光合作用的探究歷程

1、光合作用光合作用 原料原料1 原料原料2 產(chǎn)物產(chǎn)物1 產(chǎn)物產(chǎn)物2 動(dòng)力動(dòng)力 場(chǎng)所場(chǎng)所 水水 CO2 O2 淀粉等有機(jī)物淀粉等有機(jī)物 光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程 觀點(diǎn)：植物體由觀點(diǎn)：植物體由“ “土壤汁土壤汁” ”構(gòu)成，即植物構(gòu)成，即植物 生長(zhǎng)發(fā)育所需的物質(zhì)完全來(lái)自生長(zhǎng)發(fā)育所需的物質(zhì)完全來(lái)自土壤。土壤。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)來(lái)自何處？植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)來(lái)自何處？ 亞里士多德亞里士多德 (Aristotle) 五年后五年后 16271627年比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特年比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特 開始開始 柳樹的質(zhì)量柳樹的質(zhì)量2. 27kg 干土的質(zhì)量干土的質(zhì)量90kg +74.43kg

2、0.1kg 結(jié)論：植物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)料結(jié)論：植物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)料 主要來(lái)自主要來(lái)自水水, ,而不是土壤。而不是土壤。 76.7kg 89.9kg 5年后年后實(shí)驗(yàn)前后的差值實(shí)驗(yàn)前后的差值 直到直到18世紀(jì)中期：人們一直認(rèn)為只世紀(jì)中期：人們一直認(rèn)為只 有有土壤中的水分土壤中的水分是植物建造自身是植物建造自身 的原料。的原料。 結(jié)論：結(jié)論： 植物可以植物可以 更新更新污濁污濁 的空氣。的空氣。 17711771年英國(guó)的科學(xué)家年英國(guó)的科學(xué)家普利斯特普利斯特 利利 甲甲 乙乙 普利斯特利（普利斯特利（J.PristlyJ.Pristly）通過(guò)植物和動(dòng)物）通過(guò)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

3、之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)，第一次成功 地應(yīng)用地應(yīng)用化學(xué)方法化學(xué)方法研究植物的生長(zhǎng)。研究植物的生長(zhǎng)。 17791779年年荷蘭的科學(xué)家荷蘭的科學(xué)家英格豪斯英格豪斯 500多次植物更新空氣的多次植物更新空氣的 實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？ 植物體只有在植物體只有在光光 下才能更新污濁下才能更新污濁 的空氣。的空氣。 甲甲乙乙 英格豪斯知道植物更新了空氣中的什英格豪斯知道植物更新了空氣中的什 么成分嗎？為什么？么成分嗎？為什么？ 不知道，受到當(dāng)時(shí)化學(xué)發(fā)展水平的限制， 人們尚不知道植物吸收和釋放的究竟是什 么氣體。 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，

4、吸收的是二氧化碳。 這一過(guò)程中，光能哪里去了？這一過(guò)程中，光能哪里去了？ 1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)年，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn) 化與守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合化與守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合 作用時(shí)，把作用時(shí)，把光能光能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成化學(xué)能化學(xué)能儲(chǔ)存起儲(chǔ)存起 來(lái)。來(lái)。 薩克斯，薩克斯， J.von Sachs (1832 1897) 暗處理暗處理 葉部分遮光葉部分遮光 光照光照 滴加碘液滴加碘液 結(jié)論：植物在結(jié)論：植物在光光下產(chǎn)生了下產(chǎn)生了淀粉淀粉 實(shí)驗(yàn)證明：氧是由實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體葉綠體釋放出來(lái)的。釋放出來(lái)的。 1880年，美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)?zāi)辏绹?guó)科學(xué)家恩格爾曼的

5、水綿實(shí)驗(yàn) 1897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動(dòng)稱為年，人們首次把綠色植物的上述生理活動(dòng)稱為光光 合作用合作用。這樣，柳苗的生長(zhǎng)之迷也終于被揭開了。這樣，柳苗的生長(zhǎng)之迷也終于被揭開了。 提出問(wèn)題：提出問(wèn)題：探究光合作用釋放的探究光合作用釋放的氧氧氣到底來(lái)自氣到底來(lái)自二氧二氧 化碳化碳還是還是水水？ 1、需要標(biāo)記什么元素？、需要標(biāo)記什么元素？ 2、怎樣設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)？、怎樣設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)？ C18O2、H218O C18O2+H2O CO2+H218O CO2 H218O ? C18O2 H2O ? 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)1：第一組為：第一組為O2，第二組為，第二組為18O2，來(lái)自，來(lái)自H2O； 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)2：第一組為：第一組為18O2 ，第二組為，第二組為O2 ，來(lái)自，來(lái)自CO2； 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)3：兩組既有：兩組既有18O2、也有、也有O2，來(lái)自兩者。，來(lái)自兩者。 第一組第一組 第二組第二組 CO2 H218O 18O2 C18O2 H2O O2 結(jié)論：結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來(lái)自水光合作用釋放的氧氣來(lái)自水 第一組第一組第二組第二組 卡爾文及其同事用來(lái)研究光合藻類卡爾文及其同事用來(lái)研究光合藻類CO2固定的儀器裝置固定的儀器裝置 他用他用14C標(biāo)