高一光合作用探究史

1、關(guān)于高一光合作用的探究史第一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)y(tǒng)計(jì)，地球上綠色植物的光合作用每年大約可以形成5000億噸有機(jī)物第二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月桂花 你能觀察到光合作用是怎樣進(jìn)行嗎？第三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用的研究歷史第四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月植物生長所需的物質(zhì)來自何處？第五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月“植物的根是一張嘴，植物生活和生長所需的一切物質(zhì)，都是通過根吸收了土壤汁得到的。”2400多年前 Aristotle不足：未能通過實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)自己的理論。亞里士多德的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)你同意他的觀點(diǎn)嗎？第六張

2、，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月真的有“土壤 汁”嗎？比利時(shí)醫(yī)生：赫爾蒙特第七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五年后一、1627年比利時(shí)科學(xué)家赫爾蒙特+74.47kg0.056kg結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料只來自水,而不是土壤。76.77kg90.744kg5年后實(shí)驗(yàn)前后的差值柳樹真的只需要水就能長大嗎？你認(rèn)為海爾蒙特忽視了哪些重要因素？未考慮空氣和光照對(duì)植物生長的影響。第八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、1771年英國的科學(xué)家普里斯特利甲乙第九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、1771年英國的科學(xué)家普里斯特利結(jié)論：植物可以更新動(dòng)物呼吸、蠟燭燃燒而變

3、得污濁的空氣。隨后有人重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，但卻得出與他相反的結(jié)論，認(rèn)為植物不僅不能把空氣變好，反而會(huì)把空氣變壞。第十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、1779年荷蘭的科學(xué)家英格豪斯500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？植物體只有在光下才能更新污濁的空氣。甲乙第十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 英格豪斯知道植物更新了空氣中的什么成分嗎？為什么？問題討論：不知道，受到當(dāng)時(shí)化學(xué)發(fā)展水平的限制，人們尚不知道植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。第十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧

4、化碳。光合作用需要CO2和H2O，在釋放出O2的同時(shí)，還生成了哪些物質(zhì)呢？如何驗(yàn)證？第十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月這一過程中，光能哪里去了？1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來。第十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、1864年德國的植物學(xué)家薩克斯采用碘檢測(cè)淀粉的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)薩克斯，J.von Sachs (18321897) 第十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月暗處理葉部分遮光光照碘蒸氣結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生了淀粉未遮光部分變成藍(lán)色第十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1為什么

5、對(duì)天竺葵先進(jìn)行處理？2為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？ 答：為了將葉片內(nèi)原有的淀粉運(yùn)走耗盡。答：為了進(jìn)行對(duì)照。問題討論：第十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月提出問題：探究光合作用釋放的氧氣到底來自二氧化碳還是水？糖是怎么合成的？第十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月同位素標(biāo)記法 放射性同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用放射性同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變?？茖W(xué)家通過追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。第十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五、1939年美國的科學(xué)家魯賓（S.Ruben）和卡門（M.

6、Kamen）利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。 1、需要標(biāo)記什么元素？2、怎樣設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)？問題討論： C18O2、H218OC18O2+H2OCO2+H218O第二十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月CO2C18O2預(yù)測(cè)1：第一組為O2，第二組為18O2，來自H2O；預(yù)測(cè)2：第一組為18O2 ，第二組為O2 ，來自CO2；預(yù)測(cè)3：兩組都有18O2，來自兩者。第二組小球藻H2O?小球藻H218O第一組第二十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月CO2C18O2第二組小球藻H2OO218O2小球藻H218O第一組結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水 第二十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于20

7、22年6月卡爾文及其同事用來研究光合藻類CO2固定的儀器裝置 他用14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而進(jìn)一步揭示了光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。卡爾文循環(huán)六、1948年美國的科學(xué)家卡爾文（M.Calvin）等人的實(shí)驗(yàn)第二十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。光合作用第二十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月恩格爾曼實(shí)驗(yàn)水綿結(jié)構(gòu) 無空氣的光下無空氣的黑暗環(huán)境這兩組實(shí)驗(yàn)想說明什么問題？氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體

8、是光合作用的場(chǎng)所。第二十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上的巧妙之處從選材分析：從對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的把握看：從自變量的操縱看看：為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了在光照的條件下葉綠體可以釋放氧氣 選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具備細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究；好氧菌確定釋放氧氣多的部位 將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘５剡M(jìn)行。 選用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光多和光少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比試驗(yàn)第二十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于

9、2022年6月氣孔上表皮柵欄組織海綿組織下表皮氣孔葉肉組織第二十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體的結(jié)構(gòu)第二十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月捕獲光能的結(jié)構(gòu)色素 酶 分布：主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞 形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形 功能：光合作用的場(chǎng)所。 結(jié)構(gòu)：外膜內(nèi)膜基粒由兩個(gè)以上的類囊體堆疊而成，類囊體薄膜上含色素和酶基質(zhì)含多種光合作用所必需的酶透明，有利于光線的透過第三十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月類胡蘿卜素（14）葉綠素（34）濾液細(xì)線葉綠體中的色素胡蘿卜素（最窄）葉黃素（較窄）葉綠素a（最寬

10、）葉綠素b（較寬）橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色捕獲光能的色素第三十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月綠葉中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素溶液第三十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月400500600700波長/nm葉綠體色素吸收光譜葉綠色a葉綠色b類胡蘿卜素第三十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么植物的葉片呈現(xiàn)綠色？ 光照到物體表面后，該物體又將這種顏色的光反射出來，就是我們所見到的顏色。對(duì)植物而言，除了部分橙光、黃光和大部分綠光被反射外，其他的基本上都被葉綠素分子等所吸收了，所以植物的葉片呈現(xiàn)綠色。第三十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用的反

11、應(yīng)式概括為：光能CO2+H2O （CH2O）+ O2葉綠體原料CO2+H2O 產(chǎn)物(CH2O)+O2動(dòng)力 太陽光 場(chǎng)所葉綠體第三十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月提出問題.在葉綠體中，CO2和H2O是怎么轉(zhuǎn)化成糖類和氧氣的呢？.此過程中色素吸收的光能是怎么到有機(jī)物中的？.光合作用又受哪些外界因素的影響？第三十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用過程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？有光才能反應(yīng)有光、無光都能反應(yīng)第三十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體中的色素光合作用的過程光反應(yīng)階

12、段暗反應(yīng)階段光能co22c3H2O水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能H供氫O2 固 定還 原多種酶參加催化(CH2O)有機(jī)物 (類囊體膜）（葉綠體基質(zhì)）第三十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體色素光能供氫酶供能還原多種酶參加催化（CH2O)ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2O水在光下分解光反應(yīng)類囊體薄膜上暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中方框內(nèi)應(yīng)該填什么?H2OO2H第四十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較基粒(囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上)葉綠體基質(zhì)中需光,色素，酶和水 ATP，H，CO2和多種酶2H2O 光 4H+O2CO2的固定：CO2+C5 2C

13、3C3的還原：2C3 （CH2O） H，ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姷幕瘜W(xué)能，儲(chǔ)存在ATP中光ADP+Pi ATP酶ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能C5第四十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體中的色素光能H2OHO2ATPADP + Pi直接釋放到空氣中為第二階段提供還原劑為第二階段提供能量光反應(yīng)階段水在光下分解酶H2O第四十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月多種酶參加催化 2C3 CO2 C5還原固定（CH2O）暗反應(yīng)階段 供氫酶H固定固定光反應(yīng)階段 ATP供能 酶ADP + Pi第四十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月注意:光反應(yīng)和暗反應(yīng)是

14、一個(gè)整體,二者緊密聯(lián)系,缺一不可。光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑H，暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料。第四十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)上把CO2和H2O轉(zhuǎn)變成有機(jī)物能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能第四十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用與呼吸作用CO2O2C6H12O6C6H12O6O2CO2丙酮酸 CO2 H2O （CH2O）O2光能葉綠體C6H12O66O26H2O 6CO212H2O能量酶第四十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3影響光合作用的因素及其相關(guān)原

15、理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用 第四十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葉齡 OA段：AB段：BC段：幼葉，隨幼葉的不斷生長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合作用速率不斷提高 壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。 老葉，隨著葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。 應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，可降低其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。 第四十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3影響光合作用的因素及其相關(guān)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用 第四十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用強(qiáng)度表

16、示方法1、單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物（糖）的 數(shù)量（即植物重量或有機(jī)物的增加量）。2、單位時(shí)間內(nèi)光合作用吸收C02的量3、單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出02的量第五十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素-（1）光照強(qiáng)度：光照弱時(shí)光合作用減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨之加快，但光照增加到一定程度，光合作用速率不再增加。（2）光質(zhì)：白光（單色光）光合作用能力最強(qiáng)，單色光中紅光作用最快，藍(lán)紫光次之，綠光最差。光第五十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月AB光照強(qiáng)度0吸收CO2陽生植物陰生植物B：光補(bǔ)償點(diǎn)C：光飽和點(diǎn)C釋放CO2（1）光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度關(guān)系曲線

17、的分析A：細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 總光合速率=凈光合速率+呼吸速率凈光合速率總光合速率第五十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月應(yīng)用措施：陽生植物應(yīng)種植在陽光充裕的地方，陰生植物應(yīng)種植在蔭蔽的地方；光強(qiáng)必須達(dá)到一定值(一般應(yīng)該大于光補(bǔ)償點(diǎn))。 請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止H ATP還原受阻C3 C5 第五十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）光質(zhì)對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響葉綠素的吸收光譜白光紅光、藍(lán)紫光 綠光溫室大棚塑料薄膜的顏色最好是：無色透明第五十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 光合作用是在酶的催化下進(jìn)

18、行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用。2、影響光合作用強(qiáng)度的因素溫度應(yīng)用：適當(dāng)增加晝夜溫差溫度光合作用強(qiáng)度第五十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？CO2 固定停止C3 C5 光合作用速率CO2濃度3、二氧化碳濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響規(guī)律:在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2的濃度增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。第五十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、影響光合作用強(qiáng)度的因素礦質(zhì)營養(yǎng)及水N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分N、P、K等元素應(yīng)用：超過一定濃度，會(huì)導(dǎo)致土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水。適時(shí)、適量施肥。第五十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。但夏季的中午卻又因葉表面氣孔關(guān)閉而使光