进行(叶绿体基质中叶绿体基质中）光合作用的过程：光合作用的过程：叶绿体中叶绿体中的色素的色素光光能能供氢供氢酶酶供能供能还还原原多种酶多种酶参加催参加催化化（CHCH2 2OO）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP2C2C3 3固固定定COCO2 2光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段H H2 2O OO O

6、2 2HH水在光下分解水在光下分解场所：场所：叶绿体的类囊体薄膜叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质光反应阶段光反应阶段光能光能 酶酶 色素色素在叶绿体在叶绿体类囊体的薄膜类囊体的薄膜上进行上进行物质变化物质变化: :2H2H2 2O 4O 4H H+ O+ O2 2光光ADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量 ATPATP酶酶能量变化能量变化: : 光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 ATPATP的合成的合成 ：水的光解水的光解 ：条件：条件：场所场所：色素色素暗反应阶段（暗反应阶段（CO2CO2的同化）的同化）多种酶，还原剂多种酶，还原剂H H 能量能量ATP

7、ATP 叶绿体基质叶绿体基质物质变化物质变化：COCO2 2 + C + C5 5 2C 2C3 3二氧化碳的固定：二氧化碳的固定：三碳化合物被还原三碳化合物被还原：ATPATP中活跃化学能中活跃化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能能量变化：能量变化：场所：场所：条件：条件：酶酶2C3 酶酶ATP、 H （CH2O） +C5 +H2O光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量转化转化叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中叶绿体的基质中需光、色素和酶需光、色素和

8、酶需多种酶、需多种酶、HH、 能量能量ATPATP 光能光能转变为转变为ATPATP中中活活跃的化学能跃的化学能ATPATP中中活跃的化学能活跃的化学能转化为糖转化为糖类等有机物中类等有机物中稳定的化学能稳定的化学能水的光解水的光解ATPATP的合成的合成联联 系系1 1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供HH和和ATPATP2 2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合合成成ATPATP的原料的原料ADPADP和和PiPi3 3、两者、两者相互制约又密切联系相互制约又密切联系

9、COCO2 2的固定的固定C C3 3的还原的还原小结：小结： 光合作用光合作用 HH2 2O + COO + CO2 2 （CHCH2 2OO）+O+O2 2光能光能叶绿体叶绿体12H12H2 2O + 6COO + 6CO2 2 C C6 6HH1212OO6 6+6H+6H2 2OO +6O+6O2 2光能光能叶绿体叶绿体光合作用的实质光合作用的实质物质变化：物质变化：把简单的无机物转变为把简单的无机物转变为复杂的有机物复杂的有机物能量变化：能量变化：把光能转变成储存在有把光能转变成储存在有机物中的化学能机物中的化学能光合作用是生物界最基本的光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢物质

10、代谢和能量代谢光合作用的意义光合作用的意义: :物质转变和能量转变物质转变和能量转变在自然界中所在自然界中所起的作用起的作用物质物质合成合成全球自养植物每年可以生全球自养植物每年可以生产产(4(45)5)10101111吨有机物吨有机物“绿色工厂绿色工厂”能量能量转化转化每年转化太阳能每年转化太阳能3 310101818千千焦焦“巨型能量转巨型能量转化站化站”环境环境保护保护每年释放氧气每年释放氧气5.355.3510101111吨吨“自动空气净自动空气净化器化器”请分析光下的植物突然停止光照后，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