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课件网) 5.4.2 光合作用与能量转化 二、光合作用的原理和应用 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 类囊体 色素 酶 温故知新 在叶绿体内部类囊体的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子， 在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。 光合作用 绿色植物通过 ，利用 ，将 转 化成 ，并且释放出 的过程。 1.概念： 叶绿体 光能 二氧化碳和水 储存着能量的有机物 氧气 2.反应式： 注：（CH2O）表示糖类， 光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖.(P104) CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 叶绿体是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 探索光合作用原理的部分实验 资料1：19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被 分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通 过光合作用转化成糖。 初步判断： 氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 一、光合作用的原理 资料2：1937年，英国科学家希尔。 希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液 中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。 像这样，离体叶绿体在适当条件下 发生水的光解，产生氧气的化学反 应称作希尔反应。 不能。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接 观察到氧元素的转移。 讨论1. 希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产 生的氧气中的氧元素全部都来自水？ O2 H+ 离体的叶绿体 悬浮液 思考：光合作用生成的O2中的氧元素到底来自H2O还是CO2？如何设计实 验进行探究？ 同位素示踪法 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬 浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，因此，该实验说 明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独 立的反应阶段。 讨论2. 希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 资料3：1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同 位素18O分别标记成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植 物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相 同的情况下，第一组释放的氧气都是O2,第二组释放的都是18O2。 CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2 讨论3. 分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？ 对比实验 相互对照 资料4：1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，当向反应体系供 给ADP、Pi时，会有ATP产生。同样方法处理四只试管，只有1号有 ATP产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 讨论4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 H2O O2 + H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 思考：从该实验，你能得出什么结论？ ATP的合成场所：类囊体；合成条件：需光（酶） 光合作用的过程 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖 类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。光合作用 的过程十分复杂，它包括一系列化学反应，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳 反应）两个阶段。 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 尝试叙述光合作用的光反应过程 1. 光反应阶段 ATP ADP+Pi 酶 O2 NADP++H+ H2O 光解 光反应阶段 类囊体薄膜 NADPH 相关信息 水分解为氧和H+的 ... ...
