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1、,光与光合作用(二),光合作用的原理和应用,教 学 目 标,1.光合作用的发现以及探究历史2.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系（高频考点）,一、光合作用的概念和探究历程：,1、概念：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。,光合作用的实质：,合成有机物，储存能量,2、光合作用的探究历程,请以小组为单位讨论回答教学案关于光合作用探究历程的相关问题。自学提示：1、了解各实验的科研背景。2、总结各实验得出了什么结论？以及当时各实验的不足？,讨 论,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。,问题：植物生长所需的物质
2、来自何处？,亚里士多德(Aristotle),一、1648年海尔蒙特栽培柳树实验,结论：植物增重主要来自水分,问题讨论与质疑：,（1）你认为他的结论正确吗？（2）你认为海尔蒙特的实验设计存在什么问题？,二、1771年普利斯特利的实验,结论：绿色植物可以更新空气,重复普利斯特利的实验有时成功，有时失败，可能的原因是什么？,实验过程：,实验不足：,三、1779年荷兰的科学家英格豪斯,结论：只有在阳光照射下，植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。,甲,乙,（2） 英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗？为什么？,问题讨论：,（1）他在实验中控制的单一变量是什么？,1785年，由于发现了空气的组成成分，
3、人们才明确绿叶在光下吸收了CO2，释放了O2。,1845年，德国科学家梅耶，根据能量转化和守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。,（3）在这一过程中，光能哪里去了？,光能转化为化学能储存在什么物质中？,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 (18321897),1.暗处理,2.叶部分遮光,3.光照,4.滴加碘液,问题讨论：,为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜？叶片部分遮光，部分曝光，目的是什么？这个实验得出什么结论？,结论：植物在光下产生了淀粉,实验过程,实验优点,光合作用在哪里进行？,没有氧气的黑暗环境,没
4、有氧气的有光环境,极细的光束,五、1880年，恩格尔曼的实验：100页,实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,提出问题：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？2、如何作出假设？3、怎样设计分组对照实验？4、预测实验结果有几种情况？5、得出什么结论？,问题讨论：,六、美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,预测1：若第一组为O2，第二组为18O2，则全部来自H2O预测2：若第一组为18O2 ，第二组为O2 ，则全部来自CO2预测3：若两组既有18O2、也有O2，则来自两者。,第一组,第二组,绿色植物,（如小球 藻）,结论：光合作用释放的氧
5、气全部来自水,第一组,第二组,实验过程,实验分析,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,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在光合作用中转化成有机物中C的途径，这一途径称为卡尔文循环。,二、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,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光反应阶段,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所：,条件：,物质变化,能量变化,进入叶绿体基质，参与
6、暗反应,供暗反应使用,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,叶绿体基质多种酶,糖类,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H 、ATP、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质多种酶,糖类,H,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,（不需光）酶、H、ATP,叶绿体类囊体膜,叶绿体基质中,水的光解； ATP的生成,CO2的固定； C3的还原,ATP中活 跃化学能,光能,ATP中活 跃化学能,有机物中稳定化学能,
7、光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光反应,H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,ATP的合成 ：,暗反应,总结：,产物和原料的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的转移途径：,碳的转移途径：,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,（CH2O）,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,谢谢指导,