光合作用探索历程
光合作用的探索历程
1782年,拉瓦锡证明参与光合作用气体是CO2和O2。 结果
结论： 光合作用过程需要CO2参与
• 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？ • 光合作用吸收CO2 ，释放O2 ，还可能消耗 了H2O ，那么最终的产物应该是什么呢？
年代 1771 1779 1845 1864 1880
科学家
普利斯特利 英格豪斯 R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼
结论
植物可以更新空气 只有在光照下只有绿叶才可以更 新空气 植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来
绿色叶片光合作用产生淀粉
氧由叶绿体释放出来，叶绿体是 光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水 光合产物中有机物的碳来自CO2
1939
20世纪40代
鲁宾
卡门
卡尔文
二、光合作用的场所、动力、原料、产物：
通过以上的研究和探索，你知道 光合作用的 场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？ 2.动力：光 1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水 4.产物：糖类 氧气
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。
四、光合作用的过程
H2O
①水的光解
O2
[H] 供氢 酶
2c3 ②
还
① 固 多种酶 定
co2
C5
光能
叶绿体 中的色 素
ATP
供能 原
参加催化
酶② 酶 ADP+Pi
[糖类] 暗反应
稳定化学能
(CH2O)
光反应
能量转化: 光能
ATP活跃化学能 ＊O O元素: H2＊O 2
光合作用发现历程及过程
光合作用发现历程及过程光合作用是生物体利用太阳光能将二氧化碳和水转化成有机物质和释放出氧气的过程。
以下将详细介绍光合作用的发现历程及其过程。
光合作用的发现历程可以追溯到17世纪中叶，当时英国科学家瓦宾达姆（Joseph Priestley）和英国瑞典科学家英格兰德（Jan Ingenhousz）分别进行了相关研究。
瓦宾达姆的实验发现，绿色植物在充满光照的环境中能够释放出气泡，而这些气泡被后来的研究证明是氧气。
英格兰德的实验则进一步发现，植物只有在光照条件下才能释放氧气。
这些实验结果为进一步探索光合作用的机制奠定了基础。
随着科学技术的不断发展，20世纪初，不少科学家开始对光合作用进行深入研究。
其中最重要的突破之一是德国科学家阿道夫·伯哈德·施鲁特（Adolf Butenandt）于1930年从叶绿体中提取到了一种绿色物质，命名为叶绿素。
这一发现证实了叶绿体是植物中进行光合作用的关键器官。
1940年代末，美国科学家梅森和鲍登（C. B. Van Niel）提出了新的光合作用理论。
他们发现，细菌能够以无氧的方式进行光合作用，将二氧化碳在其他物质的氧化还原反应中作为电子供体。
这一发现扩展了人们对光合作用的认识，使得科学界重新审视了光合作用的机制与过程。
光合作用的过程可以分为两个阶段：光反应和暗反应。
光反应是光合作用的第一阶段，发生在光合体系内，需要光能作为驱动力。
光反应包括两个子过程：光能捕获和光化学反应。
在光能捕获过程中，叶绿素分子吸收光能，并将其转化为化学能。
在光化学反应过程中，叶绿体中的电子受激发，一部分电子和光化学反应中生成的氧气结合形成水分子，另一部分电子则通过电子传递链逐级传递，最终导致在电子传递链末端产生的高能电子。
综上所述，光合作用的发现历程经历了几个关键的里程碑。
从早期的实验证明植物能够释放氧气到后来的叶绿体和叶绿素的发现，再到对光合作用机制的深入研究，科学家们逐渐揭示了光合作用的过程。
光合作用探究历程及过程
光合作用探究历程及过程光合作用是生物体中最为重要的能量转化过程之一、它将光能转化成化学能，为生物体提供了所需的能量和有机物质。
光合作用的探究历程可以追溯到19世纪。
以下将详细介绍光合作用的探究历程和过程。
在1804年，意大利医生和物理学家亚历山大·沃尔塔发现了电池，这为电化学提供了重要的工具。
在随后的几十年里，科学家们开始研究电池和化学反应，并发展了电化学理论。
然而，直到19世纪末，科学家们才开始认识到光能可以通过化学反应转化为电能。
1883年，荷兰物理学家和化学家雅各布斯·赫尔丁（Jacobus Henricus van 't Hoff）提出了光合作用的基本概念。
他认为植物通过吸收光照射转化二氧化碳和水为有机物，并释放出氧气。
他的理论得到了广泛的认可，成为了现代光合作用的基础。
接下来，科学家们开始进行实验以验证光合作用的过程和机制。
1894年，德国生物化学家奥古斯特·威力（F.Č.v.Wettstein）通过将植物放在不同光强下进行实验，发现植物在光照下能够吸收二氧化碳并释放氧气。
他还发现，当植物处于黑暗或弱光条件下时，它们无法进行光合作用。
随着科学技术的进步，科学家们开始利用更先进的仪器和技术来研究光合作用的机制。
在1930年代，英国生物化学家罗宾·希尔（RobinHill）发现了光合作用的化学过程。
他发现，当植物叶片暴露在光照下时，产生的氧气和高能物质可以被光强较弱的光线所代替，推断出植物中存在着一个光合作用过程，将光能转化为化学能。
随后的几十年里，科学家们不断完善和深化对光合作用的理解。
1939年，美国生物物理学家罗兰·马特赛尔（Robert Emerson）证实了光合作用的光能捕获过程和传导；1954年，英国生物学家格利尔·真斯（Melvin Calvin）发现了光合作用中的碳固定过程，即光合作用产生的NADPH和ATP能够将二氧化碳转化为有机物质。
光合作用的探究历程和过程
“自动空气净化器”
5、光合作用原理的运用
• 植物自身因素 • 环境因素对光合作用的影响
厉！
教师寄语:
21世纪是生命科学的世纪,科 学技术发展的车轮在不断前进!
希望同学们能站在先人的 肩膀上成为”车轮”前进的有 力推动者!
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
哪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 中水和二氧化碳是否直接反应？ 不是直接反应的
光合作用（一）
光合作用的探究历程
人们对于光合作用的认识最早是从研究 植物的生长开始的。
植物生长所需要的物质来自哪里？
早在2000多年前，亚里士多德就提出 “植物是由土壤汁构成”，即植物生长所 需物质来自土壤。
17世纪初， 海尔蒙特的柳树实验。
海尔蒙特的实验证明：柳树重量的增加 来自雨水而并非来自土壤。
主页
导航
课堂练习
1、在光合作用实验里，如果所用的水中有 0.2%的 水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的 二氧化碳分子含18O ，那么，植物进行光合作用 释放的氧气中，含18O的比例为
A．0.20% B．0.48%
C．0.88%
D．0.68% 注：答题请单击选项
恭不不不喜要要要你灰灰灰， 答心心心对，，，了再再再！ 来来再来一一接一次次再次！！！
三、光合作用的过程：
回归课本,知识整合
1.光反应和暗反应的区别
项目 光反应阶段
暗反应阶段
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
物质 变化
能量 变化
需光,色素和酶
需多种酶、ATP、[H]
(1) 2H2O 光 4[H]+O2
光合作用探索历程
普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功
结论2：植物体的绿叶 在光下才能更新空气。
1782年,拉瓦锡证明参与光合作用气体是CO2和O2。 结果
结论： 光合作用过程需要CO2参与
• 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。
光合作用释放的氧来自水
光合产物中有机物的碳来自CO2
20世纪40代
卡尔文
1、是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布 于细胞中，便于进行观察分析研究
2、先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验中光 线和氧的影响，确保实验的准确性。
３、能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光 的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的， 并且氧是由 释放出来的 叶绿体
在没有空气的黑暗环境中 现象： 好氧细菌只集中在被光 线照射的叶绿体附近。 分析： 光线照射部位进行光合作 用产生了氧气。 结论：
叶绿体是绿色植物进行 光合作用的场所。
1、为什么选用水绵做为实验材料？ 2、为什么选用黑暗并且没有空气 的环境？ 3．为什么先用极细光束照射水绵，而后 又让水绵完全曝露在光下？
• 光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？ • 光合作用吸收CO2 ，释放O2 ，还可能消耗 了H2O ，那么最终的产物应该是什么呢？
1864年,德国植物学家萨克斯实验
绿色 叶片
黑暗 处理
48小时
曝光 遮光
2小时
碘蒸汽 变蓝
结论： 1.光合作用的产物是淀粉 2.光合作用需要光
不变蓝
1880年
德国科学家 恩吉尔曼
光合作用
1642年，赫尔蒙特(J.B. van Helmont)
第2课时 光合作用的探究历程和过程
气外还有淀粉，同时还证明光是光合作用的必要条件。（自身对照
实验，自变量为光照，因变量为叶片的颜色变化）
思考:（萨克斯的实验） a．为什么对天竺葵先进行暗处理？
黑暗（饥饿）处理 是验证光合作用产 物和验证CO2是光合 作用原料实验的必 需操作。
暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 b．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
不足：没有考虑到光照的影响。实验缺少空白对照，说服
力不强。
3.1779年，英格豪斯实验结论：
普利斯特利的实验只有在阳光的照射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新污浊的空气。（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。） 4.1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转化 成化学能储存起来。 5.1864年，德国植物学家萨克斯的实验证明：光合作用的产物除氧
物质和B物质的相对分子质量之比是（ C ）
A．1∶2 C．8∶9 B．2∶1 D．9∶8
6.（2012·正定模拟）请按时间先后顺序排列下列事件（ C ） ①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 ②美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧 气全部来自参加反应的水
③英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气
恩格尔曼 鲁宾 卡门
ห้องสมุดไป่ตู้
氧由叶绿体释放出来，叶绿体是 光合作用的场所
光合作用释放的氧来自水
卡尔文
CO2 中的碳转换成有机物的碳的途径
思考：光合作用的反应式 光能 CO2+H2O （CH2O）+O2 叶绿体 1.光合作用的原料：二氧化碳 、水 2.光合作用的产物：有机物、氧气 3.光合作用的条件：光能 4.光合作用的场所：叶绿体
光合作用探索历程
阮建英
福安二中
恩格尔曼实验
1880年，恩格尔曼实验
光合作用的场所是叶绿体,产物是氧气.
阮建英
福安二中
探究三：鲁宾、卡门的实验
C18O2
（一）
O2
CO2
（二）
18O
2
H2O 绿藻
H218O 绿藻
阮建英
鲁宾和卡门实验
福安二中
探究三：鲁宾、卡门的实验
提出问题 作出假设 设计实验 实施实验 结果分析 得出结论 A气体无放射性，B气体具有放射性；而且等体 积二者的质量比为8︰9 。 光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于 二氧化碳。
小鼠死亡，蜡烛也熄灭 小鼠存活，蜡烛仍燃烧
植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧 所需要的气体。 植物可以更新空气(吸收CO2, 产生O2)。
阮建英
福安二中
荷兰的英格豪斯的实验
英格豪斯的 实验
他的不能？
阮建英
福安二中
光合作用探究历程
1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气， 吸收的是二氧化碳； 1845年，梅耶指出，植物在进行光合作 用时，把光能转变成化学能储存起来
义的试验
阮建英
福安二中
探究一：普利斯特利的实验
1771
年 英 国 科 学 家 普 利 斯 特 利
实验组 对照组
结论：植物可以更新空气
阮建英
福安二中
探究一：普利斯特利的实验
提出问题
植物可以影响空气成分吗？ 植物可以影响空气成分。
小鼠 和点 燃的 蜡烛
作出假设
设计实验 实施实验 结果分析 得出结论
光照，密 闭玻璃罩 绿色植物
阮建英
福安二中
光合作用的探索历程
光合作用的定义
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和 H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。
反应物、条件、场所、生成物
CO2＋H2O
光能 叶绿体
（CH2O）＋O2
科学是没有国界的，但科学家 是有国界的，昨日的普里斯特利 ， 英格豪斯→今日的你→明日的？
小试牛刀
1.下列有关科学家的经典研究中，采取了同位素标 记法的是( ) ①恩格尔曼发现光合作用的部位 ②证明植物进 行光合作用时光能转换为化学能 ③鲁宾和卡门 证明光合作用释放的O2 ④ CO2的固定过程中碳 元素的转移途径 ⑤分泌蛋白的合成与运输—— 证明细胞器之间的协调配合 A.①③④ B.②④⑤ C.①②④⑤ D.③④⑤
1. 1771年普利斯特利的实验
甲
乙
讨论时间
1、普利斯特利实验结论是什么?
植物可以更新空气的成分
2、 为什么他的实验有时成功，有时失败， 试想一下可能的原因是什么？
光的有无
2. 1779年英格豪斯实验的实验
甲
乙
讨论时间
英格豪斯实验结论是什么?
植物的绿叶只有在光下才能更新空气的成分
乘着化学、物理学的翅膀，光合作用的探究历程进一步加快
到1785年，发现了空气的组成，人们才明确 绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
3 德国 梅耶
光 能
化 学 能
储存在什 么物质中？
4.1864年萨克斯的实验
文本探究
探究萨克斯实验过程
清水 酒精
48小时 深度挖掘
1 为什么对天竺葵进行暗处理？ 2 为什么一半曝光，一半遮光？
3 实验结果是什么？
小组抢答
大树不喝“牛奶”， 不吃“面包”，它是 怎么样长大的呢？
光合作用的研究历程
光合作用的研究历程光合作用是地球上生命系统的基础环节，它能将太阳能量转化为生物化学能，支撑着生命系统的运行。
光合作用的研究历程可以追溯到19世纪，随着科学技术的不断发展，人们对光合作用的认识也在不断深化。
一、光合作用的初步探索19世纪初，人们对光合作用还知之甚少，直到1796年英国科学家英格汉姆才提出了植物吸收光能诱发氧气分离的概念，即光合作用。
1838年，瑞典科学家S. E. 塞贝克提出植物在光照下光合作用的本质是水分解，释放出氧气和氢离子，后者进一步被还原形成葡萄糖。
这是光合作用的基本反应方程式，被后来的科学家们所深入研究。
二、光合作用反应路径的探索1905年，德国生物化学家威廉・范特霍夫发现了叶绿素是存在于植物叶片中的绿色色素，具有吸收光子的功能。
这一发现为光合作用的反应路径研究提供了基础，为后续的研究打下了重要基石。
1929年，荷兰生物化学家C. B. van Niel运用化学分析的方法，提出了硫醇菌的光合作用反应路径，指出其产生氧气与碳酸盐还原，与绿色植物产生氧气与水分解的反应途径不同。
他的研究打破了人们对光合作用反应途径的传统观念，为研究生命系统的物质代谢奠定了基础。
三、光合作用机理的探究20世纪中期以来，科学技术的快速发展推动了光合作用机理的深入探究。
1951年，英国生物学家R. Hill测定了用光照射的细胞膜释放氧气时的光谱特性。
这一发现证实了塞贝克的研究成果，使得植物在光照下呼吸能与光合作用发生关联被进一步证实。
1961年，美国科学家Melvin Calvin发表了“碳的路径”实验成果，阐明了植物中一氧化碳化合物和糖类的形成过程。
这是对光合作用机理最深入且完整的解释之一，获得了1961年诺贝尔化学奖。
20世纪后期，人们利用先进的技术手段，如扫描透射电子显微镜、基因导向的重构等，对光合作用的细节机理进行了探究，为人类深入理解生命系统的能量来源提供了基础。
四、光合作用的应用研究随着对光合作用的深入探究，人们逐渐认识到光合作用是一项非常重要的技术手段。
光合作用探究历程
1939年,美,鲁宾和卡门的同位素标记实验
CO2
18O 2
C18O2
O2
预测结果
光照射下的 小球藻悬液
H218O
分析？
H2O
光合作用美 卡尔文的同位素示踪实验
14CO 2
光照下 的小球 藻悬液
小球藻 研磨液
(14CH2O)
他用14C标记的CO2追 踪了光合作用过程中 碳元素的行踪，从而 进一步揭示了光合作 用中复杂的化学反应。
• 1779年，荷兰科学家英格豪斯重复了500 多次普利斯特利的实验：普利斯特利的实 验只有在光照下才能成功；植物体只有绿 叶才能更新污浊的空气。 被更新的气体是什么呢? 更新之后又得到了什么气体呢?
• 1785年,由于发现了空气的组成,人们才发 现绿叶吸收的是二氧化碳,放出的是氧气。
这个过程中光能哪里去了呢？ 消失了么？
１８８０，美国，恩格尔曼实验
分析？叶绿体是进行光合作用的场所
几乎光合作用探究过程进行的 同时，关于酶的研究也在有条不紊 的进行，酶的研究结果表明，生物 体内几乎所有的生化反应都需要酶 的催化。
总结光合作用的各项要素
原料： 二氧化碳 水 场所：叶绿体 产物： 糖类等有机物 条件： 光能 酶 氧气
工作中的卡尔文
光合作用探索历程总结：
年代
1642 1771 1779 1782 1845 1864 1880 1939
1948
科学家
海尔蒙特 普利斯特利 英格豪斯 发现了空气 的组成 R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
分析结论
植物建造自身的原料是水 植物可以更新空气 只有在光照下，绿叶才能更新空气 绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是 二氧化碳 植物在光合作用时把光能转变成了 化学能储存起来 光合作用的产物还有淀粉 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用探究历程一、光合作用的发现光合作用是植物、藻类和某些细菌通过吸收太阳光能，利用二氧化碳和水合成有机物质的过程。
这个重要的生物化学过程在植物生命活动中起着至关重要的作用。
然而，这个过程是如何被科学界发现和揭示的呢？早在17世纪，荷兰科学家范·豪斯汀就开始了对植物生长的研究。
他观察到植物在光照下可以生长，而在黑暗中则不能。
这表明植物的生长与光照有关。
随后，在18世纪，法国科学家拉普拉斯和拉瓦锡进一步探讨了光合作用过程中物质和能量的转化。
拉瓦锡提出，植物在光合作用中吸收了二氧化碳和水，并释放出氧气。
到了19世纪，英国科学家达尔文对光合作用进行了更深入的研究。
他发现，光合作用是植物中的叶绿体通过吸收太阳光能而进行的。
这一重要发现为后来的光合作用研究奠定了基础。
二、光合作用的过程光合作用是一个复杂的生物化学过程，可以分为三个主要阶段：光反应、暗反应和产物运输。
1.光反应阶段：这一阶段主要发生在叶绿体中，植物通过光合色素吸收太阳光能，并将水分子分解为氧原子和氢离子。
同时，电子从还原型的辅酶Ⅱ传递给氧气，生成高能态的电子和还原型的辅酶Ⅱ。
这一过程释放出的能量用于合成ATP。
2.暗反应阶段：在暗反应阶段，植物利用光反应中生成的ATP和还原型的辅酶Ⅱ，将二氧化碳还原为有机物质，如糖类。
这一过程需要多种酶的参与，包括羧化酶、磷酸二氢酶等。
暗反应生成的有机物质被运输到植物体内的各个部位，供生长发育所需。
3.产物运输阶段：在光合作用过程中生成的有机物质需要通过运输才能到达植物体内的各个部位。
植物体内有一套复杂的运输系统，可以将光合作用生成的有机物质从叶绿体运输到其他部位，以满足生长发育的需要。
三、光合作用的机制光合作用的机制涉及到许多生物化学反应和能量转化过程。
其中最重要的是反应中心的电子转移和伴随的能量变化。
在光反应阶段，光合色素吸收太阳光能后，将电子从水分子中激发到高能态，再传递给氧气生成高能态的电子和还原型的辅酶Ⅱ。
光合作用的原理和应用
C18O2
A气体 O2
H 2O
第二组向同种绿色植物提供 H218O和CO2
18O B气体 2
A气体无放射性,B气体有放射性
CO2
结论：光合作用产生的氧气 来自于水
H218O
返回1
7、卡尔文循环
用14C标记的CO2供小球藻实验，
追踪检测其放射性。探明CO2中的
二 光合作用的原理和应用
（一）光合作用的探究历程
1、海尔蒙特实验 2、普利斯特利实验（1771年） 3、1779年，荷兰的英格豪斯
4、1864年，德国萨克斯实验
5、恩格尔曼水绵实验（1880年） 6、美国鲁宾和卡门实验（1939年） 7、卡尔文循环
1、海尔蒙特实验
结论：水分是植物建造自身的原料
返回1
酶
ATP
能量
光能 ATP中活跃化学能
暗反应
条件： 酶 场所： 叶绿体基质 过程： 物 2c3 质 能量
[H]
2C3
供氢
固 多种酶 参加催化 定
CO2
C5
酶 co2+ C5 2c 3 酶
[H] ATP
酶 还
ATP
供能
(CH2O) ADP+Pi C5
酶
原
ATP 酶 ADP+Pi +能量
[糖类]
光反应阶段与暗反应阶段的比较
项目 场所 区 条件 物质 变化 别 能量 转化 联 系 光反应阶段
类囊体的薄膜上 需光、色素和酶
水的光解：2H2O 光
光
暗反应阶段
叶绿体的基质中 不需光、色素;需多种酶
CO2的固定：CO2+C5 C3的还原：2C3 2C3
光合作用的探究历程与基本过程
光合作用的探究历程与基本过程光合作用是通过植物绿色器官，叶绿体中的叶绿素，利用太阳光的能量将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和释放氧气的过程。
光合作用是地球上最重要的生物化学过程之一，能够维持地球上大部分生物的生存。
光合作用的历程可以追溯到17世纪荷兰微生物学家Antoine van Leeuwenhoek的观察。
他注意到在阳光下，水蕨植物的叶片产生了氧气泡，推测可能是阳光促使植物摄取了空气中的养分。
然而，直到1779年，荷兰医生Jan Ingenhousz从实验证明了植物只在受到阳光照射时释放氧气，这是光合作用的关键过程。
在19世纪初，瑞士植物学家Nicolas Theodore de Saussure通过一系列实验证明了光合作用的化学成分和元素变化。
他发现光合作用包括光合糖合成和水分解两个基本过程。
光合糖合成是指光合作用中的光反应，其中光能转化为化学能，并用于将二氧化碳转化为有机物质。
而水分解是指光合作用中的暗反应，其中光能储存在化学键中，并被用来将二氧化碳按照一定比例转化为葡萄糖。
20世纪初，德国生物化学家Melvin Calvin通过放射性同位素示踪技术，阐明了光合作用的化学途径，被认为是光合作用研究的一大突破。
他通过使用碳14同位素标记二氧化碳和葡萄糖，揭示了光合作用的详细过程。
他的实验证明了光合作用发生在叶绿体中的葡萄糖和光还原产物的化学途径，以及暗反应中碳元素的转化。
除了上述的探究历程外，近年来还有一些研究展示了光合作用进一步的细节过程和调控机制。
例如，美国植物生物学家Elizabeth Blackburn发现了一种光合作用关键酶Telomerase的活性调控，推测这种调控机制能够帮助植物在不同光照条件下更有效地进行光合作用。
此外，研究人员还发现了一些涉及光合作用的其他生物学过程，如光合作用与植物免疫系统之间的关系。
总的来说，光合作用的探究历程经历了几个重要的突破和发现，逐步揭示了光合作用的基本过程和化学机制。
光合作用的探究历程
光合作用的探究历程关于植物光合作用的研究，早在17世纪初就开始了。
当时，有一位名叫赫尔蒙特的比利时医生就做过这样一个有趣的试验。
他把十分容易生根成活的一段柳树枝条种植在一个大瓦盆里。
在种植之前，他称量了柳树枝条的质量（2.27kg）和瓦盆中干燥沙土的质量（90.8kg）。
此后，只向盆中浇雨水，不再添加其他东西。
5年以后，当赫尔蒙特再次进行称量时，柳树枝条已经长成重达76.86kg的柳树，而瓦盆中干燥沙土的质量仅仅减少了千分之一左右。
柳树增加的质量远远大于土壤减少的质量。
所以，根据这个试验，赫尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤。
这个结论在今天看来虽然并不十分科学和严谨，但是，它开创了人们使用定量的方法来研究生物学的先例，是对生物学研究的一个重要贡献。
[背景材料：海尔蒙特（Jan Baptist van Helmont），比利时化学家，生物学家，医生。
他在化学理论和实践上都有卓越贡献，从而成为炼金术向近代化学转变时期的代表人物。
他所做的柳树实验也是生物研究上划时代的工作。
海尔蒙特有一个著名的实验，就是把两百磅的土壤烘干称重，然后在土里种下5磅重的柳树种子，收集雨水灌溉；五年后柳树长成169磅3盎司重，土壤再烘干称重，只少了2盎司。
这证明树木的重量增加来自雨水而非土壤。
世界各地生物课本都会提到这一段记载。
接着他继续写道：『根据圣经创世记第一章，上帝创造世界的第一天，就创造了天，创造了地，也创造了水，水一定是非常重要的。
我的柳树实验，是要证明上帝创造世界的第三天，上帝说：『天下的水要聚在一处，使旱地露出来。
』事就这样成了。
上帝说：『地要发生青草和结种子的菜蔬，并结果子的树木，各从其类，果子都包着核。
』事就这样成了。
这件事就是：树木只要有种子，只要有水，就能供给植物生长所需。
』这段记载说明了，海尔蒙特研究柳树实验的动机是为了印证圣经创世记第一章。
这段记载却没被收录在我国的任何一本生物课本里，以致学生看海尔蒙特种了五年的柳树，辛苦地把一堆土弄来弄去，以为他只是单纯地为了科学，而不知这个柳树实验是他对信仰的求证与表白。
光合作用发现历程及过程ppt
酶
2C3 + [H] ATP (CH2O) + C5
场所 条件
物质 变化
能量 变化
联系
光反应和暗反应的比较
光反应
暗反应
基粒类囊体结构的薄膜
叶绿体基质中
光、色素、酶、水、ADP 、Pi [H]、ATP、酶、 CO2 、C5
水的光解 ATP的生成
CO2的固定 C3的还原
光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→ 有机物中稳定的化学能
结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
-
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状 分布在细胞中，便于观察和分析研究。 （2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环 境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。
（3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准 确的判断水绵细胞中放O2 部位。 （4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确 实验结果完全是由光照引起的。
-
鲁宾、卡门的实验
提出问题 光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳? 作出假设 光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）
设计实验
实施实验
结果分析 A气体无放射性，B气体具有放射性
得出结论
光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于二氧 化碳。
-
二、光合作用过程
（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？
光合作用总过程：
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
还
ATP
原
酶能
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和释放氧气的过程。
对光合作用的探究历程可以追溯到17世纪初，随着科学技术的进步，人们对光合作用的了解也不断深入。
光合作用的起源可以追溯到植物生命的初期。
早期的地球大气中主要是二氧化碳和水蒸汽，而光合作用是植物生存和繁衍的基础。
然而，对于光合作用的探究是在17世纪初开始的。
在1643年，意大利人查尔斯·斯图尔特发现了光对绿色植物的作用。
他将一堵墙分成两半，一半被遮住不透光，另一半则被阳光照射。
经过一段时间后，他发现被阳光照射的一半植物长得更好，而被遮住的一半则几乎不生长。
这个实验引起了人们的兴趣，也为后来的研究提供了基础。
到了18世纪，研究者开始深入研究光合作用的化学过程。
英国科学家约瑟夫·普利斯特利发现了绿色植物在光照下会产生氧气。
他将一片绿色植物放置在密闭的容器中，使用酒精燃烧，发现氧气的火焰更为明亮。
这个实验进一步确认了光合作用是植物释放氧气的过程。
到了19世纪，研究者开始探索光合作用的化学方程式和机理。
德国科学家朱斯塞普·法托尼提出了光合作用是通过光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
这个方程式被称为光合作用方程式，成为了后来研究的基础。
在20世纪初期，科学家们追溯和发现光合作用的主要酶。
瑞典生物化学家卡尔·辛斯泰恩和德国生物化学家奥托·瓦沃尔德研究了光合作用的黑暗反应。
他们发现黑暗反应需要一种酶－鲨烯二磷酸羧化酶，这个酶可以催化二氧化碳和鲨烯二磷酸转化为有机物质。
随着科学技术的不断发展，人们对光合作用的研究也在不断深入。
现代科学家已经发现光合作用的详细过程和整个过程中所涉及的酶和分子。
他们通过利用生物化学技术和分子生物学技术，揭示了光合作用的机理以及植物如何感知光线，利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质。
今天，光合作用的研究已经超出了单个植物的范畴，也包括了微生物和其他光合细菌。
光合作用探究历程
光合作用探究历程在我们生活的这个地球上，植物是生命的重要组成部分。
它们通过一种神奇的过程——光合作用，将阳光转化为生命所需的能量，并为整个生态系统提供了源源不断的物质基础。
而人类对于光合作用的探究，经历了漫长而曲折的历程。
早在公元前 3 世纪，古希腊哲学家亚里士多德就观察到植物生长与土壤似乎并没有直接的定量关系。
这一早期的观察虽然简单，但为后来的研究埋下了思考的种子。
到了 17 世纪，比利时的科学家海尔蒙特进行了一项著名的柳树实验。
他将一棵柳树苗栽种在一个装有定量土壤的木桶中，只浇水。
5 年后，柳树的重量增加了很多，而土壤的重量几乎没有减少。
海尔蒙特由此得出结论，认为植物生长所需的物质主要不是来自土壤，而是来自水。
然而，他的实验存在一定的局限性，没有考虑到空气等其他因素对植物生长的影响。
1771 年，英国科学家普利斯特利进行了一个有趣的实验。
他把一只点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死去了。
而当他把一株绿色植物和点燃的蜡烛一同放到密闭的玻璃罩里，蜡烛就不容易熄灭；把绿色植物和小白鼠一同放到密闭的玻璃罩里，小白鼠也不容易窒息而死。
普利斯特利由此认为，植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
但他并没有明确指出植物更新空气的成分是什么。
后来，荷兰科学家英格豪斯进行了 500 多次植物更新空气的实验。
他发现，普利斯特利的实验只有在有光的条件下才能成功。
这就表明，光照是植物更新空气的必要条件。
1782 年，瑞士的科学家森尼别通过实验证明，植物在光下放出氧气的同时，还要吸收二氧化碳。
随着化学学科的发展，1804 年，瑞士科学家索绪尔通过定量研究，指出光合作用过程中，植物制造的有机物和释放出的氧，是由吸收的二氧化碳和水转变而来的。
进入 19 世纪，科学家们对于光合作用的探究更加深入。
1864 年，德国科学家萨克斯做了一个经典的实验。
他把绿色叶片放在暗处几小时，目的是消耗掉叶片中的营养物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。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。
第四节
能量之源——光与光合作用
练一练：
糖类 是细胞和生物体进行生命活动的主要 能源物质。 脂肪 是生物体内储存能量的重要物
质。 ATP 是生物体进行一切生命活动的直接 供能物质。动物和人形成ATP的途径是呼吸作用 。 绿色植物形成ATP的途径是 呼吸作用和光合作用 。
什么是光合作用？
条件
场所
光合作用是指绿色植物通过叶绿 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。 产物
1961年诺贝 尔化学奖得主
思考与讨论：
1、光合作用的场所、条件、原料和产物分别是 什么？你能用一个化学反应式表示出来吗？
原料：二氧化碳和水 产物：淀粉和氧气
场所：叶绿体
条件：光，多种酶等。
CO2 + H2O
淀粉 + O2
2、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有什么联系？与技术手段的 进步有什么关系？试举例说明。
1、亚里士多德的观点对吗？
2、植物生长所需的营养物质是否全部来源于土壤？有 可能来源于土壤以外的地方吗？ 3、从土壤中吸收来的营养物质是否全部转化成植物的 物质并储存于植物体内？
4、亚里士多德的观点是否完全没有进步意义？
（二）海尔蒙特的实验：1642年
提出问题 植物建造自身的原料全部来自土壤吗? 作出假设 植物建造自身的原料不全部来自土壤。 设计实验 五年后
(五)拉瓦锡的发现
1785年，法国科学家拉瓦锡发现了空气的 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。
(六)恩格尔曼实验:1880年,美国
证明：1、光合作用的场所是叶绿体；
2、光合作用的产物有氧气！
(七)梅耶的研究
1845年，德国科学家梅耶根据能量转化 与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用 时，把光能转化成化学能储存起来。
原料
一、光合作用Байду номын сангаас探究过程
人们得出这一认识经历了漫长的探索历程， 科学家们用了200多年的时间，经过无数次的 实验才对光合作用有了一个比较清楚的认识。 现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验 他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。
（一）亚里士多德的观点
土壤减少的重量=植物增加的重量
问题讨论：
结果分析
植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要 的气体。 植物可以更新空气！
得出结论
普利斯特利通过实验证明了植物可以更新因蜡烛 燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。但是，他没有 发现光在植物更新空气中的作用，而是将空气的更新 归因于植物的生长。
当时有人重复普利斯特利的实验，却得到完全相 反的结论，认为植物跟动物一样能使空气变污浊。
问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？ 为了将叶片中原有的淀粉耗尽。
问题3：为什么要对叶片进行脱色处理？ 因为叶片是绿色的，如果不脱色处理的话，叶 片的颜色将对后面的淀粉染色产生干扰。 问题4：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
进行对照 问题5：实验中哪组是实验组？哪组是对照组？ 曝光组是实验组。
?
普利斯特利的实 验有时成功，有时 失败，可能的原因 是什么？
可能是在无光的条件下做的实验，因为无光 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，所以实验 失败！
(四)英格豪斯的实验
1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次 植物更新空气的实验，结果发现：普利斯特利 的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只 有绿叶才能更新污浊的空气。
柳树增重74.47kg
土壤只减少0.06kg
结果分析
5年后土壤的减少量很少 假设成立。 在植物生长过程中补充了大量的水分
植物的增重主要来自水分！
得出结论
１．植物建造自身的原料不全部来自土壤。 ２．植物的增重主要来自水分！
质疑：
海尔蒙特对他的实验结果分析合理吗？
他并没有考虑空气对植物生长的影响！
(三)普利斯特利的实验：1771年
光能转化成化学能，储存于什么物质中 呢？也就是植物在吸收水分和二氧化碳、释 放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？
(八)萨克斯的实验: 1864年
一 半 曝 光 ， 一 暗处理 半 遮 光
碘蒸汽处理
光照
酒精 脱色
结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
问题1：萨克斯的实验目的是什么？
验证光合作用的产物是什么。
光合作用的原料有水和二氧化碳，那么，光合 作用释放的氧气到底是来自二氧化碳还是水？ 随着技术的进步，人们发现了放射性同位素， 利用放射性同位素做示踪原子去追踪物质的运行和 变化规律。科学家通过追踪放射性同位素标记的化 合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫 同位素示踪法。 同位素示踪法为解决氧气是来自水还是二氧化 碳提供了技术手段。1939年，美国的科学家鲁宾和 卡门利用同位素标记法,用18O做示踪原子，对光合 作用的产物氧气中氧的来源进行了探究。
3、分析人类对光合作用的探究历 程，你还有哪些感悟？
（九）鲁宾和卡门的实验：1939年
提出问题 作出假设 光合作用释放的氧气到底是来自二氧化碳还是水？ 假设1：光合作用释放的氧气来自二氧化碳。 假设2：光合作用释放的氧气来自水。
设计实验
结果分析
得出结论
光合作用产生的O2来自于H2O。
（十）卡尔文的实验：20世纪40年代
20世纪40年代，美国科 学家卡尔文利用放射性同位素 14C标记的14CO 做实验研究了 2 光合作用产生的有机物是怎样 合成的问题。最终探明CO2中 的碳在光合作用中转化成有机 物中的碳的途径，这一途径称 为卡尔文循环。