恩 吉 尔 曼 实 验
为什么要将排临除时环装境片中放光没和有氧空的气影的响黑暗环境中？
鲁宾和卡门实验
CO2
18O2
C18O2
绿色植物
（如小球 藻）
H218O
O2 H2O
光合作用的发现历史事件
1771年： 英国普里斯特利实验: 结论植物可以更新空气。
1864年: 德国萨克斯实验 证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
能量变化:
光能
酶
→
ATP、NADPH中活跃
的化学能
光反应过程
NADPH
两个光系统的分工：
光系统Ⅱ ：
2H2O 光解 4H+ + 4e- + O2
酶
ADP + Pi + 能量
ATP
ATP和NADPH
是碳反应中
将CO2还原 为糖的能源
物质
光系统Ⅰ： H+ + 2e- + NADP+ 酶 NADPH
光
C．重复题干中的步骤③、④。 D．重复改正后的题干中的步骤⑤。
四、光合作用的过程
光反应 场所： 类囊体膜 (光系统Ⅰ、光系统Ⅱ)
条件： 光、酶、色素
酶
a：ADP + Pi + 能量
ATP
碳反应
物质变化： b：2H2O 光解 4H+ + 4e- + O2 c：H+ + 2e- + NADP+ 酶 NADPH
NADPH和能量ATP、NADPH
a： ATP
ADP + Pi + 能量
总方程式：
6CO2+ 12H2O*
C6H12O6+6H2O+6O2*
三、光合作用的场所——叶绿体 一）、叶绿体的结构和功能
色素
酶
类囊体(光合膜)
外膜
内膜
基质
基粒
二）、叶绿体的色素 1、种类
(橙黄色) (黄色)
(含镁有机分子)
(蓝绿色) (黄绿色)
思考：叶绿素为什么呈绿色？
可见光谱
紫 靛 蓝 绿 黄 橙
3全部的胡萝卜素、叶黄素、叶绿素b、 大部分叶绿素a
b、转化光能 少数特殊状态的叶绿素a
例题：为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需 的原料”，某同学制订了下列实验方案： 该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。 （1）实验目的（略）（2）实验材料和用具（略） （3）实验方法和步骤 ① 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽 绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。 ② 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片 内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 ③ 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时， 使其充分进行光合作用。 ④ 取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热， 使叶绿素溶于酒精中。 ⑤ 将已脱绿的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用碘 －碘化钾溶液,检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现
一、光合作用的发现 二、光合作用的概念和总方程式
三、光合作用的场所 四、光合作用的过程 五、光合作用的意义 六、影响光合作用的因素
一、光合作用的发现
82.5Kg
水分是建造植物体的唯一原料
土壤 99.9 Kg
2.5Kg
土壤 100Kg
5年 这说明了什么？
(1) (3)
(2)
1771年，英国科学家 普利斯特利的实验 植物可以更新因蜡烛 燃烧或小白鼠呼吸而 变得污浊的空气。
3．这个实验的说明什么问题？
答：结果证明绿叶在光下制造了淀粉。
光合作用的场所究 竟在什么地方呢？
早在100多年前美国科学家恩吉尔 曼就以水绵和好氧细菌为实验材 料，很好地解答了这个问题！
• 水绵是常见的淡水藻类 • 每条水绵由许多个结构相同的
长筒状细胞连接而成。 • 水绵很明显的特点是：叶绿体
呈带状，螺旋排列在细胞里。
答案： （1）实验步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的， 应改为绿色安全灯。 （2）实验步骤⑤的“葡萄糖”是错误的，应改为淀 粉 （3）未设对照。对照的做法是：
A．装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一 种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用 一杯清水代替NaOH溶液。
B．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉 叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。
光
PSⅡ
PSⅠ
NADPH + H+
H2O
1/2O2+2H+
NADP+
e的运动情况：H2O→PSⅡ→PSⅠ→NADPH
碳反应/暗反应（卡尔文循环）：
• 卡尔文是怎样揭示出卡尔文循环的？
卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球 藻悬浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照预先设 定的时间长度向装置中注入14C标记的二氧化碳， 在每个时间长度结束时，杀死小球藻，使酶反应终 止，提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现当 把光照时间缩短为几分之一秒时，3-磷酸甘油酸 (C3)占全部放射性的90％，这就证明了3-磷酸甘油 酸(C3)是光合作用中由二氧化碳转化的第一个产物。 在5秒钟的光合作用后，卡尔文找到了含有放射性 的C3、C5和C6。
1864年德国科学家萨克斯（J.Von Sashs）利用碘液 检验淀粉的方法研究光合作用产物。
强光下照射
黑暗中放置24h
1864年,德国科学家萨克斯(J.von Sachs)
1．为什么对天竺葵先进行暗处理？ 答：为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。
2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 答：为了进行对照。
1880年: 德国恩吉尔曼实验： 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。
20世纪 美国鲁宾和卡门实验 30年代： 证明光合作用释放的氧全部来自水.
二、光合作用的概念和总方程式
• 概念：
光合作用是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，并且释放出氧的过程。
红
不同种色素的作用是否相同呢？
2、吸收光谱
实验表明：叶绿素a和b在蓝紫光和红光部分 都有很高的吸收峰，而几乎不吸收绿光。
(橙黄色) 吸收蓝紫光 (黄色)
(蓝绿色) 吸收红光、蓝紫光 (黄绿色)
再做恩吉尔曼实验
由于叶绿体中的色素主要吸收红光 与蓝紫光，几乎不吸收绿光。所以好
氧细菌集中在红光区和蓝紫光区。
在实验中，卡尔文发现在光照下
C3和C5很快达到饱和并保持稳定。但 当把灯关掉后，C3的浓度急速升高， 同时C5的浓度急速降低。如果在光照 下突然中断二氧化碳的供应，则C5就 积累起来，C3就消失。
碳反应的过程
卡 尔 文 循 环 示 意 图
五碳糖
3 3
6
5 1
场所： 叶绿体基质
条件： 多种酶，光反应阶段提供的还原剂