1、光合作用的研究歷史,每天澆水，,五年后,土重100千克,樹2.5千克,土減少了0.06千克,樹重77千克, 增加了74.5千克,1642年(比利時(shí) )海爾蒙特實(shí)驗(yàn),柳樹重量增加的原因是什么？,海爾蒙特的結(jié)論:建造植物的原料是水,1771年，普里斯特利（英）的實(shí)驗(yàn),光照下，一段時(shí)間后,1771年英國(guó)普里斯特利實(shí)驗(yàn),1、小鼠生活、蠟燭燃燒需要什么氣體？,思考題：,2、這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么問(wèn)題？,（證明植物可以更新空氣）,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明綠色植物在光下制造淀粉。,1864年德國(guó)薩克斯實(shí)驗(yàn),讓一張葉片一半 曝光一半遮光,除去葉綠素,酒精,水,（證明綠葉在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸氣處理這片葉，

2、發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒(méi)有顏色變化。,1880年（美國(guó)）恩格爾曼實(shí)驗(yàn),證明：氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。,小資料：水綿是常見(jiàn)的淡水藻類，每條水綿有許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接成的。水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。,該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處？,3先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下。 先選極細(xì)光束，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而再一次證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來(lái)的。,1實(shí)驗(yàn)材料選用水綿和好

3、氧性細(xì)菌。 因?yàn)樗d的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧性細(xì)菌可確定釋放氧氣的部位。 2選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境。 排除了氧氣和光的干擾。,該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：,魯賓和卡門實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方法? 同位素標(biāo)記法 這個(gè)實(shí)險(xiǎn)的目的是為了弄清楚在光合作用中產(chǎn)生的氧到底是來(lái)自水還是二氧化碳？同學(xué)們考慮一下，標(biāo)記哪一種元素？如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?20世紀(jì)30年代（美國(guó)）魯賓與卡門實(shí)驗(yàn),第一組,第二組,探究光合作用產(chǎn)生的氧來(lái)自于H2O還是CO2,H2180,C02,H20,C18O2,第二組,1802,02,產(chǎn)物:淀粉 條件:光,光合作用發(fā)現(xiàn)小結(jié)：,1771年，英國(guó)普里斯特利,原料:水,1880年，美國(guó)恩格爾曼

4、,20世紀(jì)30年代，美國(guó)魯賓與卡門,1864年，德國(guó)薩克斯,1642年，比利時(shí)海爾蒙特,原料和產(chǎn)物:更新空氣 (二氧化碳和氧氣),產(chǎn)物氧來(lái)自于水。,場(chǎng)所:葉綠體條件:光,29,實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法,實(shí)驗(yàn)原則：,對(duì)照原則,單一變量原則,1948年，美國(guó)卡爾文（M. Calvin)用14C標(biāo)記的CO2供給小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn),最終探明二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的途徑,光合作用的場(chǎng)所葉綠體,基粒,外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),類囊體,1、葉綠體的結(jié)構(gòu),葉綠體中哪些結(jié)構(gòu)與光合作用功能相適應(yīng)?,、葉綠體基粒的類囊體薄膜上和基質(zhì)中，含有多種光合作用所必需的酶。,、葉綠體基粒類囊體薄膜上分布著許多吸收光能的色素分子。,葉

5、綠體的結(jié)構(gòu),、葉綠體的膜還可以控制物質(zhì)的進(jìn)出,葉綠素,類胡蘿卜素,葉綠素a,葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠體色素,（藍(lán)綠色）,（黃綠色）,（橙黃色）,（黃色）,2、葉綠體中的色素,（含量約占總量的3/4）,（含量約占總量的1/4）,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠素,葉綠素,新鮮的綠色葉片中有哪些色素呢？,學(xué)科交叉(小資料),光是一種電磁波?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍，大約是390760。不同波長(zhǎng)的光，顏色不同。波長(zhǎng)小于390nm的光是紫外光；波長(zhǎng)大于760nm的光是紅外光。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光。,葉綠體中色素,吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,葉綠素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,3、葉

6、綠體色素的吸收光譜,葉綠體色素具有吸收光能、 傳遞光能、轉(zhuǎn)化光能的作用,、下圖中的小點(diǎn)為好氧性的細(xì)菌。用不同顏色的光照射水綿，細(xì)菌將向什么區(qū)域集中？為什么？,思考：,、溫室栽培蔬菜，一般采用什么顏色 的玻璃做頂棚更能提高產(chǎn)量？,哪種顏色的玻璃最不能使用？,1、為什么通常植物的葉子總是翠綠醉人？,2、為什么深秋時(shí)樹葉則金黃斑斕呢？,思考：,3、為什么深秋時(shí)楓葉卻變?yōu)榧t色呢？,（葉綠素含量是類胡蘿卜素的4倍）,（葉綠素不穩(wěn)定，在干旱、高溫、寒冷等 情況易被破壞）,（液泡中的花色素）,為什么玉米苗中出現(xiàn)的白化苗待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡？,白化苗沒(méi)有光合色素,不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物.,光合作

7、用的過(guò)程,光合作用的基本過(guò)程,（1） 綠色植物是怎樣俘獲陽(yáng)光的？ （2） 植物如何利用俘獲的太陽(yáng)能？ （3） 釋放出來(lái)的氧來(lái)自什么地方，怎么來(lái)的？ （4） 在光合作用過(guò)程中，植物如何精確的一步一步 的合成有機(jī)物？,C3,五碳化合物,固定,還原,CO2,供能,供氫,ATP,ADP+Pi,NADPH,NADP,多種酶參 加催化,(CH2O)n,暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）,五碳化合 物再生,基質(zhì),（CH20）,酶促反應(yīng),2、光合作用的過(guò)程,光能,葉綠素a,NADP+,H2O,ATP,NADPH,2C3,CO2,C5,暗反應(yīng),光反應(yīng),(類囊體的薄膜上),(基質(zhì)中),ADP+Pi,光合作用：綠色植物通過(guò)葉綠體

8、，利用可見(jiàn)光中的光能，把二氧化碳和水合成為儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。,光合作用的反應(yīng)式：,CO2+2H2O*,(CH2O)+O2*+H2O,光能,葉綠體,釋放的氧氣來(lái)源于參加反應(yīng)的水,場(chǎng)所,條件,物質(zhì)變化,能量變化,光反應(yīng),暗反應(yīng),基粒類囊體膜上,基質(zhì)中,光、酶、色素,光能 活躍化能,活躍化能 穩(wěn)定化能,光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,酶,原料,H2O、ADP、Pi、 NADP,水的光解 ATP形成 NADPH形成,CO2、C5、ATP、 NADPH,CO2固定 C3還原 C5再生,產(chǎn)物,O2、ATP、NADPH,（CH2O）、H2O、ADP、 Pi、NADP,光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系,1、沒(méi)

9、有二氧化碳的固定形成的三碳化合物，光反應(yīng)的產(chǎn)物 NADPH和ATP就會(huì)積累，使光反應(yīng)很快停止。,2、沒(méi)有光反應(yīng)提供NADPH和ATP，三碳化合物就不能還原， 就不會(huì)有五碳化合物的不斷再生以及最終有機(jī)物的合成。 五碳化合物迅速減少和三碳化合物的積累，必然導(dǎo)致二 氧化碳 固定的停止。即沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法持續(xù)地 進(jìn)行。,結(jié)論：光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)整體，在光合作用的過(guò)程中， 兩者緊密聯(lián)系，缺一不可。,光合作用的意義,從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的過(guò)程來(lái)看， 光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。,1、把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，是一切生物有機(jī)物的根 本來(lái)源。,2、將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，是一切生物能量的最初

10、 來(lái)源。,3、吸收二氧化碳放出氧氣，保證了大氣中這兩者的 相對(duì)穩(wěn)定，保護(hù)環(huán)境,內(nèi)因：,正比與綠色植物的發(fā)育進(jìn)程,外因：,光照,CO2濃度,溫度,水,（開花階段強(qiáng)度最大）,影響光合作用的因素,礦質(zhì)元素,有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。 1.用這種方法有什么好處？這樣做對(duì)光合作用有影響嗎？ 2.為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的可以嗎？,1.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把 和 轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把 轉(zhuǎn)變成 ，貯藏在有機(jī)物中。,2.在光合作用中， 葡萄糖是在 中形成的，氧氣是在 中形成的，ATP是在 中形成的，CO2是在 固定的。,CO2,H2O,光能,化學(xué)能,暗反應(yīng),光反應(yīng),光反應(yīng),暗