生物必修一光合作用的探索歷程課

(黃色)(黃色)(藍(lán)綠色)(黃綠色)(橙黃色)光合作用的發(fā)現(xiàn)

歷程思考：一棵小樹長成參天大樹，質(zhì)量比原來增加了幾百甚至幾千倍，它的食物是什么呢？每天澆水，5年后17世紀(jì)40年代，海爾蒙特(J.B.vanHelmont，比利時(shí))柳樹增重74.47kg土壤減少0.06kg植物增重主要來自水分討論：這個結(jié)論嚴(yán)密嗎？光合作用的探究歷程沒有考慮植物生活的所有環(huán)境因素，如空氣、陽光等。上述實(shí)驗(yàn)只能說明：水是植物生長的原料。1771年，普利斯特利“植物更新空氣”結(jié)論：植物可以更新由于蠟燭燃燒小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。實(shí)驗(yàn)過程：其他科學(xué)家重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，奇怪的是實(shí)驗(yàn)有時(shí)候成功，有時(shí)候失敗，這是為什么？科學(xué)家們實(shí)驗(yàn)中可能忽視了光照、植物本身、透明玻璃罩等對實(shí)驗(yàn)的影響——不足之處。1779年，

英格豪斯實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)重復(fù)了500多次結(jié)論：綠葉只有在光照下才能更新空氣B組A組光合作用的探究歷程思考：英格豪斯當(dāng)時(shí)為什么只得出綠色植物在光下更新空氣，而沒有得出產(chǎn)生了氧氣？受當(dāng)時(shí)化學(xué)發(fā)展水平的制約（還未能搞清楚空氣的成分）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是O2，吸收的是CO2。1845年，德國科學(xué)家梅耶（R.Mayer）根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律明確指出：植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。1864年，薩克斯——光合作用能產(chǎn)生淀粉暗處理幾小時(shí)酒精脫色滴加碘液一半遮光一半曝光薩克斯實(shí)驗(yàn)示意圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果：遮光部分不變色，曝光部分呈現(xiàn)藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用產(chǎn)生淀粉實(shí)驗(yàn)步驟黑暗處理一半曝光、一半遮光酒精脫色碘液顯色實(shí)驗(yàn)?zāi)康南牡羧~片原有的淀粉遵循對照原則除去色素的干擾檢測葉片是否有淀粉產(chǎn)生思考：是綠葉的所有部位都能進(jìn)行光合作用，還是在綠葉的一些具體部位才能進(jìn)行光合作用？6.1880年，恩格爾曼——“水綿實(shí)驗(yàn)”6.1880年，恩格爾曼——葉綠體是光合作用場所黑暗，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下結(jié)論：氧是由

葉綠體釋放出來的，

葉綠體是光合作用的場所。

思考：恩格爾曼在實(shí)驗(yàn)的選材上、光照處理等方面有哪些巧妙之處？(1)選材方面，選用水綿為實(shí)驗(yàn)材料。(2)選用好氧細(xì)菌檢測。(3)選用了極細(xì)光束照射。水綿葉綠體呈螺旋狀,大而明顯,便于觀察。能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。葉綠體上可分為光照多和光照少區(qū)域，形成對比研究方法：放射性同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水。CO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2OO218O21939年魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)1961年諾貝爾化學(xué)獎獲得者8.1948年，卡爾文——“卡爾文循環(huán)”14C(14CH2O)研究方法：放射性同位素標(biāo)記法場所：條件：原料：產(chǎn)物：光能二、光合作用反應(yīng)式：CO2+H2*

O光能葉綠體（CH2O)+*O2三、光合作用的定義綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。二氧化碳、水糖類（CH2O)、氧氣葉綠體

H2O

①水的光解O2[H]

ADP+Pi酶②ATPco2C5光反應(yīng)2c3①固定供氫酶酶供能②還原(CH2O)[糖類]多種酶參加催化暗反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化:光能ATP活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能元素轉(zhuǎn)移O元素:H2＊O

＊O2C元素:＊C

O2＊C3＊（CH2O）光能條件：光、色素、酶場所：反應(yīng)水的光解：ATP的合成：基粒類囊體薄膜上H2O[H]+O2光、光能1.光反應(yīng)階段吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍的化學(xué)能產(chǎn)物：[H]、O2、ATPADP＋Pi＋

能量酶ATP條件：不需光，需多種酶場所：葉綠體基質(zhì)中過程CO2的固定：CO2＋C52C3酶三碳化合物的還原：ATP中活躍的化學(xué)能2.暗反應(yīng)階段C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量轉(zhuǎn)變：有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能產(chǎn)物：（CH2O

）、

ADP、Pi項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體的類囊體膜上葉綠體的基質(zhì)上

光、色素、酶ATP、[H]、

酶、CO2光能ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)產(chǎn)生ADP和Pi為光反應(yīng)提供原料小結(jié)：光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較水的光解；ATP的合成CO2的固定；三碳化合物的還原

整個光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化分別是什么？物質(zhì)變化：無機(jī)物能量變化：光能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變光合作用的實(shí)質(zhì)：有機(jī)物糖類等有機(jī)物中的化學(xué)能

七、光合作用原理的運(yùn)用植物自身因素環(huán)境因素對光合作用的影響1）光照強(qiáng)度2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分①圖中A點(diǎn)含義：

；②B點(diǎn)含義：

；③C點(diǎn)表示：

____；光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，光補(bǔ)償點(diǎn)光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn)光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常進(jìn)行光合作用。2.影響光合作用的因素——溫度應(yīng)用：增加晝夜溫差六、光合作用的意義:物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變在自然界中所起的作用物質(zhì)合成全球自養(yǎng)植物每年可以生產(chǎn)(4～5)×1011噸有機(jī)物“綠色工廠”能量轉(zhuǎn)化每年轉(zhuǎn)化太陽能3×1018千焦“巨型能量轉(zhuǎn)化站”環(huán)境保護(hù)每年釋放氧氣5.35×1011噸