高中生物：光合作用的过程

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
＊C 3
元素转移
C元素: ＊C O2
＊CH
2O
光合作用光反应与暗反应的比较
项目
部位 条件
光反应 叶绿体基粒囊状膜上
光、色素、酶、水 ①水的光解 ： 2H2O 光 4[H]+O2
积极思维
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。 1954年美国科学家阿龙，用叶绿体加上ADP 和Pi照光后得到ATP
你能总结与光有关的反应吗？
光反应阶段
H2O
O2
[H]
叶绿体中 的色素 酶
光 能
ATP ADP+Pi
取 样 阀
溶液 光合色素
有 机 物 合 成 速 率
进行对照
这个实验的说明什么问题？
证明绿叶在光下制造了淀粉；光合作用需要光。
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。
尝试写出光合作用的 反应方程式
光能
CO2+H2O
还原
光反应
暗反应
C 光照
黑暗
酶等
A
B
D
1.有机物的合成需要哪些条件？ 2.合成是否一定要在光下进行
时间
思考：
产物（CH2O）中C来自反应物中的什么? 怎样研究其形成有机物的过程？ 材料3： 20世纪40年代美国科学家卡尔文实验的 过程，最终探明了碳转化成有机物中碳的过 程，称为卡尔文循环。
碳的同位素
14
C
CO2
光能 叶绿体
材料２： 有多位科学家重复普利斯特利的实验时 发现；他们的实验结果有很多时候与普利斯 特利不同，与植物同时放在密闭钟罩中的蜡 烛熄灭的时间比单独时更快；与植物同时放 在密闭钟罩中的小鼠比单独时存活时间更短。 由此他们认为植物也能使空气变污浊。
思考：实验中他们都忽略了什么？
没有认识到光在其中的关键作用。
练一练
１．光合作用发生的部位是（ Ａ．叶绿素
B
）
Ｂ．叶绿体
Ｃ．类囊体的薄膜
Ｄ．叶绿体的基质
２．光合作用中形成ＡＴＰ的部位是（
D
）
Ａ．叶绿体外膜
Ｃ．叶绿体的基质
Ｂ．叶绿体内膜
Ｄ．类囊体
练一练
３．下列物质中，暗反应阶段所必需的是（ C ） Ａ．叶绿素 Ｂ．ADP Ｃ．ATP Ｄ．O2 4 ．科学家用含有14Ｃ的二氧化碳追踪光合作用中 的碳原子，这种碳原子的转移图径是（ D ） Ａ．二氧化碳 叶绿素 ADP Ｂ．二氧化碳 叶绿体 ATP Ｃ．二氧化碳 乙醇 糖类 Ｄ．二氧化碳 三碳化合物 糖类
1771年普利斯特利实验
一段时间后
一段时间后
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气。
材料１： 1779年，荷兰的英格 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 光下才能成功；植物体只 有在光下才能更新污浊的 空气。 植物更新空气的必要条件是什么？ 思考： 植物更新空气的必要条件是光；
1782年，日内瓦牧师J．Senebier 证明，植物在照光时吸收CO2并 放出O2。
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： 光合作用的产物是
淀粉
不变蓝
思考：
为什么对天竺葵先进行暗处理？
将叶片内原有的淀粉耗尽
为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
14
CO2
CO2+ H2O
( CH2 O)+O2
2C3
[H]
供氢
酶
②
还
供能
① 固 多种酶 定
co2
C5
(CH2O)
ATP ADP+Pi
原
参加催化
酶 [糖类]
暗反应
光合作用的过程
H2 O
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
反 应 物
叶绿体
（CH2O）+O2
场所
产 物
条件
什么是光 合作用呢？

光合作用的概念：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。
O2中的O从何而来？
可提出什 么假设？
希尔反应
叶片捣碎、过滤→叶绿体悬浮液离心→分
离的叶绿体→在光照、无CO2的条件下，放
植物为什么会生长
古希腊亚里士多德认为： 根吸收土壤中的养分 植物增加的重量=土壤减少的重量
海尔蒙特的实验
他将一株2.3kg重的小柳树种在 重90.9kg的干土中，用雨水浇灌 ５年。 小柳树长成重76.7kg，而土壤 只比试验开始时减少57g。
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该试验说明了什么？
结论：
植物生长所需的大 部分物质并非来自 于土壤,而是来自于 水。
练一练
６．下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。 图中Ａ物质和Ｂ物质的相对分子质量的比是（ B ）
A B
Ａ．1:2
Ｂ．8:9
Ｃ．2:1
Ｄ．9:8
体验成功
H2O
方框内应该填什么?
O2
水在光 下裂解
叶绿体中 的色素
[H]
ATP
酶 ADP+Pi
供氢
2C3
酶 供能
光能
多种酶参 加催化
CO2 固定 C5 (CH2O)
出O2
自主设计
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。
20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同 位素标记实验：
结论： 光合作用产生的氧气全部来自水， 而不是来自CO2。
暗反应 叶绿体基质中 多种酶、CO2 ①CO2的固定：
CO2+C5 酶 2C3 物质变化 ②ATP的合成 ： ②C3的还原： 酶 ADP+Pi+能量 ATP 2C3 [ H ] AT P（CH2O） 光 酶 ATP中活跃的化学能→ 光能→ 能量转换 ATP中活跃的化学能 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 联系 为光反应提供ADP和Pi。