光合作用的探究歷程2015

1、一、光合作用的探究歷程一、光合作用的探究歷程1 1、公元前三世紀，亞里士多德、公元前三世紀，亞里士多德: : 土壤是構成植物的原材料土壤是構成植物的原材料2 2、16481648年年, ,比利時的范比利時的范海爾蒙特海爾蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)設計實驗探究：設計實驗探究：植物生長需要養(yǎng)料來自哪里？植物生長需要養(yǎng)料來自哪里？2 2、16481648年年, ,比利時的范比利時的范海爾蒙特海爾蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)2 2、16481648年年, ,比利時的范比利時的范海爾蒙特海爾蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)柳樹柳樹土壤土壤82公斤

2、公斤0.1公斤公斤木桶木桶他認為建造植物體的原料主要是他認為建造植物體的原料主要是, ,而不是土壤而不是土壤. .不足：沒有考慮到空氣也在起作用燃燒的蠟燭不易熄滅燃燒的蠟燭不易熄滅3 3、17711771年英國的普利斯特利年英國的普利斯特利(J(JPriestley)Priestley)小鼠不易窒息死亡小鼠不易窒息死亡實驗證實：實驗證實：植物可植物可蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變污濁的蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變污濁的。*要使實驗更有說服力，還應設置幾組實驗？要使實驗更有說服力，還應設置幾組實驗？蠟燭很快熄滅蠟燭很快熄滅小鼠很快死亡小鼠很快死亡較長時間內(nèi)正常較長時間內(nèi)正常沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用沒有

3、發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用 普利斯特利的實驗有時成功，有時卻失敗？普利斯特利的實驗有時成功，有時卻失??？ 當時有人重復普利斯特利的實驗，卻得到當時有人重復普利斯特利的實驗，卻得到完全相反完全相反結論結論: :植物與動物一樣能使空氣變污濁植物與動物一樣能使空氣變污濁。蠟燭蠟燭燃燒時間更短燃燒時間更短蠟燭燃燒時間變長蠟燭燃燒時間變長4 4、17791779年，荷蘭英格豪斯年，荷蘭英格豪斯500500多次植物更新空氣實驗多次植物更新空氣實驗結果發(fā)現(xiàn)結果發(fā)現(xiàn): :普利斯特利實驗普利斯特利實驗只有在陽光照射下只有在陽光照射下才能成功才能成功; ;而且只有綠色植物才能更新而且只有綠色植物才能更新化學與生

4、物學化學與生物學發(fā)展？發(fā)展？* *將金魚藻放入水中將金魚藻放入水中, ,陽光下有氣泡，黑暗處沒有氣泡。陽光下有氣泡，黑暗處沒有氣泡。結論結論: :植物體植物體只有在光下只有在光下才能才能“凈化凈化”空氣?？諝?。17851785年發(fā)現(xiàn)空氣組成后年發(fā)現(xiàn)空氣組成后, ,明確明確: :綠葉在光下綠葉在光下吸收吸收COCO2 2，同時，同時釋放出釋放出O O2 25 5、18451845年德國梅耶年德國梅耶根據(jù)能量轉化和守恒定律明確指出根據(jù)能量轉化和守恒定律明確指出: : 植物進行光合作用時把植物進行光合作用時把儲存起來。儲存起來。4 4、17791779年，荷蘭英格豪斯年，荷蘭英格豪斯四、四、1864

5、 1864 年，年， 德德 薩克斯薩克斯置于暗處幾小時。置于暗處幾小時。 思考思考 ：目的是什么？目的是什么？一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光 思考思考 ：實驗變量是什么？實驗變量是什么？消耗掉葉片中原有的淀粉消耗掉葉片中原有的淀粉有無光照有無光照 思考思考 ：用酒精浴脫色的目的：用酒精浴脫色的目的是什么？是什么？ 思考思考 ：實驗結果是什么？實：實驗結果是什么？實驗結論是什么？驗結論是什么？遮光遮光曝光曝光排除顏色對實驗的干擾排除顏色對實驗的干擾曝曝光變深藍色光變深藍色,遮光不變色遮光不變色.淀粉是光合作用的產(chǎn)物淀粉是光合作用的產(chǎn)物.同同時，光合作用需光時，光合作用需光五、五、1883 18

6、83 年，年， 美美 恩吉爾曼恩吉爾曼水綿的結構水綿的結構將載有水綿和好氧細菌的裝片將載有水綿和好氧細菌的裝片置于置于黑暗、無空氣黑暗、無空氣的環(huán)境中的環(huán)境中用極細的光束照射水綿用極細的光束照射水綿現(xiàn)象：現(xiàn)象：好氧細菌集中在葉綠體好氧細菌集中在葉綠體被光束照射到的部位。被光束照射到的部位。將載有水綿和好氧細菌的裝將載有水綿和好氧細菌的裝片片完全暴露在光下完全暴露在光下現(xiàn)象：現(xiàn)象：好氧細菌分布在葉綠好氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位體所有受光的部位分析恩吉爾曼的實驗，我們可得出的結論是分析恩吉爾曼的實驗，我們可得出的結論是什么？什么？OO2 2是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場所。是葉綠體釋放

7、的，葉綠體是光合作用的場所。 恩吉爾曼的實驗，還可證明什么？恩吉爾曼的實驗，還可證明什么？光合作用需要光。光合作用需要光。 在光合作用兩百多年的發(fā)現(xiàn)史中在光合作用兩百多年的發(fā)現(xiàn)史中 ，科學家們做，科學家們做了許多著名的實驗了許多著名的實驗 ，德國科學家恩格爾曼就是其，德國科學家恩格爾曼就是其中之一，其在設計上的巧妙之處有：中之一，其在設計上的巧妙之處有： （1 1）選材好：水綿細胞）選材好：水綿細胞 葉綠體葉綠體 分布在分布在細胞質中，便于細胞質中，便于 和分析研究；和分析研究；（2 2）環(huán)境奇：將臨時裝片放在）環(huán)境奇：將臨時裝片放在 的環(huán)境的環(huán)境中，排除了環(huán)境中的中，排除了環(huán)境中的 對實驗影

8、響；對實驗影響；（3 3）細光線、好氧）細光線、好氧細菌細菌：能夠準確地判斷出水綿：能夠準確地判斷出水綿細胞中細胞中 的部位；的部位；（4 4）光暗比：水綿放在局部照光和曝光的條件下）光暗比：水綿放在局部照光和曝光的條件下進行對比實驗，從而明確實驗結果完全是由進行對比實驗，從而明確實驗結果完全是由 引起的。引起的。螺旋狀螺旋狀光線和氧氣光線和氧氣釋放氧氣釋放氧氣光照光照帶狀帶狀觀察觀察黑暗和無空氣黑暗和無空氣美國恩格爾曼的第二個實驗美國恩格爾曼的第二個實驗P P100100練習練習3 3放射性同位素標記法放射性同位素標記法：科學家通過追蹤放射性同位素標記化合物，：科學家通過追蹤放射性同位素標記

9、化合物，可弄清化學反應詳細過程的方法。放射性同位素標記的化合物，可弄清化學反應詳細過程的方法。放射性同位素標記的化合物，化化學性質不會改變。學性質不會改變。8、1940年年,美國魯賓美國魯賓(S.Ruben)和卡門和卡門(M.Kamen)光合作用釋放氧到底來自光合作用釋放氧到底來自H2O，還是來自還是來自CO2呢？呢？H2OCO2氧的同位素氧的同位素 O18H2 O18 C O218提供的材料：小球藻懸液提供的材料：小球藻懸液CO218O2C18O2O2H218OH2O魯賓和卡門的同位素示蹤實驗魯賓和卡門的同位素示蹤實驗P106練習練習6二、光合作用的概念二、光合作用的概念 指綠色植物指綠色植物通過通過 ，利用，利用 ，把，把 轉轉化成儲存能化成儲存能量的量的 ，并并且釋且釋放出放出 的的過程。過程。廠房廠房條件條件原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物葉綠體葉綠體光能光能二氧化碳二氧化碳水水有機物有機物氧氣氧氣和和光合作用的過程光合作用