1、第 4节 能量之源 光与光合作用 五年后 1、 17世纪 40年代，赫尔蒙特 (荷兰 ) 柳树增重 74.47kg 土壤减少 0.06kg 植物增重主要来自水分 不足： 没有考虑到空气对光合作用的作用 。 (一 )光合作用的探索历程 一段时 间后 一段时间 后 普利斯特利实验 普利斯特利实验 结论：植物可以更新空气。 思考 :如果在暗处作实验会成功吗 ? 植物可以更新空气 结论 : 1779年，荷兰的英格豪斯 结论 1： 植物 只有在 光下才能更新空气。 结论 2：植物体的绿叶在光下才能更新空气 。 普利斯特利的实验只有在 阳光照射 下才能成功 1782年 ,拉瓦锡证明参与光合作用气体是 CO
2、2。 光合作用过程吸收的气体是 CO2. 结果 结论： 结论： 1、叶绿体 是绿色植物进行光合作用的场所。 2、放出的气体是 O2 1880年 美国科学家 恩吉尔曼 现象： 分析 ： 在没有空气的黑暗环境中 好氧细菌只集中在被光线照射的 叶绿体 附近。 光线照射部位进行光合作用产生了氧气。 叶绿体是植物进行光合作用的场所 结论 : 光合作用释放的氧来自水 结论 : 1845年，德国科学家梅耶指出： 植物在进行光合作用时，把 光能 转换成 化学能 储存起来。 光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？也就是植物光合作用吸收 CO2 ，释放 O2 的过程中， (还可能消耗了 H2O ， )那么还产生什
3、么物质呢 ？ 在这一过程中 ,光能哪里去了 ? 1864年 ,德国植物学家萨克斯实验 绿色叶片 黑暗处理 曝光 遮光 碘蒸汽 不变蓝 48小时 2小时 变蓝 结论： 1.光合作用的产物是淀粉 2.光合作用需要光 为何实验前要进行黑暗处理 ? 光合作用的原料有水和 CO2,释放的 O2到底是来自 CO2，还是 H2O呢？ 同位素标记法研究 1939年 美国 鲁宾 卡门 证实 :光合作用释放的 氧气 来于 水 C18O2 O2 CO2 18O2 H2O H218O 光照下的 球藻悬液 20世纪 0年代 ,美国科学家卡尔文 (M.Calvin) CO2 碳的同位素 C 14 CO2 14 ( CH2
4、 O)+O2 14 CO2+ H2O 14 光能 叶绿体 光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自 CO2呢 ？ 同位素标记法研究 (卡尔文循环 ) 年代 科学家 结论 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 光合作用探索历程 1.场所： 叶
5、绿体 2.能量来源 ： 光 3.原料： 二氧化碳 水 4.产物： 糖类 氧气 思考 :通过以上的研究和探索，你知道 光合作用的场所、能量来源、原料、产物是分别是什么吗？ 1、光合作用总反应式 ： CO2 + H2 * O 光能 叶绿体 （ CH2O)+ * O2 2、概念 绿色植物通过 叶绿体 ，利用 光能 ，把二氧化碳和水 转化成储存着能量的 有机物 ，并且释放出 氧气 的过程。 你能用一个化学反应式表示出来吗 ? 你能用一句话描述光合作用吗 ? 1、根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳反应，应该生成什么产物？ 碳酸 2、为什么在植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程
6、中水和二氧化碳是否直接反应？ 3、那么光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？ 不是直接反应的 全过程根据条件的不同分为 光反应和 暗反应 两个阶段 思考 旁栏思考题 (101页） 为什么有人认为植物也能使空气变污浊？ 提示：持这种观点的人，很可能是在无光条件下做的这个实验。无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。 思考与讨论 1-（ 103页） 1.光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是糖类和氧气，场所是叶绿体，条件是要有光，还需要多种酶等。光合作用的反应式是： CO2 + H2O (CH2O) + O2 思考与讨论 1-（
7、103页） 2.提示：从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到 1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。 思考与讨论 1-（ 103页） 又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术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，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。 叶绿体中的色素 H2O 水的光解 O2 H ADP+Pi 酶
8、 ATP 光反应 能量转化 : 光能 ATP活跃化学能 元素转移： O元素 : H2 O O2 (二 ) 光合作用的过程 光能 条件 ： 必须有光、色素、酶 场所 ： 物质变化 水的光解： ATP的合成： 基粒的类囊体膜上 H2O H+O2 光、酶 叶绿体中的色素 ADP Pi ATP 光、酶 叶绿体 光能 （ 1） .光反应阶段 吸收光能 能量转变： ATP中活跃的化学能 产物： H、 O2、 ATP 条件： 有光无光都可以，需多种酶 场所： 叶绿体基质中 物质变化 CO2的固定： CO2 C5 2C3 酶 C3的还原： ATP中活跃的化学能 （ 2） 暗反应阶段 C3+H (CH2O)+C
9、5 酶 ATP ADP+Pi 能量转变： 有机物中稳定的化学能 产物： （ CH2O） 、 ADP 、 Pi 6CO2 + 12H2 * O 光能 叶绿体 C6H12O6+ 6H2O+6* O2 6 CO2 + 12 H2O光能叶绿体C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2原料和产物的对应关系 ： （ CH2O） C H O CO2 CO2 H2O O2 H2O 能量的转移途径 ： 碳的转移途径 ： 光能 ATP中活跃的化学能 (CH2O)中 稳定 的化学能 CO2 C3 （ CH2O） 叶绿体中的色素 H2O 水的光解 O2 H ADP+Pi 酶 ATP co2 C5 光反应 2c3 固
10、 定 供氢 酶 酶 供能 还 原 (CH2O) 糖类 多种酶 参加催化 暗反应 能量转化 : 光能 ATP活跃化 学能 稳定化学能 元素转移 O元素 : H2 O O2 C元素 : C O2 C3 CH2O 光能 光反应 暗反应 条件 场所 物质 变化 产物 能量 变化 关系 有光、色素、酶 多种酶 基粒类囊体膜上 基质中 1.水的光解 2.ATP的生成 1.CO2的固定 2.C3的还原 H、 ATP、 O2 (CH2O)、 ADP、 Pi 光能 ATP中活跃 化学能 稳定化 学能 光反应 H、 ATP 暗反应 ADP、 Pi 光反应和暗反应的比较 1、请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的 C5化合物和 C3化合物的含量如何变化？ 停止光照 光反应停止 2、请分析光下的植物突然停止 CO2的供应后，其体内的 C5化合物和 C3化合物的含量如何变化？ H ATP CO2还原受阻 C3 C5 CO2 CO2固定停止 C3 C5 思考
