光合作用探究實驗學(xué)校教學(xué)

1、第第4節(jié)節(jié) 能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用必修1 分子與細(xì)胞 第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 教學(xué)目標(biāo)重點難點問題探討教學(xué)過程知識結(jié)構(gòu)課后習(xí)題教學(xué)參考 第二節(jié)第二節(jié) 能量之源能量之源 光合作用光合作用必修必修1 分子與細(xì)胞分子與細(xì)胞 第第4章章 光合作用與細(xì)胞呼吸光合作用與細(xì)胞呼吸1嚴(yán)選課件重點難點重點難點1.教學(xué)重點（1）光合作用的探究歷程。2.教學(xué)難點（1）光合作用的探究歷程。2嚴(yán)選課件光合作用的探究過程光合作用的探究過程 早在兩千多年前，古希臘哲學(xué)家早在兩千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德亞里士多德根據(jù)經(jīng)驗推測得出結(jié)論：根據(jù)經(jīng)驗推測得出結(jié)論：“植物的物質(zhì)積累來源于土壤植物的物質(zhì)積累來

2、源于土壤”。人們受其影響，認(rèn)為植物生長發(fā)育人們受其影響，認(rèn)為植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。所需的物質(zhì)完全來自土壤。真是這樣的嗎真是這樣的嗎? ?3嚴(yán)選課件 亞里士多德的結(jié)論實際上只是一個經(jīng)驗上的推亞里士多德的結(jié)論實際上只是一個經(jīng)驗上的推測，并沒有進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)實驗。測，并沒有進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)實驗。 今天，老師今天，老師在課堂上引入六個科學(xué)實驗，與同學(xué)們一起體在課堂上引入六個科學(xué)實驗，與同學(xué)們一起體驗光合作用發(fā)現(xiàn)的艱辛過程！驗光合作用發(fā)現(xiàn)的艱辛過程！4嚴(yán)選課件l1648 1648 范范. .海爾蒙特（比利時）實驗海爾蒙特（比利時）實驗l1771 1771 普利斯特萊（英國）實驗普利斯特萊（英

3、國）實驗l1779 1779 揚揚. .英根豪斯（荷蘭）實驗英根豪斯（荷蘭）實驗l1864 1864 薩克斯（德國）實驗薩克斯（德國）實驗l1880 1880 恩吉爾曼（德國）實驗恩吉爾曼（德國）實驗l1939 1939 魯賓和卡門實驗魯賓和卡門實驗l1948 1948 卡爾文（美國）實驗卡爾文（美國）實驗5嚴(yán)選課件16481648年年, ,比利時科學(xué)家比利時科學(xué)家 范范. .海爾蒙特海爾蒙特柳樹（柳樹（2.3千克）千克）五年前五年前 土壤（土壤（90.8千克）千克）五年后五年后76.7千克千克90.743千克千克+74.4kg+74.4kg-0.057kg-0.057kg6嚴(yán)選課件真的只需要

4、水就能長大嗎？真的只需要水就能長大嗎？海爾蒙特的結(jié)論：海爾蒙特的結(jié)論：建造植物體的原料是水分建造植物體的原料是水分! !沒有考慮到植物能沒有考慮到植物能從空氣中得到什么從空氣中得到什么!7嚴(yán)選課件植物的生長與空氣的關(guān)系植物的生長與空氣的關(guān)系 17711771年年, ,最先用實驗方法證明綠色植最先用實驗方法證明綠色植物從空氣中吸收養(yǎng)分的是英國著名的物從空氣中吸收養(yǎng)分的是英國著名的科學(xué)家科學(xué)家普利斯特萊普利斯特萊。 8嚴(yán)選課件1771 1771 普利斯特萊（英國）實驗普利斯特萊（英國）實驗植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污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濁的空氣.9嚴(yán)選課

5、件 人們重復(fù)普利斯特萊實驗時，實驗人們重復(fù)普利斯特萊實驗時，實驗控制的條件不同，實驗結(jié)果就不會相控制的條件不同，實驗結(jié)果就不會相同。同。 有的學(xué)者在有的學(xué)者在黑暗黑暗條件下重復(fù)普里斯條件下重復(fù)普里斯特利的實驗，植物不僅不能進(jìn)行光合特利的實驗，植物不僅不能進(jìn)行光合作用，還會因為作用，還會因為呼吸作用呼吸作用產(chǎn)生二氧化產(chǎn)生二氧化碳，更嚴(yán)重地污染了空氣。碳，更嚴(yán)重地污染了空氣。 10嚴(yán)選課件1779 1779 英根豪斯（荷蘭）實驗英根豪斯（荷蘭）實驗11嚴(yán)選課件 黑 暗 光 下 普利斯特萊的實驗普利斯特萊的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結(jié)論結(jié)論1 1：植物體只有綠葉才能更植物體

6、只有綠葉才能更新空氣。新空氣。結(jié)論2：1779年年 英根豪斯英根豪斯設(shè)計如下實驗設(shè)計如下實驗12嚴(yán)選課件 他依據(jù)什么他依據(jù)什么這么說呢這么說呢? ?光能哪里去了光能哪里去了? ? 18451845年年, ,德國植物學(xué)家德國植物學(xué)家梅梅耶耶指出指出: :光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來了能儲存起來了. .13嚴(yán)選課件光能儲存在哪里了呢光能儲存在哪里了呢? ?18641864年年 薩克斯薩克斯的實驗的實驗14嚴(yán)選課件驗證綠葉在光下合成淀粉驗證綠葉在光下合成淀粉15嚴(yán)選課件 實驗 實驗 驗證綠葉在光下 驗證綠葉在光下 合成淀粉 合成淀粉 薩克斯利用對照實驗法和 薩克斯利用對照實驗法和淀粉遇碘變

7、藍(lán)的原理，發(fā)現(xiàn)了淀粉遇碘變藍(lán)的原理，發(fā)現(xiàn)了綠色植物的光合作用。綠色植物的光合作用。 對照實驗法原理 對照實驗法原理 在本實驗中，其它條件都 在本實驗中，其它條件都相同的情況下，一組有陽光,相同的情況下，一組有陽光,一組無陽光，用有無陽光照射一組無陽光，用有無陽光照射作對照，實驗結(jié)果可以說明陽作對照，實驗結(jié)果可以說明陽光對綠葉合成淀粉的作用。如光對綠葉合成淀粉的作用。如果只是在陽光下做實驗，沒有果只是在陽光下做實驗，沒有對照實驗，就不能說明陽光對對照實驗，就不能說明陽光對合成淀粉是必需的。合成淀粉是必需的。目的要求：目的要求：驗證綠葉在光下合成淀粉；驗證綠葉在光下合成淀粉；材料器具：材料器具：盆

8、栽的天竺葵、黑紙、回形盆栽的天竺葵、黑紙、回形針、小燒杯、大燒杯、培養(yǎng)針、小燒杯、大燒杯、培養(yǎng)皿、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精皿、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精18641864年年, , 薩克斯薩克斯結(jié)論：結(jié)論：綠葉在光合作用中產(chǎn)生了綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉淀粉,光是光合作用的光是光合作用的必需條件必需條件。 實驗過程：實驗過程：黑暗黑暗處理處理 一半一半曝光曝光一半一半遮光遮光碘蒸氣碘蒸氣處理處理天竺葵天竺葵葉片葉片呈深藍(lán)色呈深藍(lán)色不變色不變色結(jié)果：結(jié)果： 16嚴(yán)選課件討論：討論：1、實驗前為什么要對實驗材料進(jìn)行黑暗處理？、實驗前為什么要對實驗材料進(jìn)行黑暗處理？2、實驗選用的葉片，一部分被遮光，一部分不遮光

9、，、實驗選用的葉片，一部分被遮光，一部分不遮光， 這兩部分在實驗中各有什么作用？這兩部分在實驗中各有什么作用？3、你怎樣解釋在酒精溶液的綠葉脫色而使酒精溶液變、你怎樣解釋在酒精溶液的綠葉脫色而使酒精溶液變 綠的實驗現(xiàn)象？綠的實驗現(xiàn)象？4、用碘液染色后的葉片顏色發(fā)生怎樣的變化，這種實、用碘液染色后的葉片顏色發(fā)生怎樣的變化，這種實 驗結(jié)果說明什么？驗結(jié)果說明什么？ 是為了使天竺葵葉片中原有的淀粉運走耗盡是為了使天竺葵葉片中原有的淀粉運走耗盡。 遮蓋一部分葉片的原因是設(shè)置對照：看光是否是綠色植物遮蓋一部分葉片的原因是設(shè)置對照：看光是否是綠色植物制造有機(jī)物的必要條件。（制造有機(jī)物的必要條件。（ 有光時

10、，有淀粉的產(chǎn)生；無光有光時，有淀粉的產(chǎn)生；無光時，無淀粉的產(chǎn)生。）時，無淀粉的產(chǎn)生。）溶解葉綠素溶解葉綠素,使葉片脫色而使酒精溶液變綠。使葉片脫色而使酒精溶液變綠。用碘液染色后，葉片不遮光部分變成藍(lán)色，葉片遮光部分用碘液染色后，葉片不遮光部分變成藍(lán)色，葉片遮光部分不變顏色。說明光是植物光合作用合成淀粉的必需條件。不變顏色。說明光是植物光合作用合成淀粉的必需條件。（淀粉的特性：淀粉遇碘變藍(lán)色。）（淀粉的特性：淀粉遇碘變藍(lán)色。）17嚴(yán)選課件 極極 細(xì)細(xì) 光光 束束黑暗中黑暗中光照下光照下1880年，恩格爾曼年，恩格爾曼18嚴(yán)選課件 絲狀綠藻與好氧細(xì)菌放在沒有空氣且黑暗的環(huán)境中，用極細(xì)光束照射絲狀綠

11、藻 完全曝光 好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射的部位 好氧細(xì)菌集中在葉綠體的所有部位。 葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所; 氧是由葉綠體釋放出來的。 光合作用需要在光下進(jìn)行步步 驟驟 結(jié)結(jié) 果果結(jié)結(jié) 論論19嚴(yán)選課件思考：恩吉爾曼實驗的巧妙之處？思考：恩吉爾曼實驗的巧妙之處？n 選用水綿作實驗材料，它不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠選用水綿作實驗材料，它不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析體，而且葉綠體螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。研究。n 將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，

12、從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M(jìn)行環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M(jìn)行（水滴中容有（水滴中容有co2，水綿的光合作用可以進(jìn)行），水綿的光合作用可以進(jìn)行）n選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測，從選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確的判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。而能夠準(zhǔn)確的判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。n進(jìn)行黑暗（局部光照）和曝光的對照實驗，從而明確進(jìn)行黑暗（局部光照）和曝光的對照實驗，從而明確實驗的結(jié)果完全是由光照引起的實驗的結(jié)果完全是由光照引起的。20嚴(yán)選課件光合作用釋放的氧氣光合作用釋放的氧氣來自哪里來自哪里? ?光合作用的原料有光合作用的原料有水水和和二氧化碳

13、二氧化碳, ,那那氧氣是來自水呢還氧氣是來自水呢還是來自二氧化碳是來自二氧化碳? ?21嚴(yán)選課件19391939年年, ,魯賓和卡門魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法利用同位素標(biāo)記法22嚴(yán)選課件23嚴(yán)選課件綠藻綠藻綠藻綠藻h218oh2o c18o2 co2h2oh218o o218o2（一）（一）（二）（二）光合作用釋放的氧全部來自水。光合作用釋放的氧全部來自水。結(jié)論結(jié)論: :24嚴(yán)選課件探究實驗總結(jié)探究實驗總結(jié)原料原料條件條件/場所場所產(chǎn)物產(chǎn)物海爾蒙特海爾蒙特英根豪斯英根豪斯光光淀粉（淀粉（ch2o）普利斯特萊普利斯特萊更新空更新空氣氣h2o魯賓和卡門魯賓和卡門恩吉爾曼恩吉爾曼薩克斯薩克斯o2葉綠

14、體葉綠體o2來自于來自于h2o25嚴(yán)選課件總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：26嚴(yán)選課件 什么是光什么是光合作用呢？合作用呢？ 光合作用是指光合作用是指： 綠色植物綠色植物通過通過葉綠體葉綠體, ,利用利用光光能能, ,把把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成儲存著轉(zhuǎn)化成儲存著能量的能量的有機(jī)物有機(jī)物, ,并且釋放出并且釋放出氧氣氧氣的的過程過程. .27嚴(yán)選課件思考回顧：思考回顧：1： 葉綠體中為什么能進(jìn)行光合作用？葉綠體中為什么能進(jìn)行光合作用？2：是否只有在葉綠體中才能進(jìn)行光合作用？：是否只有在葉綠體中才能進(jìn)行光合作用？酶、色素酶、色素否，如藍(lán)藻否，如藍(lán)藻28嚴(yán)選課件基質(zhì)基質(zhì)外膜外膜類囊體類囊體基粒基粒內(nèi)膜內(nèi)

15、膜（酶、色素）（酶、色素）（酶、（酶、dna、rna、核糖體）、核糖體）12345葉綠體結(jié)構(gòu)葉綠體結(jié)構(gòu)29嚴(yán)選課件cd 1、木材燃燒時能放出大量熱量，可以將水燒開，把飯、木材燃燒時能放出大量熱量，可以將水燒開，把飯煮熟，木材中貯存的能量是煮熟，木材中貯存的能量是 （ ） a、太陽光能、太陽光能 b、電燈光能、電燈光能 c、光合作用把光能轉(zhuǎn)變成貯藏在有機(jī)物里的能量、光合作用把光能轉(zhuǎn)變成貯藏在有機(jī)物里的能量 d、呼吸作用分解有機(jī)物時釋放的能量、呼吸作用分解有機(jī)物時釋放的能量2、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18o的水中，過的水中，過一段時間后，分析一段時間后，分析18o放射性標(biāo)記，最先（放射性標(biāo)記，最先（ ）a、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) b、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)c、在植物