光合作用發(fā)現(xiàn)史以及實(shí)驗(yàn)上課用

1、關(guān)于光合作用發(fā)現(xiàn)史及實(shí)驗(yàn)上課用第1頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四光合作用的發(fā)現(xiàn)第2頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四 俗話說(shuō)：“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”，為什么這么說(shuō)呢？我們來(lái)看一組數(shù)據(jù)：地球表面上的綠色植物每年大約制造 4400億噸有機(jī)物；地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7111018kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力。 綠色植物儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量來(lái)自哪呢？太陽(yáng)能太陽(yáng)的光能又是通過(guò)什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的？第3頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四2000多年前 亞里士多德 認(rèn)為“植物是由土壤汁構(gòu)成”

2、，即植物生長(zhǎng)所需物質(zhì)全部來(lái)自土壤。思考： 他為何能提出這樣的問(wèn)題？土壤究竟為植物的生長(zhǎng)提供了什么？第4頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來(lái)自于土壤，而是完全來(lái)源于水。開(kāi)始時(shí)5年后實(shí)驗(yàn)前后的差值柳樹(shù)的質(zhì)量2.3kg76.7kg干土的質(zhì)量90.8kg90.743kg+74.7kg0.057kg17世紀(jì)比利時(shí) 海爾蒙特柳苗栽培實(shí)驗(yàn)第5頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四 海爾蒙特通過(guò)此實(shí)驗(yàn)得出柳苗的增重只是來(lái)自于水，你認(rèn)為他忽視了哪些因素？ 忽視了空氣、光照等因素思考第6頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四1771

3、年，英，普里斯特萊的實(shí)驗(yàn)1864年，德，薩克斯的實(shí)驗(yàn)1880年，美，恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)1940年，美，魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)光合作用的發(fā)現(xiàn)1779年，荷，英根豪斯的實(shí)驗(yàn)1948年，美，卡爾文的探究實(shí)驗(yàn)第7頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四 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(guó)的科學(xué)家普利斯特利第8頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四結(jié)論：植物可以更新污濁的空氣。二、1771年英國(guó)的科學(xué)家普利斯特利第9頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四（1）為什么有的學(xué)者會(huì)得到相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、呢？問(wèn)題討論與質(zhì)疑：第10頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四結(jié)論：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。 英根豪斯花了三個(gè)月的時(shí)間，用帶葉的枝條作了500次以上的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)植物在光照下才能（釋放氣體）更新空氣。1779荷蘭人揚(yáng)英根豪斯實(shí)驗(yàn)第11頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四1864年德國(guó)人薩克斯思考：1.1864年薩克斯欲探究光合作用的產(chǎn)物中有淀粉?，F(xiàn)提供一盆正常生長(zhǎng)的綠色植物，黑紙片，酒精、碘液等材料，小組討論后，請(qǐng)幫助他設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，敘述其實(shí)驗(yàn)過(guò)程。2.請(qǐng)與薩克斯的實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)過(guò)程如右圖)比較，找出你實(shí)驗(yàn)中的不足，并完善你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。暗處理幾小時(shí)酒

5、精脫色滴加碘液一半遮光 一半曝光薩克斯實(shí)驗(yàn)示意圖第12頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四分析薩克斯的實(shí)驗(yàn)并思考下列問(wèn)題：植物先進(jìn)行暗處理幾小時(shí)，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? 該實(shí)驗(yàn)是如何遵循對(duì)照原則的？得出什么結(jié)論?某小組分別選取了該植物上的兩片葉做了同樣實(shí)驗(yàn)，也得出了該結(jié)論，請(qǐng)同學(xué)們討論，該結(jié)論可信嗎？并提出你的判斷依據(jù)。消耗掉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)避免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾色素檢測(cè)是否有淀粉產(chǎn)生葉片一半遮光，一半曝光;植物在光下產(chǎn)生淀粉.第13頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組將水綿和好氧細(xì)菌放在無(wú)空氣的黑暗環(huán)

6、境中,極細(xì)光束照射水綿,好氧細(xì)菌集中在被照葉綠體部位將水綿和好氧細(xì)菌暴露在光照下,好 氧細(xì)菌集中在葉綠體所有受光部位結(jié)論：氧是葉綠體所釋放的,葉綠體是綠色植物光合作用的場(chǎng)所第14頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四第15頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四 一是選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料，便于觀察和分析； 二是將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒(méi)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(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位； 四是進(jìn)行黑暗和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。 恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上的

7、巧妙之處是：第16頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四2.小組討論：恩吉爾曼在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料。水綿葉綠體呈帶狀, 大而明顯,便于觀察。選用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(2)選用了極細(xì)光束照射，黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)。3.某興趣小組用透過(guò)三棱鏡的光線照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇發(fā)現(xiàn)大量好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域，從這一結(jié)果中你能推導(dǎo)出什么結(jié)論？葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光，用于光合作用，放出O2第17頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法：放射性

8、同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用放射性同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變?？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。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。第18頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組向綠色植物提供H2O、 C18O2 ,釋放的氧是O2結(jié)論:光合作用釋放的氧全部來(lái)自水向綠色植物提供H218O、CO2 , 釋放的氧是18O2 魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)第19頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四同位素標(biāo)記法卡爾文的探究實(shí)驗(yàn)證實(shí)：二氧化碳中的碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。 這一途徑稱卡爾文循環(huán)碳的同位素 14CCO2CO214CO2

9、+ H2O14光能葉綠體( CH2 O)+O214第20頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四年代科學(xué)家結(jié)論1648范海爾蒙特植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料來(lái)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(chǎn)生淀粉1880恩吉爾曼氧由葉綠體釋放出來(lái)。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。1940魯賓、卡門光合作用釋放的氧來(lái)自水。1948卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO2第21頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四光合作用的過(guò)程經(jīng)典實(shí)驗(yàn)原料：水1648年，范海爾蒙特實(shí)驗(yàn)原料：二氧化碳1948年，卡爾文實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物:氧氣1

10、771年，普利斯特萊實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物：有機(jī)物（淀粉）1864年，薩克斯實(shí)驗(yàn)條件：光照1779年，英根豪斯實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所：葉綠體1880年，恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)氧氣的來(lái)源：水1940年，魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)第22頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四請(qǐng)同學(xué)們回答：1.光合作用原料、場(chǎng)所、條件、產(chǎn)物各是什么？試寫出反應(yīng)方程式：2.在上述基礎(chǔ)上請(qǐng)用簡(jiǎn)潔語(yǔ)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(zhuǎn)化為(淀粉同時(shí)釋放氧氣)，這個(gè)過(guò)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(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月2

11、0日，9點(diǎn)32分，星期四1、海爾蒙特從柳樹(shù)栽培實(shí)驗(yàn)中得到啟發(fā)，綠色植物生長(zhǎng)所需要的物質(zhì)主要是（ ） A、二氧化碳 B、水 C、氧氣 D、無(wú)機(jī)鹽B第24頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四2、普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（ ） A、光合作用可能在葉綠體中進(jìn)行 B、氧氣是由葉綠體產(chǎn)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(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四科學(xué)研究的方法包括以下四個(gè)步驟：提出問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得出結(jié)論第26頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四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(jìn)行光合作用制造有機(jī)

12、養(yǎng)料。白化苗不能進(jìn)行光合作用，無(wú)法制造有機(jī)養(yǎng)料。第27頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1、實(shí)驗(yàn)：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(wú)水乙醇（丙酮）中，可以用來(lái)提取色素。色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度有差別，可以用來(lái)分離色素。第28頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四（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(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四（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

13、再放入10mL無(wú)水乙醇迅速、充分的研磨第30頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四 將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過(guò)濾。收集濾液,封口。第31頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四（2）制備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細(xì)線（3）畫濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊 重復(fù)23次第32頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四（4） 分離綠葉中的色素 原理：色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素。層析液培養(yǎng)皿層析液不能沒(méi)及濾液線第33頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第34頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四

14、 溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢層析液濾液細(xì)線第35頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四思考：1.綠葉中的色素是怎樣被提取出來(lái)的？又是怎樣被分離開(kāi)的？2.濾紙上的濾液細(xì)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(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四綠葉中的色素有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(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）第37頁(yè)，共40頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)32分，星期四色素的吸收光譜圖 400 500 600 700nm 10050吸收光能百分比葉綠素類胡蘿卜素可 見(jiàn) 光 區(qū)葉綠素：吸收