光合作用探索歷程課件

1、第四節(jié) 能量之源光與光合作用 是細(xì)胞和生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。 是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的重要物質(zhì)。 是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)。動(dòng)物和人形成ATP的途徑是 。綠色植物形成ATP的途徑是 。 糖類脂肪ATP練一練：呼吸作用呼吸作用和光合作用什么是光合作用？ 光合作用是指綠色植物通過(guò)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(guò)程。 場(chǎng)所條件產(chǎn)物原料 人們得出這一認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探索歷程，科學(xué)家們用了200多年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才對(duì)光合作用有了一個(gè)比較清楚的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探尋的足跡，去體驗(yàn)他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題的思維過(guò)程和科學(xué)探索的樂(lè)趣。一

2、、光合作用的探究過(guò)程（一）亞里士多德的觀點(diǎn)土壤減少的重量=植物增加的重量問(wèn)題討論：1、亞里士多德的觀點(diǎn)對(duì)嗎？ 2、植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否全部來(lái)源于土壤？有可能來(lái)源于土壤以外的地方嗎？3、從土壤中吸收來(lái)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否全部轉(zhuǎn)化成植物的物質(zhì)并儲(chǔ)存于植物體內(nèi)？4、亞里士多德的觀點(diǎn)是否完全沒(méi)有進(jìn)步意義？ （二）海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)：1642年提出問(wèn)題植物建造自身的原料全部來(lái)自土壤嗎?作出假設(shè)植物建造自身的原料不全部來(lái)自土壤。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)五年后柳樹增重74.47kg土壤只減少0.06kg結(jié)果分析植物建造自身的原料不全部來(lái)自土壤。植物的增重主要來(lái)自水分！得出結(jié)論在植物生長(zhǎng)過(guò)程中補(bǔ)充了大量的水分5年后土壤的減少量很

3、少假設(shè)成立。植物的增重主要來(lái)自水分！質(zhì)疑：海爾蒙特對(duì)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析合理嗎？ 他并沒(méi)有考慮空氣對(duì)植物生長(zhǎng)的影響！(三)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)：1771年植物能產(chǎn)生動(dòng)物呼吸和蠟燭燃燒所需要的氣體。結(jié)果分析得出結(jié)論植物可以更新空氣！ 普利斯特利通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了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。但是，他沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用，而是將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。 當(dāng)時(shí)有人重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，卻得到完全相反的結(jié)論，認(rèn)為植物跟動(dòng)物一樣能使空氣變污濁。 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功，有時(shí)失敗，可能的原因是什么？ 可能是在無(wú)光的條件下做的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)闊o(wú)光時(shí)，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，

4、所以沒(méi)有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，所以實(shí)驗(yàn)失?。?四)英格豪斯的實(shí)驗(yàn) 1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。(五)拉瓦錫的發(fā)現(xiàn) 1785年，法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫發(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。水二氧化碳氧氣光證明：1、光合作用的場(chǎng)所是葉綠體； 2、光合作用的產(chǎn)物有氧氣！(六)恩格爾曼實(shí)驗(yàn):1880年,美國(guó)(七)梅耶的研究 1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。 光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)

5、能，儲(chǔ)存于什么物質(zhì)中呢？也就是植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過(guò)程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？(八)薩克斯的實(shí)驗(yàn): 1864年一半曝光，一半遮光暗處理光照酒精脫色結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉碘蒸汽處理問(wèn)題1：薩克斯的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？?wèn)題2：為什么對(duì)植物進(jìn)行一晝夜的暗處理？問(wèn)題4：為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？驗(yàn)證光合作用的產(chǎn)物是什么。為了將葉片中原有的淀粉耗盡。進(jìn)行對(duì)照問(wèn)題5：實(shí)驗(yàn)中哪組是實(shí)驗(yàn)組？哪組是對(duì)照組？曝光組是實(shí)驗(yàn)組。問(wèn)題3：為什么要對(duì)葉片進(jìn)行脫色處理？ 因?yàn)槿~片是綠色的，如果不脫色處理的話，葉片的顏色將對(duì)后面的淀粉染色產(chǎn)生干擾。 光合作用的原料有水和二氧化碳，那么，光

6、合作用釋放的氧氣到底是來(lái)自二氧化碳還是水？ 隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們發(fā)現(xiàn)了放射性同位素，利用放射性同位素做示蹤原子去追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律?？茖W(xué)家通過(guò)追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程。這種方法叫同位素示蹤法。 同位素示蹤法為解決氧氣是來(lái)自水還是二氧化碳提供了技術(shù)手段。1939年，美國(guó)的科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法,用18O做示蹤原子，對(duì)光合作用的產(chǎn)物氧氣中氧的來(lái)源進(jìn)行了探究。（九）魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)：1939年提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出結(jié)論光合作用釋放的氧氣到底是來(lái)自二氧化碳還是水？假設(shè)1：光合作用釋放的氧氣來(lái)自二氧化碳。假設(shè)2：光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。光合

7、作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O。（十）卡爾文的實(shí)驗(yàn)：20世紀(jì)40年代 20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文利用放射性同位素14C標(biāo)記的14CO2做實(shí)驗(yàn)研究了光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物是怎樣合成的問(wèn)題。最終探明CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主 1、光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物分別是什么？你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎？思考與討論：原料：二氧化碳和水產(chǎn)物：淀粉和氧氣場(chǎng)所：葉綠體條件：光，多種酶等。CO2 + H2O 淀粉 + O2 從人類對(duì)光合作用的探究歷程來(lái)看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)系很密切。例如，直到1785年，由于發(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，這個(gè)事例說(shuō)明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水，而不是來(lái)自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，都說(shuō)明在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)