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文檔簡(jiǎn)介
探究歷程概念過程意義光合作用On
sunny
days
the
oxygenreleased by
aquatic
plantsmay
sometimes
visible
asbubbles
in
the
water.This
plant
is
activelycarrying
on
photosynthesis.一.光合作用的探究歷程海普英梅薩爾利格耶克蒙斯豪斯特特斯利恩格爾曼魯
卡賓
爾和
文卡門實(shí)施者實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象結(jié)論分析海爾蒙特普利斯特利英格豪斯梅耶薩克斯恩格爾曼魯賓和卡門卡爾文一.光合作用的探究歷程①1648年,海爾蒙特
(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:柳樹2.3kg土90.8kg只澆水柳樹76.7kg土90.7kg結(jié)論:
水分是植物建造自身的原料;分析:
忽略了空氣和礦質(zhì)元素的作用。②1771年,普利斯特利(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:結(jié)論:
植物可以更新空氣。分析:可能在無光條件下做此實(shí)驗(yàn);[旁欄思考題]②1771年,
普利斯特利(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:結(jié)論:
植物可以更新空氣。分析:
①未考慮光照的影響;②未設(shè)置空白對(duì)照;③1779年,
英格豪斯(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:結(jié)論:
只有在陽(yáng)光下植物才能更新空氣;只有植物的綠葉才能更新空氣;分析:
沒有闡明植物吸收和
的氣體的本質(zhì)1785年,確定綠葉在光下,放出O2,吸收CO2;。(2)結(jié)論:
根據(jù)能量守恒定律推理,光合作用把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能④1845年,梅耶(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:(3)分析:⑤1864年,薩克斯(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:2.一半一半遮光3.脫色水浴4.碘液染色清水1.饑餓處理結(jié)論:
①光合作用產(chǎn)物有淀粉。(②光合作用需要光照)分析:⑤1864年,薩克斯(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:一半遮光遮光一半水浴
碘蒸氣脫色無顏色變化深藍(lán)色為什么要對(duì)天竺葵進(jìn)行
處理(饑餓處理)?消耗葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(淀粉)為什么要讓葉片一半
,
另一半遮光?進(jìn)行自身對(duì)照為什么要進(jìn)行水浴
脫色?色素易溶于
;
避免葉片顏色的干擾;水浴
碘蒸氣脫色⑤1864年,薩克斯(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:一半遮光遮光(饑餓處理)
一半深藍(lán)色色素易溶于
;避免葉片顏色的干擾;無顏色變化消耗掉葉片中原有的淀粉,
避免干擾;結(jié)論:
①光合作用產(chǎn)物有淀粉。(②光合作用需要光照)分析:
自身對(duì)照⑥1880年,恩格爾曼(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:水綿(帶狀葉綠體)
好氧細(xì)菌極細(xì)光束(2)結(jié)論:
葉綠體是光合作用的場(chǎng)所;
光合作用產(chǎn)生氧氣;⑦1939年,魯賓和卡門(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:的O2來自水(2)結(jié)論:
光合作用(3)分析:
(1)同位素標(biāo)記法(分別標(biāo)記)(2)相互對(duì)照自變量:標(biāo)記物質(zhì)(H218O與C18O2)因變量:O2的放射性?!緦?shí)驗(yàn)方法】同位素標(biāo)記法用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。⑧20世紀(jì)40年代,卡爾文實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象:同位素標(biāo)記法用14C標(biāo)記14CO2,
供小球藻進(jìn)行光合作用,
探明了CO2中的C轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳,稱為卡爾文循環(huán)。結(jié)論:
卡爾文循環(huán)(暗反應(yīng))分析:時(shí)間科學(xué)家結(jié)論或成果1648海爾蒙特水分是植物建造自身的原料;1771普利斯特利植物可以更新空氣;1779英格豪斯綠葉,
有陽(yáng)光是才更新空氣;1845梅耶光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;1864薩克斯光合作用可產(chǎn)生淀粉;1880恩格爾曼葉綠體是光合作用的場(chǎng)所;1939魯賓和卡門產(chǎn)物氧氣中的水來自水;1940S卡爾文卡爾文循環(huán);一.光合作用的探究歷程能量來源:反應(yīng)物:
_產(chǎn)物:實(shí)質(zhì):(1)場(chǎng)所:
葉綠體。光能。和水。有機(jī)物和氧氣。有機(jī)物,能量。(6)反應(yīng)式:CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體根據(jù)上述探究總結(jié)光合作用的概念指綠色植物通過葉綠體,
利用光能,
把
和水轉(zhuǎn)化為
能量的有機(jī)物,
并且
出氧氣的過程?!咀ⅰ竣偎{(lán)藻、光合細(xì)菌也能進(jìn)行光合作用;②CO2來源于呼吸作用和外界;O2可用于呼吸作用和
到外界;二.光合作用的概念1.光合作用的原料是和水,產(chǎn)物是糖類和氧氣,場(chǎng)所是葉2.從人類對(duì)光合作用的探究歷程來看,生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)系很密切。例如,直到1785年,由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成,人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣,吸收的是二氧化碳,這個(gè)事例說明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展密切相關(guān)。又如,魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用
的氧氣來自水,而不是來自
;卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑,都說明在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,相關(guān)學(xué)科的互相促進(jìn),以及技術(shù)
的進(jìn)步對(duì)科學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用CO
+H
O (CH
O)+O2
2
2
2綠體,條件是要有光,還需要多種酶等。光合作用的反應(yīng)式是:光能葉綠體三.光合作用的過程:CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體26CO2.過程:2+12H
OC6H12O6
+
6O2
+6H2O光能葉綠體1.反應(yīng)式:閱讀
,
嘗試回答一下問題:①光合作用每個(gè)階段:條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化②光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間有何聯(lián)系?①場(chǎng)所:類囊體薄膜②條件:光、色素、酶、H2O水的光解:ATP
:H2O(還原劑)[H]
+
O2光能③物質(zhì)變化④能量變化:光能→ATP中活躍的化學(xué)能Ⅰ光反應(yīng)階段:酶+Pi+光能
ATP還原型輔酶Ⅱ(N[H],可H)能量氧化型輔酶Ⅱ(N+)H++e-能量Ⅱ暗反應(yīng)階段③物質(zhì)變化①場(chǎng)所:
葉綠體基質(zhì)②條件:[H]、ATP、酶、CO2④能量變化:ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶3②C3的還原:
2C
+[H](CH
O)+C2
5①CO2的固定:
CO2+C5
2C3酶ATP③ATP分解:ATP酶+Pi+能量供氫酶核酮糖-1,5-二磷酸3-磷酸甘油酸核酮糖-1,5-二磷酸3-磷酸甘油酸Ⅱ暗反應(yīng)階段③物質(zhì)變化①場(chǎng)所:
葉綠體基質(zhì)②條件:[H]、ATP、酶、CO2④能量變化:ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶3②C3的還原:
2C
+[H](CH
O)+C2
5①CO2的固定:
CO2+C5
2C3酶ATP③ATP分解:ATP酶+Pi+能量供氫酶三.光合作用的過程:CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體6CO2
+12H2O6
12
6C
H
O +
6O2
+6H2O光能葉綠體1.反應(yīng)式:過程:光反應(yīng)階段:暗反應(yīng)階段:聯(lián)系:ATP酶+Pi還原(CH2O)2C3多種酶參加催化C5CO2固定O2H2O水在光下分解[H]光反應(yīng)過程(類囊體薄膜)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供
和Pi;暗反應(yīng)過程(葉綠體基質(zhì))葉綠體中的色素光能三.光合作用的過程:CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體6CO2
+12H2O6
12
6C
H
O +
6O2
+6H2O光能葉綠體1.反應(yīng)式:過程:光反應(yīng)階段:(2)暗反應(yīng)階段(3)聯(lián)系:
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供
和Pi;CO2+H2O(CH2O)+
O2光能葉綠體6CO2
+12H2OC6H12O6
+
6O2
+6H2O光能葉綠體標(biāo)明各元素的去向:寫出各種物質(zhì)的名稱或者符號(hào)①葉綠體中的色素②_O2_
③[H]④_A_TP
⑤
2C3⑥_CO2
⑦(CH2O)寫出反應(yīng)過程的名稱Ⅰ:光反應(yīng)Ⅱ:暗反應(yīng)Ⅲ:水的光解
Ⅳ:
CO2的固_
定Ⅴ:_C_3_的還原_。3.說出各反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所【練一練】下圖是光合作用過程圖解,
請(qǐng)分析后回答下列問題:圖中A是
色素,B是
O2,它來自于
水的光解。圖中C是[H],它被傳遞到葉綠體的
基質(zhì)部位,用于還原C3。圖中D是
ATP,在葉綠體中
D所需的能量來自色素吸收
的光能。圖中G是C5
,F(xiàn)是C3
,J是糖類。圖中的H表示光反應(yīng),I表示
暗反應(yīng),H為I提供[H]和ATP。光H2OBACDE+PiFGCO2JHI產(chǎn)物是葡萄糖的光合作用反應(yīng)式(標(biāo)明了各元素的去向)1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)是否一個(gè)在光下進(jìn)行,一個(gè)在暗處進(jìn)行?夜晚植物能進(jìn)行光反應(yīng)、暗反應(yīng)嗎?為什么?短時(shí)間內(nèi)交替:
可進(jìn)行;:
不能進(jìn)行;反應(yīng)條件:光反應(yīng):
有光才進(jìn)行;①有光:
可進(jìn)行暗反應(yīng):②無光:
光照與長(zhǎng)時(shí)期綠色植物葉肉細(xì)胞:光照:
光合作用+呼吸作用:
呼吸作用思考回答:甲:一直光照10分鐘;乙:光照5秒,
5秒,持續(xù)20分鐘;則光合作用制造的有機(jī)物:甲<乙(暗反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng))2.如果給植物提供14CO2,
你能寫出14CO2中14C的轉(zhuǎn)移途徑嗎?下面這個(gè)途徑對(duì)嗎?
如果不對(duì),
錯(cuò)在哪里?(14CH2O)在葉綠體中移動(dòng)14CO2
14C3
14C53.你能說出在光合作用過程中
的方向嗎?
ATP呢?4.光合作用有ATP生成,
呼吸過程中也有ATP生成,
ATP中的能量的用途一樣嗎?C的去路:CO2→C3→
(CH2O)C5
→C3→
C5移動(dòng)方向:ATP:類囊體薄膜→葉綠體基質(zhì):葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜ATP用途:光反應(yīng)產(chǎn)生:
只用于暗反應(yīng)呼吸作用產(chǎn)生:用于各項(xiàng)生命活動(dòng)6.含量變化分析:+PiATP(CH2O)2C3C5CO2H2OO2[H]葉綠體中的色素光能多種酶酶酶固定還原長(zhǎng)時(shí)間:①原理:光照—影響—光反應(yīng)(ATP和[H]的產(chǎn)生)CO
影響2濃度——暗反應(yīng)(C3
)②方法:短時(shí)間:
分析來源和去路平衡移動(dòng)不變不變減少不變減少不變不變減少不變不變減少光照減弱,CO2不變[H]、ATP、、C5減少;
C3增加;1.請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后,其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化?停止
光反應(yīng)光照
停止[H]
↓ATP↓還原受阻C3
↑5(CH2O)CO2C52C3酶[H]
供氫供能ATP來源不變?nèi)ヂ窚p少C
↓
來源減少去路不變不變不變不變減少減少不變減少不變不變減少不變光照不變,CO2減少[H]、ATP、、C5增加;
C3減少;不變不變減少不變不變減少不變減少減少光照不變,CO2減少[H]、ATP、、C5增加;
C3減少;不變不變減少不變不變減少不變減少減少光照不變,CO2減少[H]、ATP、、C5增加;
C3減少;CO2
↓固定停止(CH2O)C3
↓C5
↑CO2C52.請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后,其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化?2C3酶[H]
供氫供能ATP來源減少去路不變來源不變?nèi)ヂ窚p少5.圖表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的C5和C3在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線,請(qǐng)據(jù)圖回答問題:圖中曲線a
表示的化合物是?為什么?C3不能進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生[H]和ATP,還原受阻而C3不能被還原而增多請(qǐng)寫出字母所代表的物質(zhì):由“f”經(jīng)暗反應(yīng)產(chǎn)生“g”,可以分為CO2的固定、兩個(gè)階段。(3)如果同位素3H標(biāo)記參與光合作用的水,并追蹤3H,它最可能的途徑是(用圖中字母表示)6.你對(duì)
上的光合作用的模式圖熟悉了,那如果變化一下,你還能認(rèn)識(shí)它嗎?光能光反應(yīng)暗反應(yīng)gbfcH2O
ade[H]O2有機(jī)物ATP、Pi
CO2C3的還原a→e
→g
。四.光合作用的意義:①完成了最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝:無機(jī)物 有機(jī)物 光能 化學(xué)能②維持大氣中
含量的相對(duì)穩(wěn)定③對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用五.化能作用同化作用異養(yǎng)生物:只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動(dòng)。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。利用外界能量,把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,
來維持自身生命活動(dòng)。自養(yǎng)生物:光合作用化能硝化細(xì)菌2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化細(xì)菌2HNO3+能量CO2+H2O(CH2O)
+O2硝化細(xì)菌硫細(xì)菌:2H2S+O2→2
H2O+S+能量2S+3O2+2H2O→2
H2SO4+能量CO2+H2O
(CH2O)
+O2硫細(xì)菌鐵細(xì)菌:4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O+能量CO2+H2O
鐵細(xì)菌(CH2O)
+O2五.化能②舉例:
硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌③代謝類型:
自養(yǎng)(生產(chǎn)者)【注】硝化細(xì)菌生存條件:NH3和O2;①能量來源:氧化無機(jī)物放出的化學(xué)能農(nóng)業(yè)中松土可使硝化細(xì)菌在O2充足條件下將3
2的NH3轉(zhuǎn)化成NO
-或NO
-,提高肥效?!舅伎肌哭r(nóng)業(yè)中松土為什么能提高肥效?光合作用化能
作用本質(zhì)將CO2和H2O等無機(jī)物
有機(jī)物代謝類型自養(yǎng)(生產(chǎn)者)區(qū)別能量光能氧化無機(jī)物放出的化學(xué)能舉例綠色植物藍(lán)藻光合細(xì)菌硝化細(xì)菌鐵細(xì)菌硫細(xì)菌項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)部位葉綠體基粒囊狀膜上葉綠體基質(zhì)中條件光、色素、酶、水多種酶、CO2、ATP和[H]物質(zhì)變化①水的光解:光
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