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光合作用的原理和应用（1） 4、1779年，荷兰 英格豪斯的实验 一、光合作用的过程 光合作用的过程 光合作用的概述 1.光合作用的概念 * 1、2000多年前亚里士多德(Aristotle) 认为：植物 建造自身的原料是土壤 植物增加的重量=土壤减少的重量 五年后 2、1648年比利时海尔蒙特的实验 柳树增重80kg 土壤只减少0.06kg 结论：植物增重主要来自水分 一段时间后 一段时间后 3、1771年英国普利斯特利实验 普利斯特利实验 结论：植物可以更新空气 实验重复了500多次 结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气 B组 A组 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 一半曝光，一半遮光 在暗处放置几小的叶片 6、1864年萨克斯的实验 暗处理 光照 酒精脱色 结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 碘蒸汽处理 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。 鲁宾和卡门实验 CO2 C18O2 18O2 O2 H218O H2O 绿色植物 （如小球 藻） 结论：光合作用释放的氧气来自水。 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 终探明CO2中的碳在光合 作用中转化成有机物中 的碳的途径，这一途径 称为卡尔文循环。 1961年诺贝 尔化学奖得主 光合作用的原料，产物，场所和条件是什么？你能用一个反应式表示出来吗? 光能 CO2+H2O 叶绿体 （CH2O）+O2 思考 光反应 暗反应 划分依据:反应过程是否需要光能 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP 1.光反应阶段 色素 光 酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O [H] + O2 光能 （还原剂） ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 条件 ： 场所： 物质变化： 能量变化： 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中 [H] CO2 糖类 五碳化合物 C5 氨基酸 脂肪 CO2的固定 三碳化合物 2C3 C3的还原 基质 多种酶 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP [H] CO2 糖类 五碳化合物 C5 氨基酸 脂肪 CO2的固定 三碳化合物 2C3 C3的还原 基质 多种酶 [H] ATP 2.暗反应阶段 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP [H] 、 ADP+Pi 条件： 场所： 物质变化： 能量变化： 叶绿体的基质中 多种酶、 ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能 2C3 (CH2O)+C5 酶 糖类 [H] 、ATP 光反应 暗反应 酶 酶 酶 色素 酶 联 系 能量变化 物质变化 场所 条件 光 暗 反 应 光 反 应 过程 项目 需要光 色素、酶 不需要光 酶 类囊体膜上 基质中 水的光解；ATP的合成 CO2的固定；C3的还原 ATP中活 跃化学能 ATP中活 跃化学能 光能 有机物中稳 定化学能 光反应 为 暗反应 提供 [H ] 和ATP， 暗反应 为 光反应 提供 ADP 和Pi 。 叶绿体中的色素 光反应阶段 暗反应阶段 光能 co2 H2O 水在光下分解 C5 ATP ADP+Pi 酶 供能 [H] 供氢 O2 固 定 还 原 多种酶 参加催化 (CH2O) [氨基酸,脂肪] 酶 正常进行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5、[H] 、ATP含量如何变化？ 若突然停止CO2的供应呢？ [H] ↓ATP↓ C5↓ C3↑ C3 ↓ C5↑[H] ↑ ATP ↑ 2C3 * * *