光合作用探究實(shí)驗(yàn)

第4節(jié)能量之源——光與光合作用必修1分子與細(xì)胞第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用教學(xué)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)問題探討教學(xué)過程知識結(jié)構(gòu)課后習(xí)題教學(xué)參考

第二節(jié)能量之源光合作用必修1分子與細(xì)胞第4章光合作用與細(xì)胞呼吸當(dāng)前第1頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）光合作用的探究歷程。2.教學(xué)難點(diǎn)（1）光合作用的探究歷程。當(dāng)前第2頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)

光合作用的探究過程

早在兩千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推測得出結(jié)論：“植物的物質(zhì)積累來源于土壤”。人們受其影響，認(rèn)為植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。真是這樣的嗎?當(dāng)前第3頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)亞里士多德的結(jié)論實(shí)際上只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)上的推測，并沒有進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。今天，老師在課堂上引入六個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，與同學(xué)們一起體驗(yàn)光合作用發(fā)現(xiàn)的艱辛過程！當(dāng)前第4頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)七個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)1648范.海爾蒙特（比利時(shí)）實(shí)驗(yàn)1771普利斯特萊（英國）實(shí)驗(yàn)1779揚(yáng).英根豪斯（荷蘭）實(shí)驗(yàn)1864薩克斯（德國）實(shí)驗(yàn)1880恩吉爾曼（德國）實(shí)驗(yàn)1939魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)1948卡爾文（美國）實(shí)驗(yàn)當(dāng)前第5頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)1648年,比利時(shí)科學(xué)家

范.海爾蒙特柳樹（2.3千克）五年前土壤（90.8千克）五年后76.7千克90.743千克+74.4kg-0.057kg當(dāng)前第6頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)真的只需要水就能長大嗎？海爾蒙特的結(jié)論：建造植物體的原料是水分!沒有考慮到植物能從空氣中得到什么!當(dāng)前第7頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)植物的生長與空氣的關(guān)系

1771年,最先用實(shí)驗(yàn)方法證明綠色植物從空氣中吸收養(yǎng)分的是英國著名的科學(xué)家普利斯特萊。

當(dāng)前第8頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)1771普利斯特萊（英國）實(shí)驗(yàn)

植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁的空氣.當(dāng)前第9頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)人們重復(fù)普利斯特萊實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)控制的條件不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就不會(huì)相同。有的學(xué)者在黑暗條件下重復(fù)普里斯特利的實(shí)驗(yàn)，植物不僅不能進(jìn)行光合作用，還會(huì)因?yàn)楹粑饔卯a(chǎn)生二氧化碳，更嚴(yán)重地污染了空氣。當(dāng)前第10頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)1779英根豪斯（荷蘭）實(shí)驗(yàn)當(dāng)前第11頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功結(jié)論1：植物體只有綠葉才能更新空氣。結(jié)論2：1779年英根豪斯設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)當(dāng)前第12頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)

他依據(jù)什么這么說呢?光能哪里去了?

1845年,德國植物學(xué)家梅耶指出:光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來了.當(dāng)前第13頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)光能儲(chǔ)存在哪里了呢?1864年薩克斯的實(shí)驗(yàn)當(dāng)前第14頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)驗(yàn)證綠葉在光下合成淀粉當(dāng)前第15頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)1864年,薩克斯結(jié)論：綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,光是光合作用的必需條件。實(shí)驗(yàn)過程：黑暗處理

一半曝光一半遮光碘蒸氣處理天竺葵葉片呈深藍(lán)色不變色結(jié)果：當(dāng)前第16頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)討論：1、實(shí)驗(yàn)前為什么要對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行黑暗處理？2、實(shí)驗(yàn)選用的葉片，一部分被遮光，一部分不遮光，這兩部分在實(shí)驗(yàn)中各有什么作用？3、你怎樣解釋在酒精溶液的綠葉脫色而使酒精溶液變綠的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？4、用碘液染色后的葉片顏色發(fā)生怎樣的變化，這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明什么？是為了使天竺葵葉片中原有的淀粉運(yùn)走耗盡。

遮蓋一部分葉片的原因是設(shè)置對照：看光是否是綠色植物制造有機(jī)物的必要條件。（有光時(shí)，有淀粉的產(chǎn)生；無光時(shí)，無淀粉的產(chǎn)生。）溶解葉綠素,使葉片脫色而使酒精溶液變綠。用碘液染色后，葉片不遮光部分變成藍(lán)色，葉片遮光部分不變顏色。說明光是植物光合作用合成淀粉的必需條件。（淀粉的特性：淀粉遇碘變藍(lán)色。）當(dāng)前第17頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)

極細(xì)光束黑暗中光照下1880年，恩格爾曼當(dāng)前第18頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)

①絲狀綠藻與好氧細(xì)菌放在沒有空氣且黑暗的環(huán)境中，用極細(xì)光束照射絲狀綠藻

②完全曝光

①好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射的部位

②好氧細(xì)菌集中在葉綠體的所有部位。

⑴葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所;

⑵氧是由葉綠體釋放出來的。

⑶光合作用需要在光下進(jìn)行步驟

結(jié)果結(jié)論當(dāng)前第19頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)思考：恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處？①選用水綿作實(shí)驗(yàn)材料，它不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。②將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行（水滴中容有CO2，水綿的光合作用可以進(jìn)行）③選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確的判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。④進(jìn)行黑暗（局部光照）和曝光的對照實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)的結(jié)果完全是由光照引起的。當(dāng)前第20頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)光合作用釋放的氧氣來自哪里?光合作用的原料有水和二氧化碳,那氧氣是來自水呢還是來自二氧化碳?當(dāng)前第21頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)1939年,魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法當(dāng)前第22頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)當(dāng)前第23頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)綠藻綠藻H218OH2O

C18O2

CO2H2OH218O

O218O2（一）（二）光合作用釋放的氧全部來自水。結(jié)論:當(dāng)前第24頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)總結(jié)原料條件/場所產(chǎn)物海爾蒙特英根豪斯光淀粉（CH2O）普利斯特萊更新空氣H2O魯賓和卡門恩吉爾曼薩克斯O2葉綠體O2來自于H2O當(dāng)前第25頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)葉綠體光CO2+H2O*(CH2O)+O2*總反應(yīng)式：當(dāng)前第26頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)

什么是光合作用呢？光合作用是指：

綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程.當(dāng)前第27頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)思考回顧：1：葉綠體中為什么能進(jìn)行光合作用？2：是否只有在葉綠體中才能進(jìn)行光合作用？酶、色素否，如藍(lán)藻當(dāng)前第28頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)基質(zhì)外膜類囊體基粒內(nèi)膜（酶、色素）（酶、DNA、RNA、核糖體）12345葉綠體結(jié)構(gòu)當(dāng)前第29頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)當(dāng)堂檢測CD

1、木材燃燒時(shí)能放出大量熱量，可以將水燒開，把飯煮熟，木材中貯存的能量是（）A、太陽光能B、電燈光能C、光合作用把光能轉(zhuǎn)變成貯藏在有機(jī)物里的能量D、呼吸作用分解有機(jī)物時(shí)釋放的能量2、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，最先（）A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn)D、在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前第30頁\共有33頁\編于星期二\17點(diǎn)3.下圖是小球藻進(jìn)行光合作用示意圖，圖中物質(zhì)A與物質(zhì)B的分子量之比是（）C18O2AH2OCO2BH218O光照射下的小球藻ＤA.１：２B.２：１

C.９：８D.８：９當(dāng)前第31頁\共有33頁\編