1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）
结论：光合作用释放的氧全部来自水。
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 合作用转化成有机物 中的碳的途径，这一 途径称为卡尔文循环。
年代
1771 1779 1845
科学家
普利斯特利 英格豪斯 R.梅耶
结论
植物可以更新空气 只有在光照下植物可以更新空 气 植物在光合作用时把光能转变 成了化学能储存起来
光合作用的场所：
物质上把无机物（CO2和H2O） 转变成以糖类为主的有机物 光合作用的实质 能量上把光能转变成有机 物中稳定的化学能
（二）光照和CO2浓度变化对光合作用物质含 量变化的影响
条件 停止光照 CO2供应不变 突然光照 CO2供应不变 光照不变 停止CO2供应 C3 C5 NADPH ATP (CH2O)合成量
CO2的固定： CO2＋C5
酶
2C3
能量变化： ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能
光反应阶段
进行 部位 条件 2H2O
暗反应阶段
叶绿体基粒囊状结构中 叶绿体基质中 光、色素和酶
光 色素
ATP、 NADPH 、多种酶
CO2的固定： 酶 CO2＋C5 2C3 C3的还原： 2C3 酶 (CH2O) NADPH 、 ATP ADP+Pi C5的再生： 酶 2C3 C5 NADPH 、 ATP ADP+Pi
一、捕获光能的色素和结构
捕 获 光 能 的 色 素
胡萝卜素 类胡萝 （橙黄色） 卜素 叶黄素 (占1/4) （黄色） 叶绿素a 叶绿素 （蓝绿色） (占3/4) 叶绿素b （黄绿色）
滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
种类
类 胡 萝 卜 素
胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a
关 于 色 素
叶 绿 素
（1）NaHCO3溶液的作用：
烧杯中的NaHCO3溶液保证 了容器内CO2浓度的恒定，满足 了绿色植物光合作用的需求。
（2）植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，
是容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水 滴右移的体积即代表光合速率。
加催化
C5
(CH2O)+H2O
暗
光反应和暗反应的比较
光反应 场所
基粒片层膜上 有光 水的光解 ATP的生成
光能 活跃化能
暗反应
基质中 ATP、[H]多种酶 CO2的固定 C3的还原 ATP的水解
活跃化能 稳定化能
条件
物质 变化 能量变化
光合作用的意义
为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质； 为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量； 维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。
叶绿素b
功能：吸收、传递和转化光能 特性： 不溶于水，只溶解于有机溶剂
色素的种类
颜 色
含 量 最 多 较 多 最 少 较 少
溶解 度 较低 最低 最高 较高
扩散 速度 较慢 最慢 最快
吸收光 的颜色
作 用 吸 收 传 递 转 化 光 能
蓝 叶绿素 a 叶绿素（占 绿 总量的 黄 3/4） 叶绿素b 绿 胡萝卜 类胡萝卜素 素 （占总量的 1/4） 叶黄素 橙 黄 黄 色
1864
1880 1939 20世纪40代
萨克斯
恩格尔曼 鲁宾 卡门
绿色叶片光合作用产生淀粉
氧由叶绿体释放出来。叶绿体 是光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水。 光合产物中有机物的碳来自CO2
卡尔文
CO2＋H2O
光能 叶绿体
（CH2O）＋O2
糖类
三、光合作用的意义
（1）为生物生存提供了物质来源 （2）为生物生存提供了能量来源 （3）维持了大气中O2和CO2的相对稳定 ( 4 ) 对生物的进化有直接意义。
对大多数生物，活细胞所需能量 太阳能 。 的最终源头是_______
绿叶中色素的提取和分离
1、提取色素的原理？ 绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水 乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶 中的色素。 2、分离色素的原理？
各种色素在层析液中的溶解度不同， 溶解度大的则在滤纸上扩散的快；反 之，则慢。
2、方法与步骤：
间接作用。
知识拓展
色素与叶片的颜色
正常 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为 3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是 绿色 呈现绿色 叶色 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较 变黄 稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄
叶色 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了 较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素， 变红 而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色
资料一：
叶绿体在光照条件下产生O2。
资料二：在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用 所必需的酶。
结论： 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部
的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子， 还有许多进行光合作用的酶。
光合作用的场所只能是叶绿体吗？ 蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行 光合作用。
二、光合作用的原理和应用
有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果， 所以有人认为植物也能使空气变污浊？
1779年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植 物体只有绿叶才能更新空气。
到1785年，发现了空气的组成，人们才 明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
光 能 化 学 能
储存在什么物质中？
高中生物高考第一轮复习
• 光合作用（第二课时）
光合作用的场所：
（一）光合作用的过程：
类囊体膜（光合膜）：
基 质
类 囊 体 腔
光合作用的过程：
光合作用的过程图解：
光反应总结：
• 场所：叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜
• 条件： 光、色素、酶 • 过程： 用于暗反应
酶 酶
水的光解： 2H2O 色素 + O2+4H +4eNADP++2e-+H+ NADPH的形成：
物质 变化
O2+4H++4e-
NADP++2e+H+ 酶 NADPH ADP+Pi + 能量 酶 ATP
能量变 化
光能转换成电能再变 成ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能变 成稳定的化学能
联系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供NADP+和ADP和 Pi。②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成。 ③光反应是物质和能量的准备阶段，暗反应是物质和能量的完成阶段， 两个过程相辅相成。
叶绿体中色素的含量曲线图：
含 量
叶绿素（镁元素）
类胡萝卜素
0
叶龄
（三）叶绿体中色素的吸收光谱
叶绿体中的色素提取液
蓝紫光、红光 叶绿素主要吸收___________ 蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收________
吸收光能的百分比
二、叶绿体的结构与功能
类囊体
外膜 内膜 基质 基粒
类囊体的薄膜上 捕获光能的色素分布在___________
总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合 作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
恩格尔曼的又一个实验
好氧型细 菌
水绵
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝 紫光用于光合作用放出氧气
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类 本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射 出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出 黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸 收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达 深水层的光线是相对富含短波长的光，所 以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海 水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻 分布于海水深的地方
2、方法与步骤：
2、方法与步骤：
1）色素的提取：
2）色素的分离
易错警示！ 过程
实验中的注意事项及操作目的 操作目的 使滤液中色素含量高 溶解色素
注意事项
(1) 选新鲜绿色的叶片 (2) 研磨时加无水乙醇 提 (3) 加少量SiO 和CaCO 2 3 取 色 (4) 迅速、充分研磨 素
研磨充分和保护色素 防止乙醇挥发，充分 溶解色素 防止乙醇挥发和色素 氧化
光能 叶绿体 绿色植物通过_____，利用_____， CO2和H2O 把_________________ 转化成储存能量的 O2 的过程。 _______ 有机物 ，并释放出_______
光合作用的探究历程（P101－102）
光合作用的具体过 程是如何被人们认 识和发现的？
光合作用的探究历程
盛放滤液的试管管 (5) 口加棉塞
(1 滤纸预先干燥处理 ) (2 滤液细线要直、 分 ) 细、匀 离 色 (3 滤液细线干燥后再 素 ) 画－两次 (4 滤液细线不触及层 ) 析液
使层析液在滤纸上快 速扩散 使分离出的色素带平 整不重叠
积累更多的色素，使 分离出的色素带清晰 分明
防止色素直接溶解到 层析液中
红橙光 蓝紫光
蓝紫光 较快
（二）叶绿素合成的条件
1.光照是影响叶绿素形成的主要条件
2.适宜的温度
3.矿质元素 植物缺乏N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的元素是，就不能 形成叶叶绿素，出现缺绿病。N、Mg都是组成叶绿素 的元素，不可缺少。Fe、Me、Cu、Zn等可能是叶绿素
形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起
德国 梅耶
1864年德国萨克斯实验 （证明绿叶在光下制造淀粉）
黑暗处理 一昼夜 让一张叶片一半 曝光一半遮光 除去叶绿素
酒精 水
滴 加 碘 酒 后 或者用碘蒸气处理这片叶，发 现曝光的一半呈深蓝色，遮光 的一半则没有颜色变化。