光合作用的探究歷程課件

1、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！”光合作用新葉沐浴著和煦的陽光，原料1原料2產(chǎn)物1產(chǎn)物2動力場所水CO2O2淀粉等有機(jī)物原料1原料2產(chǎn)物1產(chǎn)物2動力場所水CO2O2淀粉等有機(jī)物光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程觀點(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)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)完全來一、1627年比利時科學(xué)家海爾蒙特+74.43kg0.1kg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.

2、9kg5a后實(shí)驗(yàn)前后的差值圖A圖B圖D圖C一、1627年比利時科學(xué)家海爾蒙特+74.43kg0.1k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？問題討論與質(zhì)疑：（1）你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎？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。結(jié)論：二、1771年英國的科學(xué)家普利斯特利甲乙普利斯特利（J（1）為什么學(xué)者們會得到不同的實(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：（1）為什么學(xué)者們會得

3、到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？問題討論與質(zhì)疑：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)（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） （1）他在實(shí)驗(yàn)中控制的單一變量是什么？問題討論：（2）小組合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)A組B組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)A組B組（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：（3） 英格豪斯知道植物更新了空氣中的什么成分嗎

4、？為什么？問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，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來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.von Sachs (18321897) 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)行暗處理24小時葉部分遮光光照酒精脫色滴加碘液觀察現(xiàn)象暗處理24小時葉部分遮光光照酒精脫色滴加碘液觀察現(xiàn)象德國科學(xué)家薩克

5、斯的實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)：把綠色葉片放在暗處一晝夜，然后把這個葉片一半曝光，另一半遮光。過一段時間后，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？德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)：把綠問題討論：參考問題：為什么要把綠葉在暗處放置一晝夜？葉片部分遮光，部分曝光，目的是什么？這個實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論？結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生了淀粉問題討論：參考問題：結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生了淀粉現(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

6、出來的?，F(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、對照實(shí)驗(yàn)：黑暗與曝光對比，證明結(jié)果完全由光照引起。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？11897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動稱為光合作用。這樣，柳苗的生長之迷也終于被揭開了。1897年，人們首次把綠色植物的上述生

7、理活動稱為光合作用。這提出問題：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：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、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CO2H218O?C

8、18O2H2O?預(yù)測1：第一組為O2，第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；CO2H218O18O2C18O2H2OO2結(jié)論：光合作用釋1939，魯賓和卡門(美國)H2O C18O2H218O CO2 O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2 O2O2 O2 O2 O218O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 1939，魯賓和卡門(美國)H2O 卡爾文及其同事用來研究光合藻類CO2固定

9、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)。卡爾文循環(huán)六、1948年美國的科學(xué)家卡爾文（M.Calvin）等人的實(shí)驗(yàn)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14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

10、植物。 最終的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), CO2固定的C3途徑是一個循環(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)。小資料：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:葉綠體光合作用的總反應(yīng)式:光能葉綠體條件:光照 科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想及方法，對你有什么啟發(fā)？（1）設(shè)置對照實(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）. 科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想及方法，對你有什么啟實(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)。實(shí)驗(yàn)常考點(diǎn)(1)薩克斯：自身對照，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：相互對照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2)，因變量為O2的放射性。(3)普里斯特利：密閉的玻璃罩是否加植物為自變量，蠟燭燃燒時間或