光合作用【1】光合作用的发现
光合作用和作用
光能转换成电能 再变成活跃的化学能 （ATP、NADPH中）
活跃的化学能变成稳 定的化学能
光反应为暗反应提供NADPH和ATP
联系
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
讨论：光合作用中
1、能量的转中的化学能
有机物中稳定的化学能 2、H的转移： H2O 3、C的转移：CO2 4、当条件改变时，
20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位 素标记实验，如下图所示：
这一实验证实了： 光合作用产生的氧气（产物）全部来自 水（原料），而不是来自CO2 思考：验证CO2是光合作用原料如何设计？ 验证叶绿体是场所如何设计？
二、叶绿体中的色素
叶绿体中的色素
形成和 破坏的原因 光照 温度 Mg2+等 胡萝卜素 类胡萝卜素 叶黄素 （占总量的1/4） 叶绿素a 叶绿素（占总量的3/4） 叶绿素b
C3植物和C4植物光合作用比较
CO2的 CO2固定 CO2固定 受体 后的产物 的场所 C3还原 的场所 ATP和 暗反应 NADPH的 途径 作用对象
C3植物
C5
C3
叶肉细胞 叶肉细胞 的叶绿体 的叶绿体 叶肉细胞 的叶绿体 维管束鞘 维管束鞘 细胞的叶 细胞的叶 绿体 绿体
C3
C3途径
PEP C4植物 C 5
H
C3
C6H12O6
糖类 弱
光照由强
C3、C5含量如何变化？ CO 浓度降低 2
光合作用的实质：
把无机物（CO2和H2O）转变为有机物， 把光能转变为化学能，储存在有机物中
光合作用的意义：
（1）是生物生存所需要有机物的最主要来源。 （2）是生物生存所需能量的根本来源。 （3）保持大气中O2和CO2含量的基本稳定。 ( 4 ) 对生物的进化有直接意义。 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
光合作用(一)光合作用发现历程中的经典实验
N14 N15
中DNA
按半保留复制演绎推理
结果 预期
按全保留复制演绎推理
结果 预期
亲代DNA
15N 15N
15N 15N
在14N环境 中DNA复制 1次
15N 14N
14N 15N
15N 15N
14N 14N
DNA复 制2次
15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 15N
15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N
由于当时的科学界尚未发现空气的成分，所以当 时的人们并不知道植物更新了空气的什么成分。直到 1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在 光下吸收二氧化碳，放出氧气。
经过了100多年的探索，人们才明确植物吸收二
汉
水
丑
氧
化
碳
和水
，
在阳
光
的
照
射下
，
产
生
了
氧
气
。生 侯 伟 作 品
在这一过程中，光能哪去了？
外，其他的化学性质相同，因此只能放在元素周期表
的
同
一
位
置
，
这
就
是
同
位
素
名
称
最
初
的
由
来
。汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
放射性同位素：
原子核能自动放射出看不见的具
有一定穿透能力的射线。用特定
汉
水
丑
生
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
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。
当时人们用下式表示光合作用：绿色植物CO2 + H2O + 光——→O2 + 有机物质+ 能量9、1864 年，法国植物生理学家鲍辛高特根据阿伏伽德罗定律，精密地测定多种陆生植物，发现它们在进行光合作用时，放出的氧气和吸收的二氧化碳体积的比值接近1。
光合作用的原理及应用
学习目标
1.了解光合作用的探究历程；掌握光合作用的概念、过程、 实质、总反应式及意义；理解光反应与暗反应的区别与联 系。
2.通过分析光合作用发现过程中的几个经典实验，培养设计 实验、分析实验的能力；找出影响光合作用的因素。
3．体验科学工作的方法和过程，感受科学发现的艰难，养 成严谨的科学态度，提高科研的兴趣，增强创新意识；通 过 “如何利用光合作用的原理提高作物产量” 的讨论这一 问题，加强对科学、技术、社会的关注。
光合作用的原理及应用
（二）光反应和暗反应的区别与联系
进行部位
光反应阶段 叶绿体囊状结构薄膜上
暗反应阶段 叶绿体基质中
条件
物质 变化
光、色素、酶
不需要光和色素、多种酶
水的光解 H2O光→2[H]+1/2O2 合成ATP ADP+Pi光酶→能ATP
CO2的固定
酶
CO2+C5 →2C3
碳三的还原 2CA3 →T酶P→[HC] H2O+C5
答：为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。
2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
答：为了进行对照。
3．这个实验的说明什么问题？
答：结果证明绿叶在光下制造了淀粉。
光合作用的原理及应用
一、光合作用的发现及研究
3、1880年，美国科学家恩吉尔曼实验
光合作用的原理及应用
极 细 光 束
黑暗中
光照下
为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部
重点难点
重点：分析光合作用探究历程中几个实验的经典之 处；光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系； 影响光合作用强度的环境因素。 难点：光反应、暗反应过程；探究影响光合作用强 度的环境因素。 光合作用的原理及应用
光合作用的发现过程赛教用
探索·发现
探索·发现
叶脉是运输水的结构，请根据这个实验原理，设计实验 证明水是光合作用的原料。(材料可以根据需要自选)
探索·发现
• 教学后记： • 本堂课主要介绍光合作用的发现过程中的 经典实验，从一定程度上反映了科学探索 的一般方法，是培养学生科学素质的好素 材。为此，将这一部分内容安排一课时来 完成。本堂课在设计时希望把科学知识作 为培养学生科学精神和创新思维能力的载 体，从重复古代科学家的经典实验到课堂 上的交流讨论、发现探索，再到实验设计， 为学生搭设一个自主学习、发现探究的 “平台”。
小资料
水绵是常见的淡水藻类， 每条水绵有许多个结构相同 的长筒状细胞连接成的。水 绵很明显的特点是：叶绿体 呈带状，螺旋排列在细胞里。
探索·发现
二、光合作用的概念
光合作用总反应式
光能 6CO2+6H2O 叶绿体 C6H12O6+6O2
探索·发现
一、光合作用的发现过程
8.1941年S.Ruben和M.Kamaen的同位素标记实验
清水
酒精
碘液
实验组
对照组
探索·发现
科学是没有国界的，但科学家 是有国界的，昨日的海尔蒙特、普 里斯特利→今日的你→明日的？
探索·发现
七、布置作业:——课后探究
达标性练习——课后探究
现在请同学们运用实验设计规则，探究一个 真实问题：
小明的妈妈从花鸟市场买回来几棵水草， 让小明放在鱼缸内，说这样水中会有较多 的氧气让鱼儿呼吸。爱动脑筋的小明想让 这几棵水草释放出更多的氧气。你能想办 法让水草释放出更多的氧气吗？你可以设 计实验来证明你的想法吗？请你用图片或 文字来表达自己的实验设计。
探索·发现
课堂练习
《光合作用》高中生物教案
《光合作用》高中生物教案《光合作用》教案1【教学重点】光合作用的发现过程;叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义;植物栽培与合理利用光能的关系。
【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义【课时安排】2课时【教学手段】板图、挂图、多媒体课件、实验【教学过程】第一课时1、引言本节可引入的话题很多，如：①可从全世界面临的一些生态危机，如粮食、化石能源、环境污染等入手;②或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手;③或从一些自然灾害，蝗灾、沙尘暴等入手;④或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用;⑤还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个实验为切入点进入光合作用的学习，其中较易作为切入点的实验有：德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验(学生在初中就做过);德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所，且氧由叶绿体释放出来的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
教师应特别重视光合作用发现这部分内容的教学，因为通过分析科学家对光合作用的研究历程，学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用，从中也可以深切体会到技术的发现和应用，特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用，因此有人说“技术是人类延长了的手臂”。
2、叶绿体及其光合色素用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图，提问复习叶绿体的亚显微结构，教师应适时指出，光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系，这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上;二是在基粒片层的薄膜上，有吸收转化光能的色素，这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。
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。
光合作用需要光照鲁宾和卡门的鲁宾和卡门的结论
光合作用的定义:
光合作用的场所 叶绿体
条件
光照
产物
淀粉、O2（来源于H2O）
原料
ＣO2 H2O
光合作用的反应方程式
光能
CO2+H2O
（CH2O）+O2
叶绿体
光合作用的实质：
把无机物（CO2和H2O）转变为有机物， 把光能转变为化学能，储存在有机物中
二、叶绿体
光合作用
考纲解读：
1、光合作用的概念、反应式。 2、与细胞知识相结合掌握光合作用的场所 以及色素的有关知识。 3、光合作用的过程（光反应和暗反应） 4、Ｃ3和Ｃ4植物的概念及叶片结构的特点。 5、光能的利用率及提高措施
一、光合作用的发现
1771年，英，普里斯特利的实验 ，美，鲁宾和卡门的实验
能量变 化
光能—电能—活跃的化学能 （ATP、NADPH中）
活跃的化学能—— 稳定的化学能
光反应为暗反应提供[H]和ATP
联系
暗反应消耗了光反应的产物,促进光反应的进行
四、光合作用的意义
（1）为生物生存提供了物质来源 （2）为生物生存提供了能量来源 （3）维持了大气中O2和CO2的相 对稳定
( 4 ) 对生物的进化有直接意义。
五、提高 光合作用的速率
光合作用速率的测定方法
【例题】测定植物光合作用的速率，最简单有效 的方法是测定： A.植物体内葡萄糖的生成量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的吸收量 D.植物体内水的消耗量
光合作用的速率与下列因素有关
光照强度
温度有关 二氧化碳浓度 水分的供应 必需矿质元素
请解释夏季的正午植 物的午休现象
——少数处于特殊状态下叶绿素a
光合作用是如何被发现的
光合作用是如何被发现的1.光合作用是如何被发现的比利时科学家范·海尔蒙特曾经做了这样一个实验，在一只木桶里放入称过重量的泥土，然后种上一棵2千克重的柳树，每天只浇一些水，过了5年树长高了。
他把柳树拔出来称了一下，竟有75千克重，再称了一下泥土，不禁大吃一惊，它只减少了几克。
于是范·海尔蒙特认为柳树增加的重量是由水提供的。
其实，他只说对了一半。
后来，大约到了1771年，英国科学家普利斯特莱又做了一个实验。
他在一个大瓶子内点燃一支小蜡烛，然后将瓶口盖住，过了一会儿，蜡烛熄灭了，这时，在瓶内放进一只老鼠，它很快死去。
接着，他又在瓶内放上一棵植物，过了几天，再放进一只老鼠，它却安然无恙，这是怎么回事呢？普利斯特莱认为植物可以把有害的空气变好。
1779年，荷兰医生扬·英根豪斯，上百次地重复普利斯特莱的实验，发现在太阳光照射下，瓶内植物会很快地把周围的空气变好，而在阴暗的地方，瓶内植物却会把好空气变坏，从而发现太阳光是光合作用的动力。
后来，科学家通过测定空气的组成成分，得知“坏空气”中没有氧气，“好空气”中含有氧气。
在普利斯特莱的实验中，蜡烛的燃烧耗尽了瓶内的氧气，老鼠进到没有氧气的瓶内就会很快死去。
放进绿色植物，在阳光下进行光合作用，植物吸收了空气中的二氧化碳，释放出了氧气，这时再放进老鼠，它就可以生存。
植物在呼吸时和动物一样，也是吸进氧气，呼出二氧化碳，在阴暗的地方，呼吸作用强于光合作用，所以氧气减少，二氧化碳增多，老鼠在瓶中也会逐渐死亡。
2.光合作用研究中的分子动态结构学——实验与理论新方法光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它是人类赖以生存的粮食、能源以及生态环境的基础。
太阳光能的接收和利用是由植物、藻类以及光合细菌光合膜中的色素—蛋白复合体完成的，色素—蛋白复合体是自然界经过数十亿年的演化而形成的，具有惊人的高效率。
例如，反应中心实现光—电转换的光量子效率几乎达到100%。
北师大七年级生物上册第5章第1节光合作用第1课时光合作用的发现与探索教案新
第1课时光合作用的发现与探索一、教学目标1.说出绿色植物光合作用发现的过程。
2.通过几个经典实验的图示，培养学生对图示进行分析，归纳的能力，初步领悟科学家研究的方法。
二、教学重难点重点：1、说出光合作用的发现过程；2、解释发现光合作用实验的原理；3、说明光合作用发现的意义。
难点：阐明发现光合作用实验的原理。
三、教学过程（一）导入新课：我们中国有句谚语是“万物生长靠太阳”。
请同学们思考一下：植物靠太阳干什么？( 进行光合作用 )。
这一节我们就来学习光合作用的发现史----从柳苗生长之谜说起。
（二）新授：公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤”。
讲解法：实验一：17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特对这一结论产生置疑，作出了挑战，他设计了课本上第一个实验----柳苗生长之谜。
跨出了光合作用发现历程的第一步。
要提出的问题有：（1）哪位同学能描述该实验的过程？（2）柳树增加的质量是多少？74.5千克。
而土减少的质量是多少？0.057千克分析讨论：（1）柳苗增加的74、5千克从哪儿来的呢？首先，不可能来自泥土，因为减少的0、057千克干泥变不出来74、5千克柳苗来。
而整个实验中施加的只有水。
（2）海尔蒙特的这个实验设计很巧妙：是最早通过实验来解释植物生命现象的学者，而且结论来源于对实验数据的分析。
（3）通过数据分析，你能得出什么结论？使柳苗增重的物质来水。
（4）海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干”重、要“加桶盖”，有何意义？防灰尘落入，严格控制实验条件，体现科学家认真严谨的科学态度。
同学们也要学习科学家的认真严谨的态度。
（5）我们来看看海尔蒙特的结论。
（课件6）（6）柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特的实验结论完全正确吗？（不完全正确，他只考虑土壤中物质对植物生长和影响，没有考虑空气中物质对植物生长的影响）那时他们并没有想到植物能从空气中获得什么。
光合作用(一)光合作用发现史中的经典实验2018
提问4 四条链中，有两条是原来的模板链，称为“母链”，两条新合成的链称为“子链”，你觉得复制后的两个DNA的两条链是怎样的？
？
对ＤＮＡ复制方式的推测
半保留复制
半保留复制
你觉得这两种DNA最大的区别是什么？
注意：层析液不能没及滤液线
（石油醚）
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（ 橙黄色）
叶黄素（黄 色）
胡爷爱币
(1/4)
(3/4)
3、色素的种类
分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色
14C标记的14CO2可以用来研究_____________的过程
同位素的应用：
1、噬菌体是如何侵染大肠杆菌的？
假设一：噬菌体的蛋白质外壳进入细菌，DNA未进入
假设二：噬菌体的DNA进入细菌，蛋白质外壳未进入
假设三：噬菌体的DNA和蛋白质外壳都进入了细菌
2、如何才能知道噬菌体的DNA和蛋白质外壳有没有进入细菌？
放射性同位素示踪法
能不能用H3、C14标记噬菌体？
DNA：C、H、O、N、P
蛋白质：C、H、O、N、S
P32
S35
能不能同时用P32和S35标记噬菌体？
①先标记细菌：在含有放射性同位素32P的培养基中培养细菌。
②再标记噬菌体:用上述细菌培养噬菌体，制备含32P的噬菌体
如何标记噬菌体？
第一组实验：用35S标记的噬菌体（跟踪噬菌体的_____）侵染普通的大肠杆菌，保温一段时间，搅拌，离心，检测沉淀物（大肠杆菌）和上清液的放射性。
光合作用的发现史
光合作用的发现史光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这个过程在植物界中是非常重要的，因为它是植物生长和繁殖的基础。
光合作用的发现史可以追溯到很久以前，下面我们来看看这个过程的发现史。
早在公元前350年，亚里士多德就提出了植物的生长需要阳光的观点。
但是，直到17世纪，人们才开始对光合作用进行研究。
当时，荷兰科学家凡·赫尔莫特（Jan Baptista van Helmont）进行了一项实验，他将一棵小树苗种在一块土壤中，然后每天给它浇水。
在五年的时间里，这棵小树苗长成了一棵高大的树，但是土壤的重量却没有变化。
这个实验表明，植物的生长并不是由土壤提供的物质所决定的，而是由其他因素所决定的。
在18世纪，瑞典科学家卡尔·林奈（Carl Linnaeus）提出了光合作用的概念。
他认为，植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放出氧气。
但是，他并没有对这个过程进行详细的研究。
到了19世纪，德国科学家朱斯图斯·冯·利比希（Julius von Sachs）开始对光合作用进行了深入的研究。
他发现，光合作用只能在光照的条件下进行，而且需要叶绿素的参与。
他还发现，光合作用的产物是葡萄糖和氧气。
20世纪初，美国科学家梅尔文·卡尔文（Melvin Calvin）对光合作用进行了更加深入的研究。
他发现，光合作用的过程中，二氧化碳被还原成葡萄糖的过程是通过一系列复杂的化学反应进行的。
这些反应被称为卡尔文循环，是光合作用的核心。
总的来说，光合作用的发现史经历了几个世纪的探索和研究。
现在，我们已经对这个过程有了深入的了解，这对于我们理解植物的生长和繁殖，以及地球生态系统的平衡都非常重要。
光合作用的发现
植物更新的是空气中的哪种成分呢? 1782年，瑞士科学家森尼别通过实验证明了植物在 光合作用的过程中吸收了CO2，释放出了O2.
1864年,德国科学家萨克斯实验
提出问题 作出假设 设计实验 结果分析
植物光合作用的产物除氧气之外还有什么？ 植物光合作用的产物还有淀粉。 暗处理 漂洗 遮光 光照 脱色 观察
思考并讨论：恩格尔曼的实验有什么巧妙之处？
思考并讨论：恩格尔曼的实验有什么巧妙之处？ 选材。水绵的叶绿体细而长，且螺旋状分布 观察. 便于
思考并讨论：恩格尔曼的实验有什么巧妙之处？
临时装片放在黑暗、没有空气的环境 排除环境中光 线和氧气的影响（排除无关变量的影响）.
思考并讨论：恩格尔曼的实验有什么巧妙之处？
光合作用的反应式:
CO2+ H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+ O2
20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门实验
提出问题 作出假设 设计实验 结果分析
光合作用释放出的氧气是来自于水还是二氧化碳？
光合作用产生的氧气是来自于水(或二氧化碳)。
气体A无放射性, 气体B有放射性，且等体积二者 18 质量比为8：9。 A为O2, B为 O2 光合作用产生的氧气全部来自于水。
提出问题
作出假设 设计实验 结果分析
略
碘处理，观察颜 色变化 植物在光合作用 中产生了淀粉。 细菌集中在被光 束照射到的叶绿 体部位 测放射性或气体质 量比值
得出结论
氧气是由叶绿体 光合作用产生的氧 释放的,叶绿体是 气来自于水 光合作用的场所.
碘液处理
曝光一侧的叶片碘液处理后变成蓝紫色, 遮光一侧的叶片碘液处理后不变蓝紫色。
得出结论
植物在光合作用中产生了淀粉。
高中生物光合作用知识点
高中生物光合作用知识点（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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光合作用教案
光合作用教案一、教材分析《光合作用》是生物必修本第一册第三章第三节的内容，是本章乃至整个高中阶段生物学习的重点。
植物的光合作用是植物重要的生理功能，光合作用的发现历经了科学家们二百多年的探索，渗透着科学研究的思想方法。
本节教材主要讲述了光合作用的发现史、叶绿体中的色素、光合作用的过程以及光合作用的重要意义四方面的内容。
本节教材安排两个课时。
第一课时主要学习光合作用的发现和叶绿体中的色素这两方面的知识。
光合作用的发现是建立在初中光合作用的基础知识上，安排了绿叶在光下制造淀粉的实验的基础上，更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个著名实验。
其中普里斯特利和萨克斯两位科学家的实验由于学生在初中时学习过并且一般掌握良好，故不需用大的篇幅来讲述，但通过另两个实验的学习，不仅能了解光合作用的发现过程，同时能渗透实验的思想，加强学生科学探究的意识以及培养学生实事求是的科学态度和不断探求新知识的精神。
二、教学目标本节课通过学习光合作用的发现史，了解科学实验的基本思路及科学家对真理执着追求的精神；学会通过实验验证真理。
1.知识目标（1）光合作用的发现（知道）（2）叶绿体中的色素（理解）2.能力目标（1）通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。
（2）培养学生知识迁移能力，掌握知识的内涵和外延，培养分析综合能力。
3.情感目标结合光合作用发现史的学习及实验设计与分析，培养学生科学的态度及创新、合作精神，进行热爱科学、献身科学的科学思想教育。
三、教学重点、难点光合作用的发现，是教学重点落实方案：通过探讨经典实验，分析它们精巧的设计思路，然后让学生运用这些设计思想进行实验设计，以加深对经典实验的理解。
四、教学用具多媒体课件（自制）五、教学方法观察、讨论、阅读、讲述六、课时安排2课时七、教学过程第一课时师生一道回顾初中植物学中所学的有关光合作用的知识。
1、光合作用的概念；(略)2、光合作用的条件；（叶绿体、光能）3、光合作用的原料；(CO2、H2O)4、光合作用的产物。
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。
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1880
第一个实验
恩 格 尔 曼 德
结论：光合作用场所是叶绿体
()
1881
第一个实验
恩 格 尔 曼 德
为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 为了排除实验中光和氧对实验结果的影响。
()
1882
第二个实验
恩 格 尔 曼 德
()
红外光
760 700
600 可 见 光
A.Y2的质量大于Y3的质量 B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C.②中水的质量大于④中水的质量 D.试管①的质量大于试管②的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量 × D.试管①的质量大于试管②的质量 √
B.小球藻质量取决于其中有机物质量，生成有机物时，④用的是C18O2 ①用的C16O2， 因为① ④的光照温度一样， ∴① 有 ④机物数量一样多∴④中的有机物更重 D.原来的总质量①=② ，因为① ②的光照温度一样，∴① ②放出的氧气分子数一样 多，放出的氧气质量②>① ∴剩余的质量②<①
中碳的途径，即卡尔文循环。
原料
产物
CO2和H2O (CH2O)和O2
条件 光
场所 叶绿体
光能 CO2 + H2O 叶绿体 (Байду номын сангаасH2O) + O2
20 40
世 CO2中的碳转化成有机物的途径？
纪
年 代 卡 尔 文
美
()
20 40
世
纪 思路：
年 用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然 代 后追踪检测其放射性依次出现在什么物质里，从
卡 尔
而弄明白CO2中的碳转化成有机物的途径。
文
美
()
20 40
世 纪
年 代
卡 尔 文
美 步骤
①通14CO2光下培养
变化
土壤干重 90.8kg
90.7kg
-0.1kg
柳树
2.3kg
76.7kg
+74.4kg
结论： 植物增重主要来自于水，不是土壤。
不足： 没有考虑到植物还能从空气中得到什么。
【训练4】14.[2019全国卷Ⅰ]将一株质量为20g的黄瓜幼苗 栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g， 其增加的质量来自于 A
德
依据：能量守恒定律
1864
植物叶片中的淀粉是光合作用产生的吗？
萨
光照
克
斯
德
暗处理
()
碘蒸汽处理
酒精脱色
植物先进行暗处理几小时，目的是什么? 耗尽叶片中原有淀粉，避免对实验结果造成干扰 酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分? 色素
碘液染色的目的是什么? 检测是否有淀粉产生
该实验是如何遵循对照原则的？ 叶片一半遮光，一半曝光;
结论：绿色植物体只有在光照下才能更新空气 不足：限于当时的科学水平，人们不知道植物如何更新
空气，不知道植物吸收和释放了什么气体。
()
1785年，逐渐明确了空气的组成，人们才明确 绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
1845
光合作用的过程中，光能哪里去了呢？
()
梅
观点：光能转变为化学能，
耶
储存起来。
能量之源
一、光合作用的探究历程 二、捕获光能的色素和结构 三、光合作用的原理 四、光合作用强度的影响因素 五、光合作用与细胞呼吸的联系 六、光合作用原理的应用 七、化能合成作用
一、光合作用的探究历程
1642
植物生长的原料来自哪里？
海 尔 蒙 特 荷
()
1642
海 尔 蒙 特
()
荷
实验前
实验后
A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气
1771
植物是否可以影响空气的成分？
普 利 斯 特 利 英
()
1771
普 利 斯 特 利
英
()
1779
植物更新空气的成分须要何种条件？
英 格 豪 斯 荷
()
1779
植物更新空气的成分须要何种条件？
英 格 豪 斯 荷
1939
鲁 宾 、 卡 门
美
()
1939
必修1P106
鲁
C18O2
A
CO2
B
宾
、
卡
光照射下的
门
小球藻悬液
()
美 H2O
H218O
例.如图为鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验示意
图。图中A物质与B物质相对分子质量的比是____8_:_9___
【训练5】13.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球 藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意 图。一段时间后，以下相关比较错误的是C
美 利用某些同位素具有放射性(如3H )的物理特点，
可以追踪物质的运行和变化规律，这种方法称
()
为同位素标记法。
()
1939
鲁同位素标记法
宾 常用同位素：
、 1H↔3H
卡 门
12C ↔14C 31P ↔ 32P
美 32S ↔ 35S
59Co ↔ 60Co
127I ↔131I
14N ↔ 15N 16O ↔ 18O
500
波 长
400 390
紫外光
/nm
1882
第二个实验 必修1P100
恩 格 尔 曼
德
()
400
450
500
550
600
650
700
波长/nm
结论：
叶绿体主要吸收红光和蓝紫光来进行光合作用，释放氧气。
【训练4】10.将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合培 养在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后， 好氧细菌的分布最可能是 B
A.随机、均匀分布在混合液中 B.集中分布在上下两侧 C.集中分布在中央位置 D.集中分布在溶液的下层
1939
释放的O2中的氧原子来自CO2还是H2O？
鲁 宾 、 卡 门
美
()
RUBIN
KAMEN
1939
鲁同位素标记法
宾 、 卡 门
具有相同质子数，不同中子数(或不同质量 数)同一元素的不同核素互为同位素(如16O和 18O)。同位素的化学性质相同，物理性质不同。
②杀死细胞， 终止光合作用
③提取溶液中的物质，纸层析法分④离鉴定分离到的物质
()
20 40
结果：
世 纪
照光30秒，发现放射性出现在多种化合物中。
如何确定放射性首先出现在哪个化合物中？
年 代 不断缩短光照时间，发现放射性几乎只出现在一种
卡 C3(三碳化合物)中，从而证明最先生成的是C3。 尔
文
()
美 成果：探明了CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物