光合作用的探究歷程課件

光合作用新葉沐浴著和煦的陽光，鳥兒在綠葉間盡情歡唱：“是你給了我生命的甘露，是你給了我無窮的能量！”精品原料1原料2產(chǎn)物1產(chǎn)物2動(dòng)力場所水CO2O2淀粉等有機(jī)物精品光合作用的探究歷程精品觀點(diǎn)：植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。問題：植物生長所需的物質(zhì)來自何處？亞里士多德(Aristotle)精品一、1627年比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特+74.43kg－0.1kg結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水,而不是土壤。76.7kg89.9kg5a后實(shí)驗(yàn)前后的差值圖A圖B圖D圖C精品問題討論與質(zhì)疑：（1）你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎？（2）你認(rèn)為海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在什么問題？精品結(jié)論：植物可以更新污濁的空氣。二、1771年英國的科學(xué)家普利斯特利甲乙普利斯特利（J.Pristly）通過植物和動(dòng)物之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)，第一次成功地應(yīng)用化學(xué)方法研究植物的生長。精品（1）為什么學(xué)者們會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？（2）你認(rèn)為普利斯特利在實(shí)驗(yàn)中忽視了哪種條件？

問題討論與質(zhì)疑：精品三、1779年荷蘭的科學(xué)家英格豪斯500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？植物體只有在光照下才能更新污濁的空氣。甲乙精品（1）他在實(shí)驗(yàn)中控制的單一變量是什么？問題討論：（2）小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖，證明植物需要光才能制造O2？怎樣檢驗(yàn)O2？

（備選實(shí)驗(yàn)材料和器材：金魚藻、大燒杯、漏斗、試管等）

精品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)A組B組精品（3）英格豪斯知道植物更新了空氣中的什么成分嗎？為什么？問題討論：精品1785年，在拉瓦錫的努力下人們才發(fā)現(xiàn)了空氣的組成,人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。1845年，德國科學(xué)家梅耶（R.Mayer）根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律明確指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來精品四、1864年德國的植物學(xué)家薩克斯采用碘液檢測淀粉的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)薩克斯，J.vonSachs(1832～1897)精品暗處理24小時(shí)葉部分遮光光照酒精脫色滴加碘液觀察現(xiàn)象精品德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)：把綠色葉片放在暗處一晝夜，然后把這個(gè)葉片一半曝光，另一半遮光。過一段時(shí)間后，放入酒精中隔水加熱,再用碘蒸氣處理葉片。目的？何作用？何作用？精品問題討論：參考問題：①為什么要把綠葉在暗處放置一晝夜？②葉片部分遮光，部分曝光，目的是什么？③這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論？結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生了淀粉精品現(xiàn)象：分析：好氧細(xì)菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。光線照射部位進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣。黑暗中

極細(xì)光束結(jié)論:葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所1880年，美國科學(xué)家恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體釋放出來的。精品想一想：恩格爾曼(1880年)的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有何巧妙之處？1、實(shí)驗(yàn)材料的選擇：水綿，細(xì)胞中有細(xì)長、帶狀且螺旋狀分布的葉綠體，利于觀察；2、環(huán)境選擇：黑暗、無空氣；排除環(huán)境中的光線、氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；3、光束：極細(xì)的光束照射水綿，且利用好氧細(xì)菌檢測，可以準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放O2的部位；4、對(duì)照實(shí)驗(yàn)：黑暗與曝光對(duì)比，證明結(jié)果完全由光照引起。精品1897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動(dòng)稱為光合作用。這樣，柳苗的生長之迷也終于被揭開了。精品提出問題：探究光合作用釋放的氧氣到底來自二氧化碳還是水？五、1939年美國的科學(xué)家魯賓（S.Ruben）和卡門（M.Kamen）利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。

1、需要標(biāo)記什么元素？2、如何作出假設(shè)？3、怎樣設(shè)計(jì)分組對(duì)照實(shí)驗(yàn)？4、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果有幾種情況？5、得出什么結(jié)論？問題討論：精品CO2H218O?C18O2H2O?預(yù)測1：第一組為O2，第二組為18O2，來自H2O；預(yù)測2：第一組為18O2

，第二組為O2

，來自CO2；預(yù)測3：兩組既有18O2、也有O2，來自兩者。第一組第二組小球藻小球藻精品CO2H218O18O2C18O2H2OO2結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水第一組第二組預(yù)測1正確：第一組為O2，第二組為18O2，來自H2O；精品1939，魯賓和卡門(美國)H2O

C18O2H218OCO2

O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O218O2

18O2

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18O2

18O2

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精品卡爾文及其同事用來研究光合藻類CO2固定的儀器裝置

他用14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而進(jìn)一步揭示了光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)?？栁难h(huán)六、1948年美國的科學(xué)家卡爾文（M.Calvin）等人的實(shí)驗(yàn)精品小資料：

二次世界大戰(zhàn)之后,美國加州大學(xué)貝克利分校的梅爾文·卡爾文和他的同事們用14C標(biāo)記的CO2供小球藻進(jìn)行光合作用,來研究小球藻在光合作用中怎樣固定CO2的。在卡爾文的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的CO2轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的速度很快,幾秒鐘之內(nèi),在第一個(gè)中間產(chǎn)物(三碳化合物)中發(fā)現(xiàn)了放射性,所以將CO2的這種固定途徑稱為C3途徑,將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。最終的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),CO2固定的C3途徑是一個(gè)循環(huán)過程,稱為C3循環(huán),由于這一循環(huán)是卡爾文發(fā)現(xiàn)的,故又稱卡爾文循環(huán)。精品光合作用的總反應(yīng)式:

CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體條件:光照原料:CO2、H2O產(chǎn)物:(CH2O)糖類、O2場所:葉綠體精品

科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想及方法，對(duì)你有什么啟發(fā)？（1）設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)（如薩克斯的曝光和遮光實(shí)驗(yàn)、揚(yáng)·英根豪斯將枝條放在光下和放在暗處）；（2）控制單一變量（魯賓和卡門分別標(biāo)記水和二氧化碳中的氧）；（3）顯性化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（普利斯特萊實(shí)驗(yàn)利用蠟燭創(chuàng)造條件，使無法觀察到的空氣成分變化表現(xiàn)出來）.精品實(shí)驗(yàn)?？键c(diǎn)薩克斯實(shí)驗(yàn)中黑暗處理的目的：消耗掉葉片中原有的淀粉。曝光與遮光形成對(duì)照，檢驗(yàn)試劑為碘蒸氣，檢驗(yàn)前用酒精處理，目的是溶解色素；恩格爾曼選用水綿做實(shí)驗(yàn)材料的好處：葉綠體大呈帶狀，便于觀察，所用細(xì)菌異化作用類型為需氧型；魯賓、卡門用的實(shí)驗(yàn)方法為示蹤原子法(同位素標(biāo)記法)。精品(1)薩克斯：自身對(duì)照，自變量為是否照光(一半曝光與另一半遮光)，因變量為葉片是否制造出淀粉。(2)魯賓和卡門：相互對(duì)照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2)，因