光合作用的探究历程
5.4.1光合作用的探究历程
1939年 美国鲁宾和卡门的实验
C18O
2
O?
2
CO2
18O
?
2
光下的小球藻
H2O
第一组 第二组
H218O
18O ，来自 水 预测 1 ：第一组为 O ，第二组为 H2O。 ； 得出结论：光合作用释放的氧气来自 2 2 预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2 ；
光合作用的进一步探究：光合作用的过程 1939年，希尔发现: 光下，离体的叶绿体在含有特定氢 受体的条件下，水分解产生氧气。
……
发现年代
科学探究的一般过程
观察发现问题 重复 得出结论 设计实验 验证假设 做出假设
小
结
居里夫人说过： “掌握光合作用的过程，对人
类来说，比得到核能还重要……”
叶绿体 的O2全 是光合 部来自 作用的 H2O（鲁 场所 宾和卡 （恩格 门） 尔曼）
1782年 绿色植 物通过 1779年 植物把 光合作 1771年 植物更 “坏” 用制造 空气作 了淀粉 1648年 新空气 2400 植物可 为原料 （萨克 需要 年前 植物 以更新 (谢尼 斯） ( 空气 植物生 生长 伯） 英格豪 长所需 需要 （普里 物质来 水(海 斯特利) 斯） 自土壤 尔蒙 （亚里 特） 士多德）
光合作用的探究历程
穿越时空
仿佛看见伫立在风中的身影
淄博市淄川第一中学
彭玉霞
探究植物生长所需的物质来自何处？
2400年前，亚里士多德
植物生长的营养来源于土壤
探究植物生长所需的物质来自何处？
1648年 海尔蒙特（比利时）
只浇水
2.3kg
五年后
柳树增重76.7kg
土壤只减少0.1kg
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。
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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
光合作用的探究历程
180
2
02
第 一 组
H2180
H20
第 二 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
光合作用氧气来源的探究（１８３９年）
返回
美国卡尔文
用14C标记14CO2，供小球藻 进行光合作用，探明了 CO2中的C的去向，称为卡 尔文循环。
年代 1664
科学家
海尔蒙特
结论
光 能
德国 梅耶
化 学 能
储存在什 么物质中？
1864年，德国萨克斯实验
黑暗处理 一昼夜 让一张叶片一半 曝光一半遮光
用碘蒸气处理这片叶， 发现曝光的一半呈深 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。
绿叶在光下制造淀粉
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
1864年，萨克斯(德)的实验
一半遮光
一半曝光
Байду номын сангаас
晴天24小时内光合作用情况
光饱和点
光补偿点
环境因素对光合速率的综合影响
光 合 速 率
较高光强度 较低光强度
0
A
B
CO2浓度
环境因素对光合速率的综合影响
CO2的吸收量 CO2的释放量
A（光补偿点）
B（光饱和点）
光强度
若降低环境中CO2浓度，图中A点、B点将会如何移动？
☆光合作用强度小于呼吸作用强度
真光合速率－呼吸速率=净光合速率
☆光合作用与呼吸作用强度相等
☆☆光合作用强度大于呼吸作用强度
☆☆☆光合作用强度小于呼吸作用强度
CO2
吸 收 D
C
净光合速率
黑暗中 呼吸作 用强度
CO2
光合作用的研究历程
光合作用的研究历程
光合作用是生物界中最重要的能量转化过程之一，它使得植物和一些细菌能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。
对光合作用的研究历程可以追溯到18世纪。
在18世纪末，瑞士科学家亨利·德·桑特-伯万提出了光合作用的概念。
他观察到，绿色植物在光照下会释放出氧气，并假设这些植物通过吸收光能将水分解为氢和氧气。
然而，他并没有将光合作用与二氧化碳的转化联系起来。
19世纪，德国植物生理学家朱利叶斯·冯特教授继续研究光合作用，他发现了光合作用的化学反应方程式，并提出了植物中的叶绿素是光合作用的关键物质。
冯特的研究奠定了现代光合作用理论的基础。
20世纪初，美国植物生理学家约翰·麦克尔迪尔和亚瑟·希勒合作进行了一项重要实验，该实验确定了光合作用的光反应和暗反应两个阶段。
麦克尔迪尔和希勒使用了氧气浓度的变化来测量光反应的速率，并发现光合作用是一个光化学过程，产生的氧气来自于水的分解。
随着科技的发展，人们对光合作用的研究也日益深入。
通过利用放
射性同位素示踪技术，科学家们确定了光合作用的具体化学过程，揭示了光合作用的分子机制。
同时，通过基因工程和生物化学技术，科学家们还研究了光合作用调控机制和光合作用相关蛋白质的功能。
如今，对光合作用的研究已经涵盖了从分子水平到生态系统水平的多个层面。
科学家们致力于深入理解光合作用的基本原理，开发新型的光合作用模型和技术，以应对日益严重的能源和环境问题。
光合作用的研究不仅在农业和生物能源领域具有重要意义，也为其他科学领域的发展提供了重要的基础。
高中生物光合作用的探究历程和过程课件
1779年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在 阳光照射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新空气。
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。
光
化
能 德国 学 梅耶 能
储存在什 么物质中？
反响物、条件、 场所、生成物
CO2＋H2O
光能 叶绿体
O2
〔CH2O〕＋
糖类
【例1】以下图表示萨克斯的实验，在叶片光照24 小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果没有
锡箔覆盖的局部呈蓝色。本实验说明(C )
①光合作用需要CO2 ②光合作用需要光 ③光 合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧 ⑤光合 作用制造淀粉
因此，无有机物生成。
(2)bc段在提供了CO2之后，由于 ab段已积累了大量 的 [H]和ATP ，所以有机物 能够快速合成。
(3)cd光段反在响无光无照法条进件行下，，又由由于于光a合b段作所用积过累程的中物的质被 逐渐用完 的原因，使有机物生成量逐渐下降至零。
环境条件改变时 C3、C5含量变化的分析
【例5】 .以下有关叶绿体及光合作用的表达，
正确的选项是( )
D
A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例 保持不变
C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主 要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和 CO2后，可完成暗反响
【例6】科学工作者从植物细胞中提取叶绿体，放入含有 ADP、磷酸盐以及含[H]的载体等物质的溶液中，并在其 他条件都适宜的情况下，进行光合作用的有关实验。根 据实验结果绘成右以下图，请根据曲线各段特点答复： (1)用ab过段程由中于的缺乏暗C反O响2，不使能光进合行作。
光合作用的探究历程
光合作用的探究历程：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。
1779年，荷兰科学家英格豪斯证明植物只有在光下才能更新空气。
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是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶指出，植物通过光合作用把光能转化为化学能。
1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物中还有淀粉。
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法探究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同位素标记法探明了光合作用产物中的碳来自反应物中的二氧化碳(卡尔文循环)。
光合作用的探究历程：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。
1779年，荷兰科学家英格豪斯证明植物只有在光下才能更新空气。
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是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶指出，植物通过光合作用把光能转化为化学能。
1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物中还有淀粉。
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法探究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同位素标记法探明了光合作用产物中的碳来自反应物中的二氧化碳(卡尔文循环)。
光合作用的探究历程：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。
1779年，荷兰科学家英格豪斯证明植物只有在光下才能更新空气。
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是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶指出，植物通过光合作用把光能转化为化学能。
1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物中还有淀粉。
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法探究证明光合作用释放的氧气来自水。
光合作用的探究历程
2C3 + [H]
酶 ATP
(CH2O) + C5
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H 2O 光 B F CO2 G J I
A
C
D
E+Pi
H
水 色素 Ｏ2 ①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。 基质 [H] ②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用 暗反应用作还原剂，还原C 于____________________ 3。 色素吸收 的光能 ATP ③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______ C3化合物 糖类 ④图中G________,F是__________,J是_____________ C5化合物 光反应 [H]和ATP ⑤图中的H表示_______， H为I提供__________
能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
类囊体膜
H2O
O2
[H]
酶
Pi ＋ADP
ATP
2、暗反应阶段
CO2的 固定 CO2
2C3
叶绿体基质 多种酶
C 3的 还原
卡尔文循环
C5 （CH2O)
【小结】
条件： 场所： [H] 、ATP、酶 叶绿体的基质中 CO2的固定：CO2＋C5
酶
物质变化：
2C3 (CH2O)
光能利用率
光合作用效率
1、控制光照强度 2、适当补充CO2 3、适宜的温度 4、矿质元素（ 合理施肥） 5、水（ 合理灌溉）
(四)、化能合成作用
1、化能合成作用：
少数菌类利用体外环境中某些无机物氧化 时释放的能量来制造有机物。
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
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用是地球上一种至关重要的生物化学过程，它能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气。
这个过程对维持大气中的氧气含量、提供养分和能量来源以及维持生物多样性都起着举足轻重的作用。
本文将探究光合作用的历程，从其起源、重要发现到深入研究等方面进行论述。
1. 光合作用的起源光合作用最早起源于约35亿年前的地球上的原始生物，这些生物利用光能进行自养生长。
起初，光合作用并不完善，只能在无氧环境下进行，产生的氧气无法排出。
然而，随着地球大气中氧气含量的逐渐增加，光合作用也得以持续发展和改进。
2. 光合作用的重要发现光合作用的重要性在18世纪和19世纪得以逐渐揭示。
著名的科学家约瑟夫·普里斯特利发现植物在光照下能够产生氧气，并可以将二氧化碳转化为有机物。
这项发现被认为是现代光合作用研究的开端。
随后，众多科学家如詹姆斯·伊恩·希尔、罗宾·海尔、鲁道夫·马格努斯等陆续对光合作用的化学过程以及相关的生物分子机制进行了进一步研究和发现，为后续的光合作用研究打下了坚实的基础。
3. 光合作用的深入研究随着科技的不断进步，对光合作用的研究也得到了显著推进。
通过光合作用相关蛋白复合体的结晶、酶的解析以及光合膜的结构分析，科学家们逐渐揭示了光合作用的分子机制和能量转换过程。
光合作用的核心是叶绿素分子的光合反应中心，它能够吸收太阳能并将其转化为化学能，进而催化二氧化碳的还原和水的氧化反应。
光合作用还涉及到一系列辅助色素和蛋白质分子，它们协同工作保证了光能的高效利用。
4. 光合作用在生态系统中的作用光合作用不仅在维持植物的生长和发育中起着核心作用，也在整个生态系统的运作中发挥着关键作用。
通过将二氧化碳转化为有机物，光合作用为其他生物提供了养分来源。
同时，光合作用还能够释放出氧气，维持大气中的氧气含量，为动物呼吸提供必需的氧气。
光合作用还通过能量的流动和化学能的储存，维持了生物圈中的能量平衡，维持了生物多样性和生态系统的稳定性。
5.4 光合作用的探究历程
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==小学201X-2018学年度第一学期新教育实验工作计划小学201X-2018学年度第一学期新教育实验工作计划一、实验理念：以新教育“过一种幸福完整的教育生活”“过一种有滋有味的教育生活”的理念为指导，并将这一理念融入学校各项教育教学工作中去。
结合情境教育，加强新教育儿童课程的开发和推进，努力丰富学生的智力背景；将构筑理想课堂的核心落实在生态课堂和情境课堂，进一步改变课堂生态，提升课堂教学的有效性；通过班级文化的营造，读书活动的开展，良好习惯的养成，全人课程的确立，生命故事的叙述，从而达到师生共同成长的目的。
以精致的学校管理、高效的课堂教学、多样的教育活动促进学生生命灵动、健康地成长，最大限度地彰显学校的三大特色品牌──新教育、生态课堂、情境教育。
二、实验板块：1.儿童课程实践研究⑴晨诵：全校中低年级每周两天晨诵20分钟，要充分利用好校本教材《蝴蝶飞》、《浪花朵朵》、《向着明亮那方》、《仰望天空的颜色》，特别是中高年段，各班级晨诵内容要相对统一，提倡榜样老师根据自身及班级实际，灵活确定晨诵时间及内容。
⑵低段读写绘：一、二年级每班每周一节绘本课，完成1幅读写绘；中高年级每周一节阅读指导课，学生完成1篇，一二年级隔月进行一次绘本教学与阅读教学研讨，隔月举行一次“优秀读写绘作业本”评比展示活动。
优秀作品班级要展示、张贴，推荐发表于校刊、校报等刊物。
⑶全校大阅读：继续做好全校学生的漂流阅读，多形式地开展阅读推广活动，鼓励语文老师开展有特色的班级阅读课程。
（4）书法特色课程：做到“每日一练，每周一贴，每月一评，每年一集。
” “每日一练”：每天午饭后（11:40─12:00），是全校学生的习字时间。
“每周一贴”：每周在学生完成基础的《习字册》练习之上，借助午间习字和写字课时间临写一份硬笔书法“帖子”，“帖子”由学校青年书法家冯宗兵亲自书写、印发。
光合作用的探究历程
总反应式：
光能
CO2 + H2O 叶绿体
（CH2O）+ O2
3、光合作用的过程
2H2O
O2
可见光
光解
吸收 色素分子
酶
4[H]
ATP
酶
ADP+Pi
2C3
还原
多种酶
固定 CO2 C5
C6H12O6+H2O
光反应
暗反应
光能、酶
6CO2+12H2O 叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2
原子转移？夜幕一降临，光合作用即停止？
同时证明：光合作用的进行需要光照条件 实验变量：有无光照
3、1880年，美国科学家恩格尔曼曼实验
水绵：丝状绿藻，淡水生活，细胞长筒状，
材料： 只有一个带极状叶绿体，螺旋排列在细胞中。
好氧细菌：进行有氧呼吸，对氧敏感,
细
光 束
黑暗中
光照下
现象：好氧细菌集中在叶绿体的受光部位。
为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位的周围？
（一）：
C18O2
（二）：
O2
CO2
18O2
H2O
H218O
绿藻
绿藻
你找到答案了吗？……
光合作用释放的O2全部来自于参与反应的H2O
5、20世纪40年代美国科学家卡尔文实验
最终探明：
CO2中的碳在光合作用中转化成有机 物中碳的途径，即卡尔文循环
通过对以上四个实验的分析，你能对光 合作用下一个定义了吗？……
（2）曲线a表示的化合物是__C_3__，在CO2浓度降低时，其 量迅速下降的原因是：_固__定__过__程_减__慢__，___C_3_形__成__量__减__少___； ____而__C_3_还__原__过__程__仍__在__进__行___。
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。
光合作用的探究历程
推测：植物将光能转变成化学能储存 化学能储存在什么物质中呢？
光合作用的探究历程
淀粉
碘处理
光合作用的探究历程——1864年 萨克斯实验
光照
叶部分遮光 自身对照
暗处理
酒精脱色
结论：光合作 用的产物除了 氧气还有淀粉。
部来自水。
H218O
光合作用：H2O + CO2 光 O2+ CH20
叶绿体
【典型例题】
下图是利用小球藻进行光合作用实验示意图。图中A物质和B物质 的相对分子质量的比是（ B ）
A．1：2 B．8：9 C．2：l D．9：8
光合作用的探究历程——20世纪40年代 卡尔文实验
用14C标记14CO2，供小球藻进行 光合作用，探明了CO2中的C的 去向。
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
A组
B组
变量：植物
结论：植物能够 更新因燃烧和呼 吸而变污浊的空 气。
光合作用：H2O + 气体植→物 其他气体
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
人们重复普里斯特利的实验时，有的成功了，有些却得 到相反的结果，认为植物也能使空气变污浊，同一个实验 为什么会得出两种截然不同的结论呢？
【典型例题】
（2013海南卷）某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑 暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照 光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有 的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部 位是（ B ）
光合作用探究历程
光合作用探究历程在我们生活的这个世界里，植物是非常神奇的存在。
它们通过一种叫做光合作用的过程，将阳光、二氧化碳和水转化为有机物和氧气，为地球上几乎所有的生命提供了能量和物质基础。
那么，人类是如何逐步揭开光合作用这个神秘过程的面纱呢？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关系。
然而，当时的人们对这一现象并没有深入的理解。
直到 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土壤的木桶中，只给柳树浇灌雨水。
五年后，柳树的重量增加了很多，而土壤的重量几乎没有变化。
这一实验让人们开始认识到，植物的生长不仅仅依赖于土壤，可能还有其他重要的因素。
1771 年，英国的普利斯特利发现，将点燃的蜡烛和小鼠分别放在密闭的玻璃罩内，蜡烛会很快熄灭，小鼠会很快死去。
但是，如果在密闭的玻璃罩内同时放置植物和点燃的蜡烛或小鼠，蜡烛可以持续燃烧，小鼠也能正常存活。
这个实验初步证明了植物可以更新空气。
然而，当时人们并不清楚植物是如何更新空气的。
直到 1779 年，荷兰的英格豪斯做了 500 多次植物更新空气的实验，发现只有在有光的条件下，植物才能更新空气。
这一发现使得人们对于光合作用与光的关系有了更明确的认识。
1845 年，德国科学家梅耶根据能量守恒定律指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。
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。
然后，他把叶片的一部分遮光，另一部分曝光。
一段时间后，他用碘蒸气处理叶片，发现遮光的部分没有变蓝，而曝光的部分变蓝了。
这个实验证明了光合作用能够产生淀粉，而且淀粉是在叶绿体中产生的。
进入 20 世纪，科学家们对于光合作用的研究更加深入。
1939 年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究。
他们用氧的同位素 18O 分别标记 H₂O 和 CO₂，使它们分别成为 H₂ 18O 和 C18O₂，然后进行两组光合作用实验。
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。
《光合作用的探究历程》PPT课件 人教版
CO2和H2O 有机物和O2 光能→化学能
③梅耶根据能量转化与 守恒定律指出
④普利斯特利的实验
⑤萨克斯的实验
各实验按时间先后排序：④②③⑤①
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。
3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。
5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了?
光合作用的探究历程
一、回顾光合作用的概念
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。
条件、利用 转化的能量
产物
原料 产物
概念阐述了光合作用哪几方面的内容？
上述各点分别是通过哪些科学家的实验得以 证明？
二、光合作用的探究历程
1、光合作用的探究历程
（2）实验步骤： ①将天竺葵暗处理48h。目的是 __使__天__竺__葵_叶__片__内__的__淀_粉__消__耗__完__。 ②把黑纸片用回形针夹在绿色部位上，然后把植
株放在阳光下照射4h～6h。 ③剪下此叶片，用打孔器分别在A黑__纸__片_遮__光__绿__色 部位、B_照__光__绿_色__部位和C_照_光__白__色_部位各取一 个叶圆片（如图所示）。 ④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中，
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C18O
2
O2
CO2
18O
2
H 2O
第一组 第二组
H218O
结论：光合作用释放的氧气来自水
六、1948年美国的科学家卡尔文 （M.Calvin）等人的实验
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。
卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置
5年后
76.7kg 89.9kg
实验前后的差值 +74.43kg －0.1kg
结论：植物生长所需要的养料 主要来自水,而不是土壤。
直到18世纪中期：人们一直认为只 有土壤中的水分是植物建造自身 的原料。
二、1771年英国的科学家普利斯特利
结论：
植物可以 更新污浊 的空气。
普利斯特利（J.Pristly）通过植物和动物 之间进行气体交换的实验，第一次成功 地应用化学方法研究植物的生长。 乙 甲
提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧 化碳还是水？
1、需要标记什么元素？ 18O2、H218O C 2、怎样设计对比实验？
C18O2+H2O CO2+H218O
C18O2
?
CO2
?
H 2O
第一组 第二组
H218O
预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O； 预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2； 预测3：两组既有18O2、也有O2，来自两者。
光合作用
原料2 CO2
动力
场所
淀粉究历程
问题：植物生长所需的物质来自何处？
亚里士多德 (Aristotle)
观点：植物体由“土壤汁”构成，即植 物生长发育所需的物质完全来自土壤。
一、1627年比利时科学家海尔蒙特
五年后
开始 柳树的质量 2. 27kg 干土的质量 90kg
这一过程中，光能哪里去了？
• 1845年，德国科学家梅耶根据能量转 化与守恒定律，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。
四、1864年德国的植物学家萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法进行实验
萨克斯， J.von Sachs (1832～ 1897)
叶部分遮光
暗处理
滴加碘液
光照
这个实验得出什么结论？
结论：植物在光下产生了淀粉
1880年，美国科学家恩格尔曼的水绵实验
实验证明：氧是由叶绿体释放出来的。
1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光 合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。
五、1939年美国的科学家鲁宾 （S.Ruben）和卡门（M.Kamen）利 用同位素标记法进行了探究实验。
同位素标记法
放射性同位素可用于追踪物质的运 行和变化规律。用放射性同位素标记 的化合物，化学性质不会改变。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。 这种方法叫做同位素标记法。
三、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的 实验，又有何新发现？
植物体只有在光 下才能更新污浊 的空气。
甲
乙
英格豪斯知道植物更新了空气中的什 么成分吗？为什么？
不知道，受到当时化学发展水平的限制， 人们尚不知道植物吸收和释放的究竟是什 么气体。
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。