光合作用的概念及過程

它是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。它的發(fā)生規(guī)模極其宏偉。它是一個氧化-還原的過程。它是植物、藻類和某些細(xì)菌等生物中發(fā)生的極其重要的代謝過程。它是地球上最偉大的“魔術(shù)師”，每年將地球上約750億噸的碳從CO2轉(zhuǎn)移到有機物。光合作用1772年，英國化學(xué)家普里斯特利(J．Priestley)發(fā)現(xiàn)在密閉器中蠟燭燃燒污染了空氣，并使其中的小鼠窒息；但若在密閉器中，放入一枝薄荷，小鼠生命得到挽救。他的結(jié)論是植物能凈化空氣?；顒右?、總結(jié)光合作用總反應(yīng)式資料：1.1779~1796年：荷蘭內(nèi)科醫(yī)生浩斯證明普里斯特利實驗中的植物依賴太陽光。2.1782年：瑞士牧師瑟納比埃確定，所謂的“固定的空氣”即CO2確實是綠色植物營養(yǎng)所必須的。3.1804年：瑞士科學(xué)家索緒爾通過仔細(xì)的稱重實驗證明，植物干重的增加量大于吸收的CO2的質(zhì)量，推測這些多出的質(zhì)量來自H2O，從而提出H2O作為反應(yīng)物參加光合作用。4.1862年~1884年德國植物生理學(xué)家在葉片受光照射時積累淀粉，淀粉粒（淀粉的基本單位為C6H12O6）是光合作用第一個可見的產(chǎn)物，并證明葉綠素參與光合作用。5.1864~1868年：法國植物生理學(xué)家布辛格測定得到光合作用中O2釋放和CO2吸收之比接近1。6.1883年：德國植物學(xué)家恩戈爾曼的實驗表面好氧的細(xì)菌聚集在藍(lán)光和紅光照明的綠藻葉綠體附近，說明葉綠體是光合作用的場所，光合作用產(chǎn)生O2。7.1941年：美國科學(xué)家魯賓、卡門等四人根據(jù)O18示蹤實驗結(jié)果得出結(jié)論：光合作用中釋放的O2來自H2O。第一組光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。H2180C02H20C18O2第二組180202美國魯賓和卡門實驗（同位素標(biāo)記法）6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2酶以合成的有機物是葡萄糖為例：1905年，英國的布菜克受、德國的瓦伯格等用藻類進(jìn)行閃光實驗，在光能量相同的前提下，一種用連續(xù)光照(10分鐘)，另一種用閃光照射，中間隔一定暗期(5秒光照，5秒暗，共20分鐘)，發(fā)現(xiàn)后者光合作用總產(chǎn)量是連續(xù)光下的200％——400％。光合作用分為兩個階段：光反應(yīng)

——碳反應(yīng)

-——直接需要光的不直接需要光的資料：1.1954年美國科學(xué)家阿爾農(nóng)在利用菠菜葉綠體研究光合作用時發(fā)現(xiàn)葉綠素受光的激發(fā)產(chǎn)生電子在傳遞過程中與磷酸化偶聯(lián)，產(chǎn)生ATP。2.20世紀(jì)30年代末40年代初，英國植物生理學(xué)家希爾用離體葉綠體作實驗，在光下測到放氧反應(yīng)，這是綠色植物進(jìn)行光合作用的標(biāo)志，被稱為“希爾反應(yīng)”。3.1957年阿爾農(nóng)等又有一重要發(fā)現(xiàn)：光使葉綠素從水中得到電子，電子傳遞過程中與希爾反應(yīng)偶聯(lián)，還原NADP+

(被還原后生NADPH)，放氧。4.NADPH是一種輔酶，是氫的載體。參與多種合成代謝反應(yīng)，如脂類、脂肪酸和核苷酸的合成，在碳反應(yīng)還可為二氧化碳的還原供能。活動二、構(gòu)建光反應(yīng)模型請結(jié)合書本90頁文本完成學(xué)習(xí)單上的光反應(yīng)模型構(gòu)建類囊體膜H2OO2NADPHATPADP+Pi水的光解光反應(yīng)1.產(chǎn)物：2.條件：3.能量變化：

ATP、NADPH、O2光、色素分子和酶光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能資料：碳反應(yīng)又稱為“卡爾文循環(huán)”是美國伯克利加州大學(xué)的卡爾文等人利用勞倫斯實驗室制備的同位素的和其他新的生化技術(shù)，花了10年的時間于20世紀(jì)50年代中期闡明的?？栁脑谝粋€裝置中放入進(jìn)行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預(yù)先設(shè)定的時間長度向裝置中注入14C標(biāo)記的二氧化碳，在每個時間長度結(jié)束時殺死小球藻，使酶反應(yīng)終止，提取產(chǎn)物進(jìn)行分析。當(dāng)把光照時間縮短為幾分之一秒時，3-磷酸甘油酸占全部放射性的90％。延長時間，卡爾文還找到了含有放射性的三碳糖、RuBP等其他物質(zhì)?；顒尤?gòu)建碳反應(yīng)模型請結(jié)合書本92頁第1、2、3段文本完成學(xué)習(xí)單上思考題，并通過4人一小組合作完成碳反應(yīng)模型的構(gòu)建。葉綠體基質(zhì)1個CO2碳反應(yīng)NADPHATP還原2個三碳糖三碳糖離開卡爾文循環(huán)三碳糖再生為RuBP2三碳酸1個RuBP固定能量轉(zhuǎn)變：條件：ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP、NADPH和酶三碳糖

結(jié)合書本93頁回答走出卡爾文循環(huán)的三碳糖又是如何被植物體利用的呢？CO2三碳糖淀粉脂質(zhì)三碳糖其他代謝細(xì)胞呼吸蔗糖

葉綠體氨基酸蛋白質(zhì)

地球上光合生物每年約將1.06?1014kg碳固定轉(zhuǎn)化為有機化合物，同時光合作用還釋放出所有進(jìn)行呼吸作用的生物須臾不可缺少的巨大數(shù)量的氧氣，光合作用是幾乎所有形式的生命賴以生存、發(fā)展和繁榮的前提。偉大的魔術(shù)還在繼續(xù)！練一練1.若綠色植物通過光合作用生成了4mol葡萄糖，則同時釋放氧氣

A.4molB.8molC.16molD.24mol2.光合作用過程中能量的轉(zhuǎn)化過程是A.光能→穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能B.光能→

ADP中活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能C.光能→葉綠體中活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能D.光能→

ATP和DADPH中的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能√√3.光合作用的產(chǎn)物中，氧氣中的氧和葡萄糖中的氧分別來自A.CO2H2OBH2O