4.2光合作用的原理和应用 课件 2022—2023学年高一上学期生物人教版必修1

5.4 光合作用与能量转化 光合作用的原理和过程 光合作用和原理和过程 Part 2 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 CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 2.反应式： 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？ 叶绿体是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ 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。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。 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 1 探索光合作用的原理的部分实验 × O2 初步判断： 氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 探索光合作用-光反应阶段 4 资料2：1937年，英国植物学家希尔（R.Hill)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。溶液颜色由黄色变为浅绿色。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。 1 讨论1：为使离体的叶绿体保持活性，对悬浮液的要求是？ 光照 、铁盐 H2O O2 离体的叶绿体 只有H2O没有CO2 离体的叶绿体悬浮液 O2 等渗溶液、pH 探索光合作用的原理的部分实验 探索光合作用-光反应阶段 5 1937年，英国植物学家希尔发现：在离体叶绿体的悬浮液（含H2O，不含CO2）中加入铁盐（Fe3+）或其他氧化剂，在光照下可释放出O2，溶液颜色由黄色变为浅绿色。 该实验 （能/不能）说明植物光合作用产生的O2中的O全部都来自水。 悬浮液由黄色变为浅绿色，说明叶绿体在光照条件下生成了 ，把Fe3+（黄色）还原成的Fe2+（浅绿色）。 3.希尔的实验 （能/不能）说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应。 资料2 未加入CO2，未直接追踪到O元素的来源。 不能 还原剂（NADPH) 能 悬浮液中有H2O，没有合成糖的必需原料CO2 6 资料2：1937年，英国植物学家希尔（R.Hill)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。 讨论3：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？ 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。 1 讨论4：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？（直接） 探索光合作用的原理的部分实验 同位素标记法 未加入CO2，未直接追踪到O元素的来源。 探索光合作用-光反应阶段 7 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H2O和CO2,使它们分别变成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 1 探索光合作用的原理的部分实验 探索光合作用-光反应阶段 8 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H2O和CO2,使它们分别变成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。 1 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5：分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？相互对照实验？ 探索光合作用的原理的部分实验 假设：给小球藻提供的H2O中，80%为H216O