光合作用第二节课
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①发生部位： 叶绿体基质中 ②反应条件： C02、多种酶 ③物质变化
a.CO2固定： CO2 C5 酶2C3
b.C3还原： 2C3 ATP /[H] /酶(CH2O） C5 H2O
④能量转变： ATP中活跃化学能→ 有机物中稳定化学能。
二、光合作用的过程
1、 光反应 2、 暗反应
光合作用发现小结：
1664年，比 利时海尔蒙 特
1771年，英 国普利斯特 利
1864年，德 国萨克斯
1880年，美 国恩格尔曼
29
20世纪30年代， 美国鲁宾与卡门
原料:水
原料和产物:更 新空气
(二氧化碳和氧 气)
产物:淀粉 条件:光
场所:叶绿体条件: 光
产物氧来自于 水。
对照原则 实验原则：
单一变量原则
水是植物建造自身的原料
3. 1779 英格豪斯
• 问题：为什么植物也会污浊空气？ • 实验：
有光 无光 500多次
•结论：只有在光下，植物体只有绿叶才能 更新空气
感悟：设计对照实验，控制单一变量，多次 平行重复实验
2. 1771 普利斯特利
• 问题：植物能否从空气中得到些什么？ • 实验：
结论：植物可以更新空气
光能哪里去了？
1845年德国 梅耶(R.Mayer) 植物进行光合作用时，把光能转换
成化学能储存起来
依据？ 能量转换和守恒定律
5. 1880 恩格尔曼
问题：光合作用在哪发生的？
实验：
巧妙在哪？
1.载有水绵和好氧细菌的 临时装片
螺旋式带状叶绿体， 确定释放氧气的部位
2.在无空气的黑暗环境中 排除氧气和光的干扰
实验方法：同位素标记法
• ⑴、光反应阶段 ：
①发生部位： 叶绿体片层结构薄膜上
②反应条件： ③物质变化 a.水的光解：
光/水/色素分子/酶
2H 2O 光解 4[H ] O2
b.ATP形成： ADP Pi 能量 酶 ATP
④能量转变： 光能→电能 →ATP中活跃化学能
• ⑵、暗反应阶段 ：
学能
有机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供 ADP和Pi。
三 提高农作物的 光合作用效率
• 什么叫光合作用效率？
绿色植物通过光合作用制造的有机物 中所含有的能量，与光合作用中吸收的光 能的比值。
光合作用制造的有机物中所含能量 光合作用效率 =
光合作用中吸收的光能
较多。
（三）二氧化碳的供应
空气中的CO2一般占空气体积的0.03%， 当植物旺盛生长时，所需的CO2就更多，若 只靠空气中CO2本身的浓度差所造成的扩散 作用满足不了CO2的需求。
• 如何提高空气中CO2的浓度？ 作物需要良好的通风，使大量空气通
过叶面，使光合作用正常进行。 《齐民要术》记载：“正其行，通其
（一）光合作用的探究历程
• 1. 1648 海尔蒙特 柳树之谜
• 2. 1771 普利斯特利 植物更新空气
• 3. 1779 英格尔豪斯 光下绿叶更新空气
• 4. 1864 萨克斯
淀粉
• 5. 1880 恩格尔曼
叶绿体
• 6. 1939 鲁宾和卡门 氧气来自水
• 7. 20世纪40年代 卡尔文 碳的转化
风”。
（四）必需矿质元素的供应
• 哪些必需元素会影响光合作用？ （1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要 组成成分。
（2）P：是叶绿体膜、 NADP+和ATP的重要 组成成分。
（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、 块茎和种子等器官过程中起作用。
（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。
小结
• 提高光合作用效率的方法有： 1、控制光照； 2、控制温度； 3、提供适量的必需矿质元素； 4、提供适量的二氧化碳； 5、提供适量的水分
（一）光照强度的控制
光
CO2 吸 收
合 速 率
阳生植物 阴生植物
0A
B 光照强度
A：光补偿点 B：光饱合点 • 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
（二）不同光质的影响
• 红光和蓝紫光有利于提高光合效率。 • 黄绿光不利于提高光合效率。 • 在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和
脂肪的含量较多。 • 在红光的照射下，光合产物中糖类的含量
3.用极细光束照射水绵 叶绿体上分为光照多和
4.完全暴露在光下 结论：
光照少的部位，相当于 一组对比实验
再一次验证实验结果
氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿
色植物进行光合作用的场所。
7. 1939 鲁宾和卡门
• 问题：氧气来自于哪？ • 实验： • 同位素标记法 • 氧的同位素18O • CO2 H218O • C18O2 H2O
一颗小小的种子，怎么能够 长成参天大树？
• 植物长大的原料是什么？
公元前3世纪，古希 腊学者亚里士多德提 出，土壤是构成植物 体生长的原材料。
事情果真如此吗？
1. 范·海尔蒙特的实验 植物生长的物质来自于土壤吗？
干燥土壤？ 雨水浇灌？ 铁板盖？
木桶里栽柳5年，雨水浇灌 推论：重量主要不是来自土壤而是来自水
水的光解：
酶 H 2O
2[H]+1/2O 2
ATP的形成： A D P + Pi +能量
C O 2的固定：C O 2 +C 5
酶 [H] ATP
酶
ATP
2C3
C O 2的还原：2C 3
酶 [H] ATP
C H2O+C 5+H 2 O
光合作用光反应与碳反应的区别
项目 部位 条件
物质变化
能量转换 联系
结论：光合作用释放的氧气来自于水的分解
8. 20世纪40年代 卡尔文
• 问题：光合作用的有机物怎样合成的？ • 实验：14C标记的14CO2供小球藻进行光合
作用，追踪其放射性
• 结论：探明了CO2中的碳经过光合作用转 化成有机物中碳的途径 ——卡尔文循环
感悟：生物学研究与物理学和科学技术发展 密切相关
？
1785年 发现空气的组成。
更新空气：绿叶在光下吸收CO2，放出O2
为什么有人认为植物也能使空气变污浊？
4. 1864 萨克斯
• 问题：化学能储存在哪？ • 实验： • 绿色植物黑暗处理 • 一片叶子一半曝光一半遮光 • 酒精脱去绿色，碘蒸气处理
光下绿叶—产淀粉 无光绿叶—无淀粉
结论：光合作用的产物有淀粉， 光合作用需要光。
光反应
暗反应
叶绿体基粒囊状膜上
叶绿体基质中
光、色素、酶、水
多Biblioteka Baidu酶、CO2
①水的光解 ： 2H2O 光 4[H]+O2
①CO2的固定：
CO2+C5
酶 2C3
②ATP的合成 ： ADP+Pi+ ②C3的还原：
能量 ATP
酶
光
2C3 [ H ] AT P（CH2O） 酶
光能→电能→ATP中活跃的化 ATP中活跃的化学能→
a.CO2固定： CO2 C5 酶2C3
b.C3还原： 2C3 ATP /[H] /酶(CH2O） C5 H2O
④能量转变： ATP中活跃化学能→ 有机物中稳定化学能。
二、光合作用的过程
1、 光反应 2、 暗反应
光合作用发现小结：
1664年，比 利时海尔蒙 特
1771年，英 国普利斯特 利
1864年，德 国萨克斯
1880年，美 国恩格尔曼
29
20世纪30年代， 美国鲁宾与卡门
原料:水
原料和产物:更 新空气
(二氧化碳和氧 气)
产物:淀粉 条件:光
场所:叶绿体条件: 光
产物氧来自于 水。
对照原则 实验原则：
单一变量原则
水是植物建造自身的原料
3. 1779 英格豪斯
• 问题：为什么植物也会污浊空气？ • 实验：
有光 无光 500多次
•结论：只有在光下，植物体只有绿叶才能 更新空气
感悟：设计对照实验，控制单一变量，多次 平行重复实验
2. 1771 普利斯特利
• 问题：植物能否从空气中得到些什么？ • 实验：
结论：植物可以更新空气
光能哪里去了？
1845年德国 梅耶(R.Mayer) 植物进行光合作用时，把光能转换
成化学能储存起来
依据？ 能量转换和守恒定律
5. 1880 恩格尔曼
问题：光合作用在哪发生的？
实验：
巧妙在哪？
1.载有水绵和好氧细菌的 临时装片
螺旋式带状叶绿体， 确定释放氧气的部位
2.在无空气的黑暗环境中 排除氧气和光的干扰
实验方法：同位素标记法
• ⑴、光反应阶段 ：
①发生部位： 叶绿体片层结构薄膜上
②反应条件： ③物质变化 a.水的光解：
光/水/色素分子/酶
2H 2O 光解 4[H ] O2
b.ATP形成： ADP Pi 能量 酶 ATP
④能量转变： 光能→电能 →ATP中活跃化学能
• ⑵、暗反应阶段 ：
学能
有机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供 ADP和Pi。
三 提高农作物的 光合作用效率
• 什么叫光合作用效率？
绿色植物通过光合作用制造的有机物 中所含有的能量，与光合作用中吸收的光 能的比值。
光合作用制造的有机物中所含能量 光合作用效率 =
光合作用中吸收的光能
较多。
（三）二氧化碳的供应
空气中的CO2一般占空气体积的0.03%， 当植物旺盛生长时，所需的CO2就更多，若 只靠空气中CO2本身的浓度差所造成的扩散 作用满足不了CO2的需求。
• 如何提高空气中CO2的浓度？ 作物需要良好的通风，使大量空气通
过叶面，使光合作用正常进行。 《齐民要术》记载：“正其行，通其
（一）光合作用的探究历程
• 1. 1648 海尔蒙特 柳树之谜
• 2. 1771 普利斯特利 植物更新空气
• 3. 1779 英格尔豪斯 光下绿叶更新空气
• 4. 1864 萨克斯
淀粉
• 5. 1880 恩格尔曼
叶绿体
• 6. 1939 鲁宾和卡门 氧气来自水
• 7. 20世纪40年代 卡尔文 碳的转化
风”。
（四）必需矿质元素的供应
• 哪些必需元素会影响光合作用？ （1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要 组成成分。
（2）P：是叶绿体膜、 NADP+和ATP的重要 组成成分。
（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、 块茎和种子等器官过程中起作用。
（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。
小结
• 提高光合作用效率的方法有： 1、控制光照； 2、控制温度； 3、提供适量的必需矿质元素； 4、提供适量的二氧化碳； 5、提供适量的水分
（一）光照强度的控制
光
CO2 吸 收
合 速 率
阳生植物 阴生植物
0A
B 光照强度
A：光补偿点 B：光饱合点 • 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
（二）不同光质的影响
• 红光和蓝紫光有利于提高光合效率。 • 黄绿光不利于提高光合效率。 • 在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和
脂肪的含量较多。 • 在红光的照射下，光合产物中糖类的含量
3.用极细光束照射水绵 叶绿体上分为光照多和
4.完全暴露在光下 结论：
光照少的部位，相当于 一组对比实验
再一次验证实验结果
氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿
色植物进行光合作用的场所。
7. 1939 鲁宾和卡门
• 问题：氧气来自于哪？ • 实验： • 同位素标记法 • 氧的同位素18O • CO2 H218O • C18O2 H2O
一颗小小的种子，怎么能够 长成参天大树？
• 植物长大的原料是什么？
公元前3世纪，古希 腊学者亚里士多德提 出，土壤是构成植物 体生长的原材料。
事情果真如此吗？
1. 范·海尔蒙特的实验 植物生长的物质来自于土壤吗？
干燥土壤？ 雨水浇灌？ 铁板盖？
木桶里栽柳5年，雨水浇灌 推论：重量主要不是来自土壤而是来自水
水的光解：
酶 H 2O
2[H]+1/2O 2
ATP的形成： A D P + Pi +能量
C O 2的固定：C O 2 +C 5
酶 [H] ATP
酶
ATP
2C3
C O 2的还原：2C 3
酶 [H] ATP
C H2O+C 5+H 2 O
光合作用光反应与碳反应的区别
项目 部位 条件
物质变化
能量转换 联系
结论：光合作用释放的氧气来自于水的分解
8. 20世纪40年代 卡尔文
• 问题：光合作用的有机物怎样合成的？ • 实验：14C标记的14CO2供小球藻进行光合
作用，追踪其放射性
• 结论：探明了CO2中的碳经过光合作用转 化成有机物中碳的途径 ——卡尔文循环
感悟：生物学研究与物理学和科学技术发展 密切相关
？
1785年 发现空气的组成。
更新空气：绿叶在光下吸收CO2，放出O2
为什么有人认为植物也能使空气变污浊？
4. 1864 萨克斯
• 问题：化学能储存在哪？ • 实验： • 绿色植物黑暗处理 • 一片叶子一半曝光一半遮光 • 酒精脱去绿色，碘蒸气处理
光下绿叶—产淀粉 无光绿叶—无淀粉
结论：光合作用的产物有淀粉， 光合作用需要光。
光反应
暗反应
叶绿体基粒囊状膜上
叶绿体基质中
光、色素、酶、水
多Biblioteka Baidu酶、CO2
①水的光解 ： 2H2O 光 4[H]+O2
①CO2的固定：
CO2+C5
酶 2C3
②ATP的合成 ： ADP+Pi+ ②C3的还原：
能量 ATP
酶
光
2C3 [ H ] AT P（CH2O） 酶
光能→电能→ATP中活跃的化 ATP中活跃的化学能→