光合作用發(fā)現史及實驗上課用

關于光合作用發(fā)現史及實驗上課用第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三光合作用的發(fā)現第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三

俗話說：“萬物生長靠太陽”，為什么這么說呢？我們來看一組數據：①地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機物；②地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約為7．11×1018kJ，這個數字大約相當于240000個三門峽水電站所發(fā)出的電力。

綠色植物儲存在有機物中的能量來自哪呢？太陽能太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內的？第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2000多年前亞里士多德

認為“植物是由土壤汁構成”，即植物生長所需物質全部來自土壤。思考：

他為何能提出這樣的問題？土壤究竟為植物的生長提供了什么？第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三結論：植物的物質積累不是來自于土壤，而是完全來源于水。開始時5年后實驗前后的差值柳樹的質量2.3kg76.7kg干土的質量90.8kg90.743kg+74.7kg－0.057kg17世紀比利時

海爾蒙特柳苗栽培實驗第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三

海爾蒙特通過此實驗得出柳苗的增重只是來自于水，你認為他忽視了哪些因素？

忽視了空氣、光照等因素思考第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三1771年，英，普里斯特萊的實驗1864年，德，薩克斯的實驗1880年，美，恩吉爾曼的實驗1940年，美，魯賓和卡門的實驗光合作用的發(fā)現1779年，荷，英根豪斯的實驗1948年，美，卡爾文的探究實驗第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三

21、蠟燭易熄滅、小白鼠易窒息而死。2、蠟燭不容易熄滅3、小白鼠不易窒息而死

1

3二、1771年英國的科學家普利斯特利第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三結論：植物可以更新污濁的空氣。二、1771年英國的科學家普利斯特利第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（1）為什么有的學者會得到相反的實驗結果呢？問題討論與質疑：第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三結論：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。英根豪斯花了三個月的時間，用帶葉的枝條作了500次以上的實驗，發(fā)現植物在光照下才能（釋放氣體）更新空氣。1779荷蘭人揚·英根豪斯實驗第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三1864年德國人薩克斯思考：1.1864年薩克斯欲探究光合作用的產物中有淀粉?，F提供一盆正常生長的綠色植物，黑紙片，酒精、碘液等材料，小組討論后，請幫助他設計該實驗，敘述其實驗過程。2.請與薩克斯的實驗（實驗過程如右圖)比較，找出你實驗中的不足，并完善你的實驗設計方案。暗處理幾小時酒精脫色滴加碘液一半遮光一半曝光薩克斯實驗示意圖第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三分析薩克斯的實驗并思考下列問題：①植物先進行暗處理幾小時，目的是什么?酒精脫色是脫掉綠葉中什么成分?碘液染色的目的是什么?

②該實驗是如何遵循對照原則的？得出什么結論?③某小組分別選取了該植物上的兩片葉做了同樣實驗，也得出了該結論，請同學們討論，該結論可信嗎？并提出你的判斷依據。消耗掉營養(yǎng)物質避免對實驗干擾色素檢測是否有淀粉產生葉片一半遮光，一半曝光;植物在光下產生淀粉.第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三恩吉爾曼實驗實驗組對照組將水綿和好氧細菌放在無空氣的黑暗環(huán)境中,極細光束照射水綿,好氧細菌集中在被照葉綠體部位將水綿和好氧細菌暴露在光照下,好氧細菌集中在葉綠體所有受光部位結論：氧是葉綠體所釋放的,葉綠體是綠色植物光合作用的場所第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三一是選用水綿作為實驗材料，便于觀察和分析；二是將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除環(huán)境中光線和氧的影響；三是選用極細的光束照射，并且用好氧細菌進行檢測，從而能夠準確地判斷出水綿細胞中釋放氧的部位；四是進行黑暗和曝光的對比實驗，從而明確實驗結果完全是由光照引起的。

恩格爾曼的實驗在設計上的巧妙之處是：第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2.小組討論：恩吉爾曼在實驗的選材上、光照處理等方面有哪些巧妙之處？(1)選材方面，選用水綿為實驗材料。水綿葉綠體呈帶狀,大而明顯,便于觀察。選用好氧細菌檢測，能夠準確判斷出水綿細胞中釋放氧的部位。(2)選用了極細光束照射，黑暗(局部光照)和曝光對比實驗。3.某興趣小組用透過三棱鏡的光線照射水綿臨時裝片，驚奇發(fā)現大量好氧細菌聚集在紅光和藍光區(qū)域，從這一結果中你能推導出什么結論？葉綠體主要吸收紅光和藍光，用于光合作用，放出O2第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三魯賓和卡門實驗同位素標記法：放射性同位素可用于追蹤物質的運行和變化規(guī)律。用放射性同位素標記的化合物，化學性質不會改變?？茖W家通過追蹤放射性同位素標記的化合物，可以弄清化學反應的詳細過程。這種方法叫做同位素標記法。第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三實驗組對照組向綠色植物提供H2O、

C18O2,釋放的氧是O2結論:光合作用釋放的氧全部來自水向綠色植物提供H218O、CO2,

釋放的氧是18O2

魯賓和卡門實驗第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三同位素標記法卡爾文的探究實驗證實：二氧化碳中的碳轉化為有機物中的碳。這一途徑稱卡爾文循環(huán)碳的同位素14CCO2CO214CO2+H2O14光能葉綠體(CH2O)+O214第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三年代科學家結論1648范·海爾蒙特植物生長所需的養(yǎng)料來自于水1771普利斯特萊植物可以更新空氣1779英根豪斯只有在光照下綠葉才可以更新空氣1864薩克斯綠色葉片光合作用產生淀粉1880恩吉爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所。1940魯賓、卡門光合作用釋放的氧來自水。1948卡爾文光合產物中有機物的碳來自CO2第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三光合作用的過程經典實驗原料：水1648年，范·海爾蒙特實驗原料：二氧化碳1948年，卡爾文實驗產物:氧氣1771年，普利斯特萊實驗產物：有機物（淀粉）1864年，薩克斯實驗條件：光照1779年，英根豪斯實驗場所：葉綠體1880年，恩吉爾曼實驗氧氣的來源：水1940年，魯賓和卡門實驗第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三請同學們回答：1.光合作用原料、場所、條件、產物各是什么？試寫出反應方程式：2.在上述基礎上請用簡潔語言給光合作用下定義。在（光照)條件下，在綠色植物的(葉綠體)中,把(二氧化碳和水)轉化為(淀粉同時釋放氧氣)，這個過程叫光合作用CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O2CO2和H2O、葉綠體、光、（CH2O）和O2第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三1、海爾蒙特從柳樹栽培實驗中得到啟發(fā)，綠色植物生長所需要的物質主要是（）

A、二氧化碳B、水

C、氧氣D、無機鹽B第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2、普利斯特萊的實驗說明（）

A、光合作用可能在葉綠體中進行

B、氧氣是由葉綠體產生的

C、光合作用可以放出氧氣

D、光合作用需要光C第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三科學研究的方法包括以下四個步驟：提出問題進行實驗分析結果得出結論第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三光合作用需要色素去捕獲光能。正常苗白化苗正常幼苗能進行光合作用制造有機養(yǎng)料。白化苗不能進行光合作用，無法制造有機養(yǎng)料。第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三一、捕獲光能的色素和結構

1、實驗：綠葉中色素的提取和分離

原理：葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇（丙酮）中，可以用來提取色素。色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴散速度有差別，可以用來分離色素。第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（1）提取綠葉的色素稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。一、捕獲光能的色素1.色素的種類第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。）少許二氧化硅和碳酸鈣再放入10mL無水乙醇迅速、充分的研磨第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進行過濾。收集濾液,封口。第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（2）制備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細線（3）畫濾液細線★要求：細、直、齊重復2—3次第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（4）分離綠葉中的色素原理：色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同，從而分離色素。層析液培養(yǎng)皿★層析液不能沒及濾液線第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三實驗結果：第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三★溶解度大，擴散速度快；溶解度小，擴散速度慢層析液濾液細線第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三思考：1.綠葉中的色素是怎樣被提取出來的？又是怎樣被分離開的？2.濾紙上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？3.濾紙上的色素由上到下的順序是什么？每種色素的顏色是？第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三綠葉中的色素有4種，可以歸納為兩類：綠葉中的色素葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三色素的吸收光譜圖

400500600700nm10050吸收光能百分比葉綠