542光合作用的探究歷程和過程

1、能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用一、光合作用的探究歷程一、光合作用的探究歷程 以前，人們一直以為，小以前，人們一直以為，小小的種子之所以能夠長成參天小的種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于大樹，完全依靠于土壤土壤。干燥土壤干燥土壤90.8kg90.8kg小柳樹小柳樹2.25kg2.25kg只用雨水澆灌只用雨水澆灌五年后柳樹長大五年后柳樹長大16481648年海爾蒙特（比利時）實驗年海爾蒙特（比利時）實驗實驗前實驗后變化土壤干重90.800kg90.743kg柳 樹2.25kg76.70kg結(jié)論：結(jié)論：建造植物體的原料是水分建造植物體的原料是水分+74.75kg-0.057kg土壤烘干

2、后稱重土壤烘干后稱重一段時間后一段時間后一段時間后一段時間后 17711771年年普利斯特利實驗普利斯特利實驗普利斯特利實驗普利斯特利實驗結(jié)論：植物可以更新空氣。結(jié)論：植物可以更新空氣。一段時間后一段時間后一段時間后一段時間后17791779年年，荷蘭的英根豪斯，荷蘭的英根豪斯結(jié)論結(jié)論1：只有在只有在光下光下植物才能更新空氣。植物才能更新空氣。 黑 暗 光 下 結(jié)論結(jié)論2 2：植物體的綠葉植物體的綠葉在光下才能更新空氣。在光下才能更新空氣。普利斯特利的實驗只有在普利斯特利的實驗只有在陽光照射陽光照射下才能成功下才能成功梅耶指出，植物在進行光合作梅耶指出，植物在進行光合作用時，把用時，把光能光能

3、轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成化學能化學能儲儲存起來存起來明確綠葉在光下放出的是明確綠葉在光下放出的是氧氣氧氣，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，一半遮光在暗處放置幾小的葉片在暗處放置幾小的葉片暗處理暗處理光照光照碘蒸汽處理碘蒸汽處理目的：消耗掉葉目的：消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)片中的營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉酒精脫色酒精脫色 1864年年，薩克斯，薩克斯(德德)的實驗的實驗 20世紀世紀30年代年代，魯賓和卡門（美）的同位素，魯賓和卡門（美）的同位素標記實驗：標記實驗：結(jié)論：結(jié)論：光合作

4、用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，而光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，而不是來自不是來自COCO2 2。20世紀世紀40年代年代（美國）卡爾文（美國）卡爾文l14CO2，供小球藻進行光合作用，追蹤放射性供小球藻進行光合作用，追蹤放射性探明：探明： CO2中的中的碳碳在光合作用過程中轉(zhuǎn)化成在光合作用過程中轉(zhuǎn)化成有機有機物中的碳物中的碳（卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)） 光合作用的概念：是指光合作用的概念：是指綠色植物綠色植物通過葉通過葉綠體，利用綠體，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成儲轉(zhuǎn)化成儲存著能量的存著能量的有機物有機物，并且釋放出，并且釋放出氧氣氧氣的過程。的過程。 什么是光合什么是光合作用呢作

5、用呢？二、光合作用的過程二、光合作用的過程1、光反應、光反應:光合作用第一階段中的化學反應，光合作用第一階段中的化學反應，必須有光才能進行（必須有光才能進行（葉綠體類囊體薄膜上葉綠體類囊體薄膜上）2、暗反應：、暗反應：光合作用第二階段，有光無光光合作用第二階段，有光無光都能進行都能進行(葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中）光合作用的過程：光合作用的過程：葉綠體中葉綠體中的色素的色素光光能能供氫供氫酶酶供能供能還還原原多種酶多種酶參加催參加催化化（CHCH2 2OO）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP2C2C3 3固固定定COCO2 2光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段H H2 2O OO O

6、2 2HH水在光下分解水在光下分解場所：場所：葉綠體的類囊體薄膜葉綠體的類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)光反應階段光反應階段光能光能 酶酶 色素色素在葉綠體在葉綠體類囊體的薄膜類囊體的薄膜上進行上進行物質(zhì)變化物質(zhì)變化: :2H2H2 2O 4O 4H H+ O+ O2 2光光ADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量 ATPATP酶酶能量變化能量變化: : 光能光能ATPATP中活躍的化學能中活躍的化學能 ATPATP的合成的合成 ：水的光解水的光解 ：條件：條件：場所場所：色素色素暗反應階段（暗反應階段（CO2CO2的同化）的同化）多種酶，還原劑多種酶，還原劑H H 能量能量ATP

7、ATP 葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化物質(zhì)變化：COCO2 2 + C + C5 5 2C 2C3 3二氧化碳的固定：二氧化碳的固定：三碳化合物被還原三碳化合物被還原：ATPATP中活躍化學能中活躍化學能有機物中穩(wěn)定的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能能量變化：能量變化：場所：場所：條件：條件：酶酶2C3 酶酶ATP、 H （CH2O） +C5 +H2O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)化葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中葉綠體的基質(zhì)中需光、色素和酶需光、色素和

8、酶需多種酶、需多種酶、HH、 能量能量ATPATP 光能光能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳TPATP中中活活躍的化學能躍的化學能ATPATP中中活躍的化學能活躍的化學能轉(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ATPATP的合成的合成聯(lián)聯(lián) 系系1 1、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供HH和和ATPATP2 2、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合成成ATPATP的原料的原料ADPADP和和PiPi3 3、兩者、兩者相互制約又密切聯(lián)系相互制約又密切聯(lián)系

9、COCO2 2的固定的固定C C3 3的還原的還原小結(jié)：小結(jié)： 光合作用光合作用 HH2 2O + COO + CO2 2 （CHCH2 2OO）+O+O2 2光能光能葉綠體葉綠體12H12H2 2O + 6COO + 6CO2 2 C C6 6HH1212OO6 6+6H+6H2 2OO +6O+6O2 2光能光能葉綠體葉綠體光合作用的實質(zhì)光合作用的實質(zhì)物質(zhì)變化：物質(zhì)變化：把簡單的無機物轉(zhuǎn)變?yōu)榘押唵蔚臒o機物轉(zhuǎn)變?yōu)閺碗s的有機物復雜的有機物能量變化：能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲存在有把光能轉(zhuǎn)變成儲存在有機物中的化學能機物中的化學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質(zhì)代謝和能量代謝物質(zhì)

10、代謝和能量代謝光合作用的意義光合作用的意義: :物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變在自然界中所在自然界中所起的作用起的作用物質(zhì)物質(zhì)合成合成全球自養(yǎng)植物每年可以生全球自養(yǎng)植物每年可以生產(chǎn)產(chǎn)(4(45)5)10101111噸有機物噸有機物“綠色工廠綠色工廠”能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化每年轉(zhuǎn)化太陽能每年轉(zhuǎn)化太陽能3 310101818千千焦焦“巨型能量轉(zhuǎn)巨型能量轉(zhuǎn)化站化站”環(huán)境環(huán)境保護保護每年釋放氧氣每年釋放氧氣5.355.3510101111噸噸“自動空氣凈自動空氣凈化器化器”請分析光下的植物突然停止光照后，請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的其體內(nèi)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變化？如何變化？停止停止光照光照光反應光反應停止停止請分析光下的植物突然停止請分析光下的植物突然停止CO2的供的供應后，其體內(nèi)的應后，其體內(nèi)的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何變化的含量如何變化？H ATP還原還原受阻受阻C3 C5 CO2