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第4节 能量之源——光与光合作用 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理和应用 光合作用的原理和应用 光合作用的定义 光合作用的探究历程 光合作用的过程 光合作用原理的应用 化能合成作用 光合作用原理的应用 探究:环境因素对光合作用强度的影响 增加农作物产量的措施之一 化能合成作用 自养生物 异养生物 自养生物与异养生物的本质区别 化能合成作用 光合作用与化能合成作用的比较 自养生物的类型 参考案例: 探究光照强弱对光合作用强度的影响 ⑴实验材料的选择及处理: 同种生长旺盛的绿叶 打孔器 小圆形叶片30片 让叶片内部气体逸出(方法) 放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用 大小相同,避开大的叶脉 叶绿体是进行光合作用的完整单位 光合色素 位于基粒上 含光合酶 位于基粒上 和基质中 1、含有的成分看: 2、结构上看: 叶绿体内部有许多基粒,每个基粒中有许多个类囊体 极大地扩展了受光面积 光合作用的定义 光合作用是指 通过 ,利用 ,把 和 转化成 ,并且释放出 的过程。 绿色植物 叶绿体 光能 二氧化碳 水 储存着能量的有机物 氧气 结论:植物的物质积累不是来自于土壤,而是完全来源于水。 开始时 5年后 实验前后的差值 柳树的质量 2.3kg 76.7kg 干土的质量 90.8kg 90.7kg +74.4kg -0.1 kg 17世纪比利时 海尔蒙特 柳苗栽培实验 直到18世纪中期,人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料,而没有考虑植物能否从空气中得到什么。 普利斯特利(英)实验 1771 结论:绿色植物可以更新空气 普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。 ①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。 ②植物体只有绿叶才能更新空气。 2、英格豪斯实验(1779年) 此时,人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。 1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳 提出问题: 光能哪里去了? 1845年,德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出:植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。 提出问题: 光能转换成化学能,贮存于什么物质中呢? 即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中,还产生了什么物质呢? 一半曝光,一半遮光 在暗处放置几小的叶片 萨克斯(德)实验 1864 暗处理 光照 碘蒸汽处理 目的:消耗掉叶片中的营养物质 结论:光合作用的产物除氧气外还有淀粉 酒精脱色 光合作用的原料有水和二氧化碳,光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。 提出问题: 随着技术的进步,人们对同位素有了更多了解,这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。 同位素标记法 可用于追踪物质的运行和变化规律 用同位素标记的化合物,化学性质不会改变 同位素标记法: 科学家通过追踪 的化合物,可以弄清 的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。 同位素标记 化学反应 光合作用释放的O2到底是来自H2O ,还是CO2呢? CO2 C18O2 H2O 光照下的 球藻悬液 H218O O2 18O2 1939年 鲁宾 、卡门 同位素标记法研究 氧的同位素:18O 结论:光合作用释放的氧气来自水。 返回 光合作用氧气来源的探究(1839年) 提出问题: 光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢? 研究方法: 同位素标记法 碳的同位素:14C 美国科学家卡尔文实验: 实验材料: 小球藻(一种单细胞的绿藻) 用14CO2供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 卡尔文循环 卡尔文循环 光合作用产生的有机物中的碳来自 . 卡尔文 194 年 光合作用释放的氧气是来自 . 鲁宾和卡门 1939年 绿叶通过光合作用 产生 . 萨克斯 1864年 光合作用把 转化 成 . 梅耶 1845年 只有在 只有 才可以更新空气 英格豪斯 1779年 植物可以 . 普利斯特利 1771年 结 论 科学家 年 代 更新空气 光照下 绿叶 光能 化学能 淀粉 水 CO2 20世纪40年代 1880年恩格尔曼:光合作用 的场所
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