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终探明CO2中的碳在光合 作用中转化成有机物中
1961年诺贝 的碳的途径，这一途径 尔化学奖得主 称为卡尔文循环。
§4 能量之源——光与光合作用
20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)
用14C标记的CO2供小球藻实验， 追踪检测其放射性。探明CO2中的C
的转移途径。 卡尔文循环：CO2 → C3 → (CH2O)
2、1648年比利时海尔蒙特的实验 五年后
柳树增重80kg 土壤只减少0.06kg
结论：植物增重主要来自水分
3、1771年英国普利斯特利实验
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
4、1779年，荷兰 英格豪斯的实验
A组 B组
结论：只有在实光验照重下复只了有5绿0叶0多才次可以更新空气
第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源——光与光合作用
叶绿体的结构
类囊体
基质
外膜 内膜 基粒
捕获光能的色素分布在_类__囊_体__的__薄_膜__上
1、问题：植物生长所需的物质来自何处？
2000多年前 亚里士多德 (Aristotle)
认为：构成植物 体的原料是土壤 植物增加的重量=土壤减少的重量
不变蓝
1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)的实验：
没
没
有
有
氧
极
氧
气 的
束
细 的
光
气 的
黑
有
暗
光
环
环
境
境
§4 能量之源——光与光合作用
7、光合作用的原料有水和二氧化碳， 那么，光合作用释放的氧气到底是 来自二氧化碳还是来自水呢？
随着技术的进步，人们发现了放射性 同位素，利用放射性同位素做示踪原 子，为解决氧气是来自水还是二氧化 碳提供了技术手段。1939年，美国的 科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法, 用18O做示踪原子，对光合作用的产物 氧气中氧的来源进行了探究。
化能合成作用
化能自养生物
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来 制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
所需的能量来源不同（光能、化学能）
七、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
1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
应 用
CO2
C
吸
收
阳生植物 阴生植物
§4 能量之源——光与光合作用
20世纪30年代 鲁宾和卡门的同位素标记法实验
CO2
18O2
光照射下的 C18O2
O2
小球藻悬液
A
H218O
B
该实验证明了什么？ H2O
光合作用中释放的O2全部来自H2O
光合作用产生的有机 物又是怎样合成的呢？
20世纪40年代，美国科
学家卡尔文利用放射性 同位素14C标记的14CO2做 实验研究这一问题。最
0 CO2 A
B
释
放
光照强度
应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
阳生植物 > 阴生植物
应用：间作时作物种类的搭配
（1）光照强度
真正（实际）光合速率＝表观（净）光合速率＋呼吸速率。
CO2
吸
C
真
收
0
CO2
释 放
A
B
净 光 合 作 用 量 细胞呼吸产生的CO2量
正
（
实
际
）
光
合
作 用
光照强度
量
在A点含义：光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放的CO2 量为呼吸速率。
水的光解
用于暗反应C3的还原
有机物分解 与O2结合生成水
ADP+Pi+光能 用于C3的还原，转换成 ATP 有机物中稳定的化学能
有机物分解 释放的能量
用于各种需能的 生命活动
思考：
整个光合作用过程中的物质 变化和 能量变化分别是什么？ 光合作用的实质：合成有机物，储存能量。
转变
物质变化：无机物 有机物
转变
能量变化：光能
糖类等有机物中的
化学能
六、光合作用的意义:
化能合成作用
自养生物
光能自养生物
以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成 糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量
。例如绿色植物。
异养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生 命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
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？
1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水
2.动力： 4.产光物：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。
你能用一个化学反应式表示出来吗?
如何变化？
停止 光照
光反应
[H] ↓
还原
C3 ↑
停止
ATP↓
受阻
C5 ↓
请分析光下的植物突然停止CO2的供 应后，其体内的C5化合物和C3化合物
的含量如何变化？
CO2 ↓
固定 停止
C3 ↓ C5 ↑
光反应阶段与暗反应阶段的比较
囊状结构的薄膜上
叶绿体的基质中
需光、色素和酶
水的光解：H2O 光 [H]+O2 光
ADP+Pi 酶 ATP
不需光、色素;需多种酶
CO2的固定：CO2+C5 2C3
C3的还原：2C3
[H]，ATP 酶
（CH2O）
酶
ATP
ADP+Pi
光能转变为ATP中活泼 的化学能
ATP中活泼的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能
§4 能量之源——光与光合作用
场所: 类囊体薄膜
叶绿体基质
光合作用与细胞呼吸过程中【H]和ATP 的来源、去路的比较
1785年，发现了空气的组成， 科学家在明确绿叶在光下放出的 气体是氧气，吸收的是二氧化碳
5、 1845年，德国的科学家梅耶 指出：植物光合作用时，把光能转 换成化成化学能储存起来。
依据：能量转换和守恒定律
1864年,德国植物学家萨克斯实验
பைடு நூலகம்变蓝
结论：1.光合作用的产物是淀粉 2.光合作用需要光
全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应 两个阶段
一、光合作用的过程
光反应 暗反应
划分依据:反应过程是否需要光能
光合作用的过程
O2
水在光下分解
2c3
色素
供氢
[H] 酶
还
固 基质中多种 定
co2
ATP供能 原 酶参加催化 C5
酶
ADP+Pi
(CH2O)+H2O [蛋白质,脂肪]
光反应阶段
暗反应阶段
请分析光下的植物突然停止光照后， 其体内的C5化合物和C3化合物的含量
三、光合作用总反应式：
CO2 + H2 * O
光能 叶绿体
（CH2O)+ * O2
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
哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分 为几个阶段？
1961年诺贝 的碳的途径，这一途径 尔化学奖得主 称为卡尔文循环。
§4 能量之源——光与光合作用
20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)
用14C标记的CO2供小球藻实验， 追踪检测其放射性。探明CO2中的C
的转移途径。 卡尔文循环：CO2 → C3 → (CH2O)
2、1648年比利时海尔蒙特的实验 五年后
柳树增重80kg 土壤只减少0.06kg
结论：植物增重主要来自水分
3、1771年英国普利斯特利实验
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
4、1779年，荷兰 英格豪斯的实验
A组 B组
结论：只有在实光验照重下复只了有5绿0叶0多才次可以更新空气
第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源——光与光合作用
叶绿体的结构
类囊体
基质
外膜 内膜 基粒
捕获光能的色素分布在_类__囊_体__的__薄_膜__上
1、问题：植物生长所需的物质来自何处？
2000多年前 亚里士多德 (Aristotle)
认为：构成植物 体的原料是土壤 植物增加的重量=土壤减少的重量
不变蓝
1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)的实验：
没
没
有
有
氧
极
氧
气 的
束
细 的
光
气 的
黑
有
暗
光
环
环
境
境
§4 能量之源——光与光合作用
7、光合作用的原料有水和二氧化碳， 那么，光合作用释放的氧气到底是 来自二氧化碳还是来自水呢？
随着技术的进步，人们发现了放射性 同位素，利用放射性同位素做示踪原 子，为解决氧气是来自水还是二氧化 碳提供了技术手段。1939年，美国的 科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法, 用18O做示踪原子，对光合作用的产物 氧气中氧的来源进行了探究。
化能合成作用
化能自养生物
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来 制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
所需的能量来源不同（光能、化学能）
七、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
1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
应 用
CO2
C
吸
收
阳生植物 阴生植物
§4 能量之源——光与光合作用
20世纪30年代 鲁宾和卡门的同位素标记法实验
CO2
18O2
光照射下的 C18O2
O2
小球藻悬液
A
H218O
B
该实验证明了什么？ H2O
光合作用中释放的O2全部来自H2O
光合作用产生的有机 物又是怎样合成的呢？
20世纪40年代，美国科
学家卡尔文利用放射性 同位素14C标记的14CO2做 实验研究这一问题。最
0 CO2 A
B
释
放
光照强度
应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
阳生植物 > 阴生植物
应用：间作时作物种类的搭配
（1）光照强度
真正（实际）光合速率＝表观（净）光合速率＋呼吸速率。
CO2
吸
C
真
收
0
CO2
释 放
A
B
净 光 合 作 用 量 细胞呼吸产生的CO2量
正
（
实
际
）
光
合
作 用
光照强度
量
在A点含义：光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放的CO2 量为呼吸速率。
水的光解
用于暗反应C3的还原
有机物分解 与O2结合生成水
ADP+Pi+光能 用于C3的还原，转换成 ATP 有机物中稳定的化学能
有机物分解 释放的能量
用于各种需能的 生命活动
思考：
整个光合作用过程中的物质 变化和 能量变化分别是什么？ 光合作用的实质：合成有机物，储存能量。
转变
物质变化：无机物 有机物
转变
能量变化：光能
糖类等有机物中的
化学能
六、光合作用的意义:
化能合成作用
自养生物
光能自养生物
以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成 糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量
。例如绿色植物。
异养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生 命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
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？
1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水
2.动力： 4.产光物：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。
你能用一个化学反应式表示出来吗?
如何变化？
停止 光照
光反应
[H] ↓
还原
C3 ↑
停止
ATP↓
受阻
C5 ↓
请分析光下的植物突然停止CO2的供 应后，其体内的C5化合物和C3化合物
的含量如何变化？
CO2 ↓
固定 停止
C3 ↓ C5 ↑
光反应阶段与暗反应阶段的比较
囊状结构的薄膜上
叶绿体的基质中
需光、色素和酶
水的光解：H2O 光 [H]+O2 光
ADP+Pi 酶 ATP
不需光、色素;需多种酶
CO2的固定：CO2+C5 2C3
C3的还原：2C3
[H]，ATP 酶
（CH2O）
酶
ATP
ADP+Pi
光能转变为ATP中活泼 的化学能
ATP中活泼的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能
§4 能量之源——光与光合作用
场所: 类囊体薄膜
叶绿体基质
光合作用与细胞呼吸过程中【H]和ATP 的来源、去路的比较
1785年，发现了空气的组成， 科学家在明确绿叶在光下放出的 气体是氧气，吸收的是二氧化碳
5、 1845年，德国的科学家梅耶 指出：植物光合作用时，把光能转 换成化成化学能储存起来。
依据：能量转换和守恒定律
1864年,德国植物学家萨克斯实验
பைடு நூலகம்变蓝
结论：1.光合作用的产物是淀粉 2.光合作用需要光
全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应 两个阶段
一、光合作用的过程
光反应 暗反应
划分依据:反应过程是否需要光能
光合作用的过程
O2
水在光下分解
2c3
色素
供氢
[H] 酶
还
固 基质中多种 定
co2
ATP供能 原 酶参加催化 C5
酶
ADP+Pi
(CH2O)+H2O [蛋白质,脂肪]
光反应阶段
暗反应阶段
请分析光下的植物突然停止光照后， 其体内的C5化合物和C3化合物的含量
三、光合作用总反应式：
CO2 + H2 * O
光能 叶绿体
（CH2O)+ * O2
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
哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分 为几个阶段？