研究历程
1779年 荷兰医生 英格豪斯 植物的绿色部分只有在光下才能
起到 “净化”空气的作用
1782年 瑞士 森尼别 发现照光时绿色植物吸收CO2，释放O2
1845年 德国
梅耶
植物进行光合作用时，把光能转
换成化学能储存起来
研究历程
萨克斯的绿叶在光下制造淀粉实验
1864年，德国植 物学家萨克斯做了 “绿叶在光下制造 淀粉”的实验……
三碳化合物 2C3 CO2
基质
CO2的 固定
多种酶
C3的 还原
五碳化合物 C5
氨基酸 糖类 脂肪
2.暗反应阶段
场所： 叶绿体的基质中
条件： 多种酶、 [H] 、ATP
根据你们的实验观察分析：
1.滤纸条上出现了几条不同颜色的色 素带？
2.滤纸条上不同颜色的色素带宽窄是 否相同？
3.滤纸条上不同颜色的色素带排列顺 序怎样？说明什么？
4.画滤液细线时，为什么越细越好？ 5.滤液细线为什么不能触及层析液？
总结归纳
绿叶中 的色素
叶绿素
（占总量3/4）
类胡萝卜素
（占总量1/4）
海尔蒙特由此提出： 构成植物体的原料来自水而不是土壤。
没有考虑到空气是否也能起作用……
一直到18世纪，普利 斯特利通过实验又对海尔 蒙特提出了质疑。
英国化学家——普利斯特利
普利斯特利的小白鼠和蜡烛实验
1.蜡烛易熄灭、小 鼠易窒息而死。
2.蜡烛不容易熄灭
3.小白鼠不易
窒息而死
思考讨论
1.单独在密闭玻璃罩内的蜡烛为什么会熄灭？ 单独生活在玻璃罩内的小鼠为什么会窒息而死？ 蜡烛的燃烧和小鼠的呼吸会使空气变“坏”
德国植物学家萨克斯
研究历程
1880年， 恩格尔曼用水绵 作为实验材料进 行了一个著名的 验证光合作用进 行场所的实验。
美国科学家 恩格尔曼
研究历程
恩吉尔曼的水绵实验
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。水绵最明 显的特点是：叶绿体呈 带状，螺旋排列在细胞 里。
叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
问题思考
四种色素对光的吸收 有什么差别呢？
光紫光 和红光，胡萝卜素 和叶黄素主要吸收 蓝紫光
问题探讨
大棚蔬菜生产中， 往往使用红色或蓝色的 塑料薄膜搭棚，棚内挂 红色或蓝色的灯管。
思考讨论：
1.用这种方法有什么好处？不同颜色的光照 对植物的光合作用会有影响吗？
2.为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色 光源？
问题探讨
1.用这种方法可以提高光合作用强度。因为 叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不 同颜色的光照对植物的光合作用会有影响
2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用 绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。
叶绿体的结构
外膜
内膜 基粒 基质
色素: 位于基粒类囊 体的薄膜上
酶: 位于基粒类囊 体的薄膜上和 基质中
光合作用的概念
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳 和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的 过程。
分析思考：
1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？ 2.能否用化学反应式表示出来？
CO2 + H2O*
光能 叶绿体
(CH2O) + O2*
类囊体膜
问题思考
绿色植物光合作用需要太阳 光能，那么，太阳光能是如何被 绿叶细胞捕获的呢？
在绿叶细胞中，有捕获太阳 光能的色素。
实验探索
绿叶中色素的提取和分离
阅读P.97~98，思考：
1.实验原理是什么？ 2.实验目的是什么？ 3.选用哪些实验器材？ 4.实验方法步骤如何？ 5.实验有哪些注意事项？
分析交流
将临时装片放在黑暗且没有空气的环境中，排除了 环境中光线和氧气的影响，从而确保实验能够正常地进 行。
研究结论 恩格尔曼通过实验证明：
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。
研究历程
鲁宾和卡门的同位素标记法实验
CO2
18O2
光照射下的 C18O2
O2
小球藻悬液
A
H218O
思考：该实验证明了什么？
H2O
酶
[H]
1.光反应阶段
Pi ＋ADP ATP
场所：叶绿体内的类囊体薄膜上
条件 ：光 酶 色素 物质变化： 水的光解：H2O
光能 （还[H原]剂+）O2
ATP的合成：ADP＋Pi ＋能量（光能） 酶 ATP 能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
类囊体膜
H2O
酶
[H]
Pi ＋ADP
ATP
光合作用的科学探究历程
生物化学之父——海尔蒙特
公元前3世纪，古希腊的 亚里士多德提出，植物生长 的土壤是构成植物体的原材 料。这一观点长期被奉为经 典。
直到17世纪上半叶比利时 的海尔蒙特做了一个简单而有 意义的实验，一切才开始改 变……
海尔蒙特的柳树实验
对这一结论 你有什么想法？
海尔蒙特的贡献和局限性
恩吉尔曼的水绵实验
没
有
氧 气 的 黑 暗 环
极 细 的 光 束
境
没 有 氧 气 的 有 光 环 境
为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位的周围？
思考讨论
1.为什么选用水绵做为实验材料？
选用水绵作为实验材料，不仅具有细而长的带状叶 绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和 分析研究。
2.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
高中生物课标教材（人教版）必修1 第5章 第4节
第4节 能量之源——光与光 合作用
学习目标
1、掌握绿叶中色素的种类和作用 2、掌握光合作用以及对它的认识过程 3、掌握光合作用原理的应用 重、难点 1、绿叶中色素的种类和作用关怀 2、光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系 3、影响光合作用强度的环境因素
2.为什么在密闭的玻璃罩内和植物生活在一起的小 白鼠没有死亡？蜡烛没有熄灭？在这个过程中植物 起到了什么作用？
绿色植物能够更新由于蜡烛燃烧或呼吸而变 得“坏”了的空气
普利斯特利的贡献和局限性
普利斯特利指出
植物可 以更新 空气。
但他并不知道
植物更新 了空气的 哪种成分
他也没有发现
光在这个 实验中的 关键作用
B
H2O
光合作用中释放的O2全部来自H2O
归纳小结 光合作用的研究过程
科学家
海尔蒙特 （1648）
普利斯特利 （1771）
萨克斯 （1864） 恩格尔曼 （1880） 鲁宾和卡门 （1938）
实验过程或结果
栽柳树5年
结论
植物增重来自水
钟罩里的小鼠
植物可以净化空气
光照天竺葵 光照水绵 同位素标记
产生淀粉 氧气由叶绿体产生 释放的氧来自水