第五章第四节 光合作用的探究历程与过程

(共34张PPT)
在中国的神话传说里,天空中肆虐着十个太阳,大地干涸焦枯,寸草不生。英雄后羿神弓射九日，大自然才恢复风调雨顺、鸟语花香的景象。如果当时后羿不听从人们的劝阻而将最后一个太阳也射落，那么世界将会是什么样子呢？
后羿“射日”
授课班级：湘潭县二中 222班
参赛单位:湘潭县九中
参赛老师：朱立红
2007年11月27日
一、光合作用的探究历程
回眸历史 解开光合作用之谜
植物生长所需的物质来自何处？
2000多年前
亚里士多德(Aristotle)
认为：植物增重来自土壤
实验一：柳树栽培实验
回眸历史 解开光合作用之谜
问题 ……
一切才开始改变……
结论：建造植物体的原料是水分。
1648年 [比利时] 海尔蒙特实验
柳2.5kg 土 100kg
五年后
只浇水
柳82.5kg
土99.9kg
实验前 实验后 变化
土壤干重 100kg 99.9kg - 0.1kg
柳树 2. 5kg 82.5kg + 80kg
1771年 [英] 普利斯特利实验
不同的人重复实验，有的成功，有的失败，原因何在？
到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
他把带叶的枝条放到水里．这些叶 在阳光下产生气泡，在暗处不产生气泡．
重复500多次
结论： 植物只有在阳光照射下才能更新空气
1779年，[荷兰] 英格豪斯实验
光能
化学能
1845年 [德国] 梅耶
黑暗处理
一昼夜
让一张叶片一半
曝光一半遮光
碘液处理
1864年，[德国] 萨克斯实验
植物光合作用产生了淀粉
极细光 束
黑暗中
光照下
结论： 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
1880年恩格尔曼实验
探究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2
第一组
H2180
C02
[美国] 鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
C02
第二组
H20
C18O2
C18O2
探究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2
第一组
H2180
C02
1802
[美国]鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
光合作用产生的氧来自于H2O
C02
第二组
H20
C18O2
02
C18O2
20世纪40年代[美国]卡尔文
用 14C标记14CO2， 供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用中转化成(CH2O)的C，称为卡尔文循环。
14CO2
(14CH2O)
年代 科学家 结论
1648 海尔蒙特 植物增重来自水
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779 英格豪斯 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来
1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉
1880 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。
1939 鲁宾 卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40代 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2
了解光合作用的探究历程，你有何感悟
科学探究的一般过程：
提
出
假
设
得出结果和结论
发现问题
分析处理实验数据
设计实验
验证假设
交流表达
二、光合作用过程
1、光合作用分为哪两个阶段？
2、各阶段的场所 怎么进行
3、各阶段需要什么条件 产生什么物质
自主构建
(which)
(where)
(what)
三 “W”
类囊体
ATP
水在光下分解
酶
ADP+Pi
O2
[H]
H2O
光反应阶段
光反应阶段
场所
条件
物质变化
能量变化
光、色素、酶
叶绿体类囊体膜
水的光解； ATP的生成
ATP中活 跃化学能
光能
类囊体
ATP
水在光下分解
酶
ADP+Pi
O2
[H]
H2O
光反应阶段
2C3
CO2
C5
[H]
供氢
ATP
ADP+Pi
供能
多种
还
原
（CH2O）
C5
暗反应
固
定
酶
2C3
CO2
C5
[H]
供氢
ATP
ADP+Pi
供能
多种
还
原
（CH2O）
C5
暗反应
暗反应阶段
场所
条件
物质变化
能量变化
酶、[H]、ATP
叶绿体基质
CO2的固定； C3的还原
ATP中活跃化学能
有机物中稳
定化学能
固
定
酶
联系
条件
场所
物质变化
能量变化
叶绿体类囊体膜
光反应阶段
光、色素、酶
水的光解； ATP的生成
ATP中活跃化学能
光能
暗反应阶段
酶、[H]、ATP
叶绿体基质
CO2的固定； C3的还原
ATP中活
跃化学能
有机物中稳定化学能
光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。
光反应和暗反应的比较
CO2+H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
光合作用过程
（CH2O）
CO2
2C3
C5
多种酶
固
定
供氢
供能
还
原
类囊体
O2
ATP
水在光下分解
酶
ADP+Pi
[H]
H2O
暗反应阶段
（叶绿体基质）
光反应阶段
（叶绿体基粒）
实质
物质变化：
无机物合成有机物
能量变化：
光能转变成有机物中的化学能
CO2+H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
“无中生有”
概念
总结归纳
叶绿体
（CH2O）+O2
CO2+H2O
光
一、光合作用的探究历程
二、光合作用的过程
总反应式
光反应阶段
暗反应阶段
2H2O 光 4[H]+O2
光
ADP+Pi ATP
酶
CO2的固定：CO2+C5 2C3
酶
C3的还原：2C3 （CH2O）+C5
[H]，ATP
酶
光能
ATP中化学能
(CH2O)中化学能
1、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（ ）
A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
D
体验成功
2、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物质是（ ）
A、H2O 、CO2、ADP
B、CO2、[H]、ATP
C、H2O、CO2、ATP
D、[H]、H2O、ADP
B
体验成功
某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ）
A、CO2 → 叶绿体 →ATP
B、CO2 →叶绿素 → ATP
C、CO2 →乙醇 →(CH2O)
D、CO2 →C3 → (CH2O)
D
巩固提高
清晨或傍晚,在一些广场上、公园里、或学校操场等处,只要没有下雨, 便能见到一些人在锻炼身体。 请结合你所学过的知识，谈一谈是清晨锻炼好,还是傍晚锻炼好呢
生物与生活
光照和CO2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探究光照强度对光合作用强度的影响规律。（下图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。
密闭玻璃小室
叶片
刻度玻璃管
金属网
CO2缓冲液
恒温水槽
红色液滴
1、在一密闭小室内放置一片某作物新鲜叶片和CO2缓冲液，在另一密闭小室内放置同样大小死叶片和CO2缓冲液作为对照。
2、固定适宜浓度CO2缓冲液，依次调节光强为5klx、 10klx、 15klx、 20klx、 25klx、 30klx、 35klx、 40klx……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测定两小室内气体体积的变化。
4、计算出两小室内气体体积的差值,记录并比较。
步骤：
CO2+H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
第一组
H2180
C02
1802
C02
类囊体
ATP
水在光下分解
酶
ADP+Pi
O2
[H]
H2O
光反应阶段
（CH2O）
C5
2C3
CO2
C5
[H]
供氢
ATP
ADP+Pi
供能
多种
还
原
暗反应
固
定
酶
密闭玻璃小室
叶片
刻度玻璃管
金属网
CO2缓冲液
恒温水槽
红色液滴