光合作用发展史最新版本
光合作用发现史
光合作用发现史1、早在两千多年前，古希腊著名哲学家亚里士多德认为，植物是由“土壤汁”构成的。
这一观点一直沿用到 18 世纪中期。
17 世纪上半叶，比利时学者海尔蒙特所做的柳树试验，使他自然而然地相信：柳树生长所需要的物质，来自于浇灌的水。
这个结论首次提出了水参与植物有机物制造，但没有考虑到空气对植物体物质形成的作用。
2、我国明代学者宋应星、英国植物学家斯蒂芬. 黑尔斯也曾指出：植物在生长时主要用空气当养分。
但他们并未用实验证明这一判断。
3、1771 年，英国科学家普利斯特利通过实验证实，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。
由于普里斯特利所做的这个出色的实验，人们把 1771 年定为发现光合作用的年代。
但是，他并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。
当时有人重复他的实验，却得到完全相反的结论。
因此这个实验引起人们的关注。
4、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，得出结论：绿色植物只有在光下才能更新空气。
直到 1785 年，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。
5、1782 年，瑞士牧师吉恩 .谢尼伯证实了英格豪斯的发现，并指出植物“净化”空气的活性，除光合作用外，还取决于“所固定的空气”。
6、1804 年，瑞士学者索热尔研究植物光合作用过程中，二氧化碳吸收量、有机物生成量、氧气释放量之间的数量关系。
他发现，植物制造的有机物质总量和氧气释放量，远远超过二氧化碳吸收量。
根据实验中除植物、空气和水以外，没有其他物质，他断定光合作用除吸收二氧化碳外，二氧化碳水也是光合作用的反应物。
7、1817 年，法国的两位植物学家，佩利蒂欧和卡文陶从叶片中分离出叶绿素。
后来有人证明叶绿素对于光能的吸收、传递和转化起着极为重要的作用。
8、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，把光能转换成化学能储存起来。
光合作用的发现历程
九、
• 恩格尔曼实验二： • 贡献：证明了光合作用效率最高的光是红光和蓝 光
十、
• 1939年：鲁宾、卡门 • 贡献：证明了光合作用释放的氧气全部 来自于水 • 方法：同位素标记法 • 20世纪40年代：卡尔文 • 贡献：揭示了暗反应中碳的转移途径， 即卡尔文循环
十一、
对照实验和对比实验
实验结果已知的组或不做任何处理的 组或天然状态下的组，为对照组； 实验结果未知的组或在对照组的基础 上人为进行处理了的组，为实验组； 对照实验既有对照组又有实验组；
三、
四、
• 1785年：化学家 • 贡献：证明了光合作用吸收的是二氧化碳，释 放的是氧气
五、
Hale Waihona Puke • 1804年：法国的索叙尔 • 通过定量研究进一步证实：二氧化碳和水是植
物生长的原料。
六、
• 1845年：梅耶 • 贡献：依据能量转化与守恒定律，从理 论上证明了光合作用将光能转化为化学 能
七、
• • • • • • • • •
光合作用的发现历程
光合作用的概念 一、
文字描述：
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。
反应式形式
光合作用的探索历程 二、
• 直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水
一、
分是植物建造自身的原料
二、
• 1771年：普利斯特利： • 结论：植物可以更新空气（光合作用中 有气体的变化） • 不足：没有注意到光和植物的状态（绿 叶）这两个无关变量 • 1779年：英格豪斯 • 证明了光合作用需要光 • 证明了绿叶才是光合作用的器官
1864年：萨克斯 贡献：证明了光合作用可以产生淀粉 自变量：光 因变量：光合作用产生的淀粉 无关变量：光合色素，叶片中原有的淀粉
光合作用发现的历程
光合作用发现
——科学探究的历程
问题：植物生 长所需的营养 物质来自哪里？
完 全 来 自 土 壤 。
植 物 生 长 发 育 所 需 的 物 质
亚 里 士 多 德 的 回 答 ：
•
亚里士多德的回答是否正确？
1642年，海尔蒙特 (J.B. van Helmont)
• 20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门利用氧的 18 同位素—— O，分别标记水和二氧化碳，然后 进行如图所示的两组光合作用实验（容器中为一 种低等绿色植物——小球藻悬液），将容器置于 光照条件下。 同位素标记法 （1）该研究方法是__________， 18 放射 O 具有________性，在该实验中的 示踪元素 作用是__________。 （2）该实验说明光合作用过程中 释放的氧气中的氧原子来自 18 水 _________，图中O2和 O2的相对 8:9 分子质量之比是__________。
“光合作用”
总结：光合作用反应式：
总结：光合作用反应式：
光能 • CO2+H2O (CH2O)+O2
叶绿体
• 1845年，[德]梅耶（R.Mayer) 根据能量 转化与守恒定律指出：植物进行光合作 用时，把光能转换成化学能储存起来。
进一步的思考：
光能 • CO2+H2O (CH2O)+O2
叶绿体
3．实验设计中如何排除其他因 素对实验结果的影响？
均匀光照、无空气
4．其他问题？
1880,[美] 恩格尔曼（C. Engelmann）
黑暗 无空气 均匀光照、无空气
• 实验结论：
• O2是由叶 绿体释放 出来的
• 叶绿体是 绿色植物 进行光合 作用的场 所
光合作用发现历程及光合作用过程 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
基粒类囊体结构的薄膜
暗反应
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
光合作用发现历程及光合作用过程
一、光合作用发现历程
年代 1771 1779
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
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
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。
2、暗 反 应
▪ 条件： 酶
▪ 场所：叶绿体基质
供氢
▪ 过程：
物
co2+ C5 2c3 酶
酶
2c3
(CH2O)
光合作用的发现历程
光合作用的发现历程光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成为有机化合物和氧气的生物化学过程。
光合作用的发现历程始于17世纪初，经历了一系列研究，最终在20世纪初被完全阐明。
下面将详细介绍光合作用的发现历程。
早在公元木纹时期，人们就观察到植物在阳光照射下会生长，并且得到实验证明光是植物生长所必需的。
然而，直到17世纪初，光合作用的本质还不为人们所知。
1648年，荷兰科学家Jan Baptist van Helmont进行了一项著名的实验，他将一棵柳树幼苗种在一固定重量的土壤中，仅给予水作为营养源。
五年后，他惊讶地发现柳树幼苗的体重增加了164磅，而土壤的重量仅增加了2磅。
这个实验被认为是光合作用观念的先驱，但当时并没有对这一观念展开深入的研究。
1779年，Jan Ingenhousz发表了一篇名为《植物生命的新发现》的论文。
他通过实验证明了在阳光下，植物具有释放氧气的能力。
他发现在光照条件下，植物能够释放氧气，而在无光照条件下则反而释放二氧化碳。
他得出的结论是植物只有在光照条件下才能进行光合作用，并产生氧气。
十九世纪初，法国生物学家Joseph Priestley和瑞士化学家Jean Senebier进一步研究了植物对氧气和二氧化碳的利用。
他们发现植物对光的反应是一种顺序性的反应，即先吸收二氧化碳，然后释放氧气。
这一观察为后来的研究奠定了基础。
到了十九世纪末和二十世纪初，德国生物学家和植物生理学家在光合作用的研究中取得了重大突破。
1883年，薄叶片（F.F.Félix Dujardin研究的一种叶状藻类）被发现可以根据光线的强度来改变它的生长方向。
1905年，德国生物学家Einstein首次提出光合作用与光的物理性质之间的关系。
他认为光合作用是通过光子能量的吸收和转换来实现的。
并通过实验证明了光是光合作用所必需的能量源。
1905年，德国生物学家Wilhelm Pfeffer提出了关于光合作用的另一个重要名词，“光合反应”的概念。
光合作用发展史
1897 年， “光 合作 用” 这个 名称 首次 在教 科书 中出 现。
1941年，美国科学 家鲁宾和卡门采用 同位素标记法研究 了“光合作用中释 放出的氧到底来自 水，还是来自二氧 化碳”这个问题， 这一实验有利地证 明光合作用释放的 氧气来自水。
20世纪40年代，美国科 学家卡尔文用小球藻做 实验：用14C标记的CO2 （其中碳为14C）供小 球藻（一种单细胞的绿 藻）进行光合作用，然 后追踪检测其放射性， 最终探明了二氧化碳中 的碳在光合作用中转化 成有机物中碳的途径， 这一途径被成为卡尔文 循环。
1880年，美国的恩格尔曼发现 叶绿体是进行光合作用的场所， 氧是由叶绿体释放出来的。他 把载有水绵（水绵是多细胞低 等绿色植物，其细而长的带状 叶绿体是螺旋盘绕在细胞内） 和好氧细菌的临时装片放在没 有空气的暗环境里，然后用极 细光束照射水绵通过显微镜观 察发现，好氧细菌向叶绿体被 光照的部位集中：如果上述临 时装片完全暴露在光下，好氧 细菌则分布在叶绿体所有受光 部位的周围。恩格尔曼的实验 证明了氧气是从中叶绿体释放 出来的；叶绿体是绿色植物进 行光合作用的场所。
光合作用发展史
江宸 制作
光合作用,即光能合成作用，是植物、 藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过 光反应和碳反应，利用光合色素，将二氧化 碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放 出氧气（或氢气）的生化过程。同时也有将 光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。 光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和， 是生物界赖以生存的基础，也是地球碳-氧 循环的重要媒介。
1779年，荷兰的英格豪 斯证明：植物体只有绿 叶才可以更新空气，并 且在阳光照射下才成功。 1785年，随着空气组成 成分的发现，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 。 1804年，法国的索叙尔 通过定量研究进一步证 实：二氧化碳和水是植 物生长的原料。
光合作用发现史
2017年
古希腊科学家认为：植 物是由土壤汁构成
1845年,梅耶认为：光合作用 时,植物把光能转换为化学能
17世纪上半叶,海尔蒙特的 柳树实验发现：植物的增重 远大于土壤的减少
1773年,普利斯特里的钟罩 实验证明：植物能改善空气
1864年,萨克斯证明：光合 作用的产物是淀粉
1939年,鲁宾和卡门利用同 位素标记的方法发现光合作 用释放的氧气来自于水
用14C标记的 14CO2,供小 球藻进行光 合作用,然后 追踪检测其 放射性.
卡尔文M.Calvin 14CO2→三碳化合物→糖类
1779年,英格豪斯证明：绿色 植物在光下能改善空气
20世纪40年代,卡尔文利用同位素 标记的方法发现,二氧化碳中的碳 在光合作用中的转化途径.
柳树增加80多千克 土壤减少0.1千克
1864年,德萨克斯Julius von Sachs的实验
酒精 水
先暗处理,再 一半曝光,一
半遮光
1930年,美鲁宾S.Ru和CO2,使它分别成 为H218O和C18O2. 进行两组光合作用的实验： 1、第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O .
C18O2+H2O 光照 O2
2、第二组向同种绿色植物提供H218O和CO2
CO2+H218O 光照 18O2
光合作用释放的O2全部来自于H2O
光合作用发展史
在新能源开发中的应用
生物质能源
利用光合作用将太阳能转 化为生物质能，用于生产 生物质燃料，如生物柴油、 生物燃气等。
生物质发电
利用光合作用产生的生物 质能进行发电，是一种可 再生能源发电方式。
生物质材料
利用光合作用产物中的木 质素和纤维素等，生产生 物质材料，如生物纸、生 物塑料等。
THANKS FOR WATCHING
18世纪植物生理学的兴起
随着18世纪植物生理学的兴起，科学家开始深入研究植物的生长和代谢过程， 光合作用逐渐成为研究的焦点。
科学界的接受
19世纪实验证据的出现
19世纪的一系列实验证明，植物通过光合作用能够将无机物转化为有机物，这一 发现奠定了光合作用的基础。
20世纪的深入研究
进入20世纪，随着生物化学和分子生物学的发展，科学家对光合作用的分子机制 和过程进行了更深入的研究。
在环境保护中的应用
01
02
03
碳汇作用
植物通过光合作用吸收二 氧化碳，降低大气中的二 氧化碳浓度，从而缓解全 球气候变暖。
空气净化
植物通过光合作用合成有 机物的过程中，可以吸收 空气中的有害气体，起到 净化空气的作用。
水土保持
植物根系通过光合作用合 成有机物，可以增加土壤 的有机质含量，改善土壤 结构，保持水土。
环境因素对光合作用效率的影响
光照强度对光合作用效率 的影响
光照强度是影响植物光合作用效率的重要环 境因素。在光照充足的条件下，植物能够进 行充分的光合作用，合成更多的有机物。然 而，当光照强度不足时，植物的光合作用效 率会降低，影响植物的生长和发育。
温度对光合作用效率的影 响
温度也是影响植物光合作用效率的重要环境 因素。在适宜的温度范围内，随着温度的升 高，植物的光合作用效率也会提高。然而， 当温度过高或过低时，植物的光合作用效率
光合作用的历史演变
光合作用的历史演变光合作用是一种生物体利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
它是地球上生物多样性和能量流动的基础，对维持地球生态平衡起着重要作用。
本文将从原始生物开始，逐步探讨光合作用的历史演变。
1. 原始生物的光合作用早在约37亿年前，地球上出现了最早的原始生物。
这些单细胞生物通过光合作用将光能转化为化学能，实现了自身的生存和繁衍。
这一光合作用过程中产生的氧气改变了地球的大气组成，为后续生物进化提供了条件。
2. 古代光合作用生物的出现约20亿年前，由于原始生物长期进行光合作用，地球的氧气含量逐渐增加。
这种大气氧化使得氧气敏感的生物进化出现了新的突破。
蓝藻细菌开始出现，它们具有叶绿素等色素，能够更高效地进行光合作用。
这些古代藻类的出现为后来植物的进化奠定了基础。
3. 植物光合作用的进化约14亿年前，出现了第一个真核光合生物。
这种生物与古代藻类有所不同，它们在细胞内形成了真正的叶绿体结构，并且能够进行更高效的光合作用。
这一进化过程奠定了现代植物光合作用的基础。
4. 光合作用的多样性随着时间的推移，光合作用在地球上的生物中不断演变和多样化。
除了植物，还有一些浮游生物，如浮游藻类等也能通过光合作用获取能量。
此外，一些细菌也可以进行光合作用，称为光合细菌。
光合作用的多样性使得光合生物在各个环境中都能找到自己的生存之道。
5. 光合作用与人类的关系光合作用为人类的生活和发展提供了重要的资源。
植物通过光合作用产生的氧气为地球大气提供了充足的氧气含量，维持了生物圈的平衡。
同时，植物通过光合作用产生的有机物也为人类提供了食物、能源和纤维等资源。
此外，人类通过研究光合作用机制，也能够应用在工业生产和环境保护等领域。
结语光合作用的历史演变展示了生物在地球上追逐光能的过程。
从原始生物到现代植物，光合作用在不断演化和多样化，为地球上的生命创造了繁荣的生态系统。
人类也从中受益，并与光合作用紧密相连。
随着科学技术的发展，我们对光合作用的理解将会深入，为更好地利用和保护光合作用提供指导。
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。
光合作用的发展历程
光合作用的发展历程
1.17世纪，人们开始注意到植物生长与光的作用有关。
例如，英国
化学家普里斯特利（Joseph Priestley）于1765年发现了植物可以通过光合作用将二氧化碳转化为氧气。
2.18世纪的科学进步促进了对人体器官和过程的了解，特别是植物
的绿色物质、光、二氧化碳和水之间的关系。
3.18世纪后期至19世纪，随着新化学体系的建立和新生物学理论
的兴起，对光合作用的研究逐渐深入。
4.19世纪末至20世纪初，光合作用的氧化还原反应机制和光合作
用的能量转换路径开始受到重视。
5.光合作用研究的重大突破：
6.1932年，英国科学家鲁宾斯坦（Martin Lowry）提出了ATP作为
细胞内能量物质的观点。
7.1934年，美国科学家查默斯戈尔德（Melvin Calvin）领导的团队
研究了暗反应的过程，并揭示了卡尔文循环的存在，从而完善了对光合作用基本过程的认识。
8.20世纪末至21世纪初，光合作用的研究继续深入，特别是在光
合作用过程中如何利用光能的问题上取得了新的进展。
光合作用的研究历史
目录
• 光合作用的发现 • 光合作用的机制研究 • 光合作用的生物进化意义 • 光合作用的生态学意义 • 光合作用的应用前景
01 光合作用的发现
早期的观察和猜想
早期人类观察到植物生长需要阳光，并对光合作 用产生初步的猜想。
古希腊哲学家亚里士多德提出植物生长与阳光有 关，认为阳光为植物生长提供了能量。
总结词
光反应阶段是光合作用中光能转换为 化学能的过程，主要发生在叶绿体类 囊体膜上。
详细描述
光反应阶段包括光能的吸收、传递、 转换和水的光解，产生氧气和还原态 的电子供后续的碳反应阶段使用。
碳反应阶段
总结词
碳反应阶段是光合作用中二氧化碳转化 为有机物的过程，主要发生在叶绿体基 质中。
VS
详细描述
碳反应阶段包括二氧化碳的固定、还原和 三碳化合物的还原，最终生成糖类物质， 如葡萄糖。
优化种植结构
通过合理密植、间作套种等种植 方式，优化作物群体结构，提高 光能利用率，从而提高油
利用光合作用合成的生物质能，通过生物发酵技术转化为生物柴 油，作为可再生能源替代化石燃料。
生物氢气
通过光合作用将水分解为氧气和氢气，氢气可作为清洁能源用于燃 料电池等。
生物乙醇
利用光合作用合成的糖类物质，通过发酵转化为生物乙醇，可作为 燃料替代石油。
环境保护和修复
空气净化
土壤修复
通过植物的光合作用，吸收二氧化碳 并释放氧气，有助于减少温室气体排 放，改善空气质量。
利用植物和微生物的光合作用，促进 土壤有机质的合成和积累，改善土壤 质量，修复受损的土壤生态系统。
水体净化
利用植物和微生物的协同作用，通过 光合作用净化水体中的污染物，实现 水资源的保护和修复。
光合作用发现史
光合作用的意义
• 维持大气成分稳定、维持生态平衡。 维持大气成分稳定、维持生态平衡。
•直接或间接地为动物和人类的生存提供了 直接或间接地为动物和人类的生存提供了 食物和能源。 食物和能源。 •光合作用的出现也为地球上生物的进 光合作用的出现也为地球上生物的进 化提供了重要条件。 化提供了重要条件。
1.光合作用的 光合作用的 研究历史
探明了CO 中的碳 探明了CO2中的碳在光合作用 转化成有机物中碳的途径， 成有机物中碳的途径 中转化成有机物中碳的途径， 这一途径称为卡尔文循环 卡尔文循环。 这一途径称为卡尔文循环。
• • • • • • •
光合作用的研究历史 你
1642年 赫尔蒙特实验 年 1771年 普里斯特利实验 年 1779年 英格豪斯实验 年 1785年 发现空气的组成 年 1864年 淀粉生成实验 年 1939年 鲁宾同位素标记实验 年 20世纪 年代 卡尔文循环 世纪40年代 世纪
细菌的光合作 用和化能合成 作用
光合细菌
• • • 紫硫细菌:CO2+2H2S→(CH2O)+2S+H2O 紫硫细菌 氢细菌:CO2+2H2→(CH2O)+H2O 氢细菌 绿色植物:CO2+2H2O→(CH2O)+O2+H2O 绿色植物
• 光合作用通式： 光合作用通式： • CO2+2H2A→(CH2O)+2A+H2O
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
恩格尔曼的巧妙之处
1.选用水绵作实验材料，水绵细胞较大， 1.选用水绵作实验材料，水绵细胞较大， 选用水绵作实验材料 具有细长且呈螺旋状的叶绿体。 具有细长且呈螺旋状的叶绿体。便于观察 2.将临时切片放在黑暗、 2.将临时切片放在黑暗、没有氧气的环境 将临时切片放在黑暗 里，排除了环境中光线和氧气的干扰 3.选用极细的光束作探照， 3.选用极细的光束作探照，并用好氧细菌做 选用极细的光束作探照 检测， 检测，从而可以准确判断出水绵释放氧气的部位 4.进行局部曝光和完全曝光的对比实验， 4.进行局部曝光和完全曝光的对比实验，从 进行局部曝光和完全曝光的对比实验 而进一步证实实验结论
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
光合作用发展史
（1）为什么对叶片先进行暗处理？
（2）为什么让叶片的一片叶遮光 呢？
（3）这个实验现象说明什么问题？
你们能总结一下光合作用的原 料、产物、条件、场所各是什 么吗？
12H2O + 6CO2 光+叶绿素反应 C6H12O6(葡萄糖) + 6O2+ 6H2O
光
谢尼伯通过实验证明植物在光下放出氧气 的同时，还要吸收空气中的二氧化碳
索热尔证明绿色植物在光下同时还要消耗 水
1864年，德国科学家萨克斯做了这样的实 验：他先将植物在暗处放置几个小时，然 后他将叶片的一部分曝光，一部分遮光， 一段时间后他用碘蒸气处理叶片，发现曝 光的叶片呈深蓝色，而遮光的叶片没有颜 色的变化。
柳树增加了74.47kg，而土壤减少了0.06kg， 可以说土壤的质量基本不变。
普利斯特里不满足与水对光合作用的影响，
他对其他物质对光合作用的影响感兴趣， 主要做了2个实验来研究气体对光合作用的 影响。
他将小鼠单独放在密闭的玻璃罩内的时候， 小鼠一段时间后死亡了
在密闭的玻璃罩内再放入一盆植物的时候， 小鼠却能够在相当长的一段时间内存活。
主讲人：
植物中的营养如何而来？
光合作用
Part1-17世纪上半叶 比利时 海尔蒙特
Part2-18世纪 英国科学家 普利斯特利
Part3- 1779年 荷兰科学家 英格豪斯
1782年 瑞士牧师 谢尼伯
1804年 瑞士学者 索热尔
Байду номын сангаас
Part4-1864年 德国科学家 萨克斯
比利时的海尔蒙特，他做了一个简单的柳 树实验。他把一棵称重过的小柳树种在一 桶事先称好重量的土壤中，然后只用水浇 灌而不供给其他物质，为防止灰尘落入影 响实验，他还专门做了桶盖，五年后小柳 树长大了，海尔蒙特把柳树挖出来分别称 了柳树的和土壤的重量
光合作用发展史
光合作用发展史《光合作用的奇妙旅程》嘿，朋友们！今天咱们来聊聊这神奇的光合作用呀！你想想，那小小的叶子，就好像是一个个神奇的工厂，在阳光的照耀下，源源不断地生产出生命所需的东西呢。
很久很久以前，人们可能都没意识到植物还有这么大的本事。
它们就静静地在那里，进行着光合作用，却不被多数人所了解。
后来呀，科学家们开始研究这些绿色的小家伙们。
他们发现，植物通过吸收阳光、二氧化碳和水，就能制造出氧气和有机物。
哇塞，这简直太厉害了！就好像植物有一双神奇的手，把这些东西巧妙地组合在一起。
就说这阳光吧，那可是光合作用的动力源泉。
没有阳光，这个神奇的过程可就没法进行啦。
阳光就像给植物注入了能量，让它们活力满满地开始工作。
二氧化碳呢，就像是原材料，植物把它吸收进来，经过一系列奇妙的变化，就变成了我们需要的东西。
水也很重要呀，它就像个好帮手，和其他东西一起合作，让光合作用顺利进行。
你看，植物们多勤劳呀，它们一直在默默地为我们服务呢。
它们生产的氧气，让我们能够呼吸新鲜的空气，这可真是我们生命的保障呢。
而且呀，光合作用对整个生态系统都有着巨大的影响。
它让植物茁壮成长，为动物们提供了食物和栖息地。
我记得有一次去郊外，看到那一片生机勃勃的绿色，我就想，这里面可都有着光合作用的功劳呀。
那些花草树木，都是在光合作用的帮助下，才长得那么茂盛，那么美丽。
再想想我们的生活，如果没有光合作用，那该是多么糟糕呀。
没有了充足的氧气，我们可能都没法好好呼吸了；没有了丰富的食物，我们的肚子可要挨饿啦。
所以呀，我们要好好感谢这些进行光合作用的植物们。
我们要爱护它们，保护它们的生存环境。
总之呢，光合作用是大自然赋予我们的一份神奇礼物。
它让我们的世界变得更加美好，更加有活力。
让我们一起珍惜这份礼物，和植物们一起，共同创造一个更加美丽的地球家园吧！。
光合作用发展史
1779年，荷兰科学家英格豪斯旳试验
A组 试验原则：
B组
单一变量原则
对照原则
结论：只有在光下植物才干更新空气。
绿色植物释放Ｏ2旳同步还产生了哪些物质？
1864年，萨克斯(Julius von Sach二分之一 曝光二分之 一遮光
3加酒精
并隔水 加热
一昼夜 结论:植物光合作用
光
光合作用旳过程
叶绿素a
氧化旳叶绿素a
e
H20
H+
e H+ NADP+
NADPH ADP+Pi
ATP
2C 3
多
固 定
CO
2
种 还酶
C 5
原
催
化
O 类囊体膜 类囊体腔 2
叶绿体基质
(CH2O)n
光反应
暗反应
（卡尔文循环）
反应部位 条件 物质变化
能量变化 联系 实质
叶绿体基粒类囊体膜上
叶绿体基质中
光，色素，酶
旳产物是（
）
▪ A、 O2 ▪ B、 CO2 ▪ C、 H2O ▪ D、 NADPH和ATP
答案为D
4、下图是利用小球藻进行光合作用时旳试验示 意图，图中A物质和B物质旳相对分子质量比（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8
答案：C
5、将一棵重约0.2kg旳柳树，栽培于肥沃旳土壤 中，两年后连根挖出，称其于重达11 kg，增长旳 这10余公斤，主要起源于（ ）
产生了淀粉
1880年 恩格尔曼旳试验
水绵和好氧 细菌旳装片
隔绝空气 黑暗
用极细光束照射
完全暴露在光下
结论： 氧是由
叶绿体
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光合作用的概念及反应式
释放的氧气来
光合作用的反应式：
源于参加反应 的水
光能
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
叶绿体
光合作用：是绿色植物通过叶绿体，利 用可见光中的光能，把二氧化碳和水合 成为储存能量的糖类（通常指葡萄糖）， 并且释放出氧气的过程。
答案：A
.
7、将一株经过饥饿处理（放在暗处24小时）的植物，先放在有光 但无CO2的环境中，一段时间后，再移到无光但有CO2的环境中，发 现其生成有机物的量如图5-19所示。请分析说明：
(1)AB段由于缺乏CO2，使光合作用 的_________不能进行，因此不能 合成有机物。
(2)BD段无光照，则光合作用的________不能进行，但由于在AB 段植株中积累了一定量的_________，为有机物的产生提供了一 定的物质条件，故BC段可以合成一 定的有机物。 (3)在BC段中，每生成一个葡萄糖分. 子，就要消耗_____分子CO2
.
▪ 1、下列物质中，与光反应无直接关系的物 质是（ ）
▪ A、H20 ▪ B、CO2 ▪ C、ATP ▪ D、叶绿素
答案：B
.
2、在暗反应中，固定CO2的物质是（
）
▪ A、三碳化合物
▪ B、五碳化合物
▪ C、NADPH
▪ D、O2
答案：B
.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、在光合作用过程中，光反应为暗反应提供
的产物是（
）
.
光合作用的研究历史
2000多年前 亚里士多德 (Aristotle)
认为：植物增重来自土壤 即:植物增加的重量=土壤减少的重量
.
1642年，范·赫尔蒙特(J.B. van Helmont)的实验
开始时 ５年后 实验前后数据
柳树的质量 2.3kg 76.7kg
+74.4kg
干土的质量 90.8kg 90.743kg －0.057kg
只浇雨水
五年后
结论：植物增重来自水分
即植物. 增加的重量仅仅来自水分
▪ 赫尔蒙特的实验结论是不正确的。 在他的实验中，他忽视了哪个重 要因素？
.
1771年，英国化学家普里斯特利的实验
结论:植物可改善污浊的空气.
.
许多的科学家在重复普里斯特利的实 验时，有的成功了，有的失败了，有 的甚至得出相反的结论。当时人们还 不知道普里斯特利实验成功的条件是 什么。
鲁宾和卡门实验
研究问题：光合作用产生的Ｏ２来自
？ Ｈ２Ｏ还是ＣＯ２
研究方法：同位素标记法(P65广角镜）
同学们考虑一下，标记哪一种元素？
.
20世纪30年代（美国）鲁宾与卡门实验
结论：光合作用产生的Ｏ２来自Ｈ２Ｏ
C02
1802
C18O2
02
组第 一
H2180
第
H20
二 组
.
20世纪40年代美国科学家卡尔文
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光 光合作用的过程
叶绿素a
氧化的叶绿素a
e
H20
H+
e H+ NADP+
NADPH ADP+Pi
ATP
2C 3
多
固 定
CO
2
种
还酶
原
催
C 5
化
O 类囊体膜 类囊体腔 2
叶绿体基质
(CH2O)n
光反应
.
暗反应
（卡尔文循环）
反应部位 叶绿体基粒类囊体膜上
叶绿体基质中
条件 物质变化
光，色素，酶
（1）水的光解 (2）ATP形成 （3）NADPH形成
把光能转变成贮藏在有机物中的稳定化学能，为生物提供了生存所 需要的能量
.
影响光合作用的因素
1、随绿色植物生长发育的进程而改变（内部因素）
2、随外界环境因素而改变
光照强度 二氧化碳浓度 温度
光合作用速率：是光合作用强度 的指标，常以一定量的叶面积在 单位时间内吸收二氧化碳或释放 氧气的量来表示。
水 无机盐离子（N、P、Mg)
.
1779年，荷兰科学家英格豪斯的实验
A组 实验原则：
B组
单一变量原则
对照原则
结论：只有在光下植. 物才能更新空气。
绿色植物释放Ｏ2的同时还产生了哪些物质？
1864年，萨克斯(Julius von Sachs)的实验
2让一张叶 片一半曝光 一半遮光
1黑暗处理
滴碘液
一昼夜 结论:植物光合作用
产生了淀粉
酶
（1） CO2的固定 （2）C3的还原 （3） 糖类生成、C5的再生
能量变化
光能 → 活跃化学能（ 贮存在 ATP和NADPH中）
活跃化学能 → 稳定化学能（贮 存在(CH2O)中）
联 系 光反应为暗反应提供还原剂和能量(ATP和NADPH)，
暗反应为光反应补充ADP,Pi和NADP
实 质 把无机物转变成有机物，同时把光能转变成化学能储存在
▪ A、 O2 ▪ B、 CO2 ▪ C、 H2O ▪ D、 NADPH和ATP
答案为D
.
4、下图是利用小球藻进行光合作用时的实验示 意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8
答案：C
.
5、将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中， 两年后连根挖出，称其于重达11 kg，增加的这10 余千克，主要来源于（ ）
有机物中
.
光反应与暗反应联系
H2O
ADP、Pi
CO2
光
光反应
ATP
暗反应 有机物
能
NADPH
NADP+
O2
H2O
.
光合作用的意义
意义：
物质转变方面： （1）维持大气成分的基本稳定，有利于生物生存
（维持大气中氧气和二氧化碳含量的基本稳定） （2）把无机物转变成有机物，不仅为植物本身的物质代谢
提供了基础，也为动物和人类的生存提供了食物来源 能量转化方面：
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3加酒精 并隔水 加热
1880年 恩格尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片
隔绝空气 黑暗
用极细光束照射
完全暴露在光下
结论： 氧是由
叶绿体
释放出来的，叶绿体
是光合
作用的场所。
光合作用需要光照 .
1865年光合作用的反应式
▪CO2+H2O→光(CH2O)n+O2
.
光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢， 还是两者兼而有之？ .
A．土壤中的矿质元素 B．土壤中的水 C．大气中的O2 D．大气中的CO2
答案：D
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6、在光合作用实验里，如果所用的水中有0．20％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% C．0.88%
B．0．68% D．0．48%