光合作用探究歷程

關(guān)于光合作用探究歷程第1頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三非洲饑餓的孩子們等待著聯(lián)合國的救濟糧

關(guān)注并拯救饑餓的孩子糧食短缺第2頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三第3頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三圖A圖B圖D17世紀(jì)海爾蒙特(比利時)柳樹實驗實驗前實驗后變化土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳樹2.25kg76.70kg+74.75kg圖C結(jié)論：植物生長所需的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤。3/10第4頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三普利斯特利實驗第5頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三結(jié)論：只有在陽光照射下才能成功，1779年英格豪斯的實驗（荷蘭）第8頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三1785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，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)能儲存起來第9頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片1864年薩克斯的實驗暗處理光照酒精脫色碘蒸汽處理第10頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三思考：

（1）為什么用碘蒸氣處理之后會變藍(lán)？（2）為什么要先進(jìn)行暗處理？（3）為什么一半遮光，一半曝光？（4）從這個實驗中，你可以得到什么結(jié)論？證明：綠葉的光合作用產(chǎn)物除氧氣以外,還有淀粉。第11頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三(1)為什么選用水綿？

氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。(2)好氧菌的作用？(3)為什么臨時裝片要放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里？水綿，細(xì)胞中有細(xì)長、帶狀且螺旋狀分布的葉綠體，利于觀察黑暗、無空氣；排除環(huán)境中的光線、氧氣對實驗的影響(4)為什么臨時裝片要放在沒有空氣的曝光環(huán)境里？第13頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三1939年（美國）魯賓和卡門實驗提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗結(jié)果分析得出結(jié)論光合作用產(chǎn)生的氧是來自于水還是二氧化碳？光合作用產(chǎn)生的氧是來自于水（或者是二氧化碳）。A中氣體無放射性，B中氣體具有放射性光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水，而不是來自于二氧化碳。AB同位素標(biāo)記法第14頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。第15頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三光合作用的總反應(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:葉綠體第16頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三光合作用的探究歷程：（1）1771年普利斯特利：植物可

空氣→1979年英格豪斯：普利斯特利實驗只有在

下才能成功，植物體只有

才能更新污濁的空氣→1845年梅耶：植物在進(jìn)行光合作用時把

能轉(zhuǎn)換成

能儲存起來→1864薩克斯：光合作用產(chǎn)物除氧氣外還有

→1880年恩格爾曼：光合作用場所是葉綠體→1939年魯賓、卡門：光合作用釋放的氧氣來自

。更新陽光照射綠葉光化學(xué)能淀粉水第17頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三實驗設(shè)計：

證明綠色植物在光下能產(chǎn)生氧氣。第18頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三小資料：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。在卡爾文的實驗中,發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的CO2轉(zhuǎn)變成有機物的速度很快,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)。第19頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三光合作用的場所：葉綠體光合作用的原料：二氧化碳和水光合作用的條件：有光照光合作用的產(chǎn)物：淀粉、氧氣第20頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

科學(xué)家的實驗設(shè)計思想及方法，對你有什么啟發(fā)？（1）設(shè)置對照實驗（如薩克斯的曝光和遮光實驗、揚·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）顯性化的實驗現(xiàn)象（普利斯特萊實驗利用蠟燭創(chuàng)造條件，使無法觀察到的空氣成分變化表現(xiàn)出來）.第21頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三實驗?？家族e點薩克斯實驗中黑暗處理的目的：消耗掉葉片中原有的淀粉。曝光與遮光形成對照，檢驗試劑為碘蒸氣，檢驗前用酒精處理，目的是溶解色素；恩格爾曼選用水綿做實驗材料的好處：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、卡門用的實驗方法為示蹤原子法(同位素標(biāo)記法)。第22頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三(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，蠟燭燃燒時間或小鼠存活時間為因變量。第23頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三結(jié)論1：只有在光下植物才能更新空氣。結(jié)論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功英根豪斯實驗第24頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三提示淀粉遇碘會變藍(lán)第25頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三德國科學(xué)家薩克斯的實驗及結(jié)論

實驗：把綠色葉片放在暗處幾小時，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？第26頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三結(jié)論：綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉。第27頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三1880年恩吉爾曼(德國)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)行光合作用的場所第28頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三黑暗，無空氣極細(xì)光束完全曝光第29頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三實驗設(shè)計：探究光合作用產(chǎn)生的O2是來自水還是來自CO2?實驗方法：

實驗步驟：放射性同位素標(biāo)記法（標(biāo)記哪個元素?）第30頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三5、美國科學(xué)家魯賓和卡門實驗及結(jié)論實驗：（1）用18O分別標(biāo)記H2O和CO2。（2）Ⅰ、向綠色植物提供H218O和CO2

Ⅱ、向綠色植物提供H2O和C18O2結(jié)論：光合作用釋放的氧全部來自水。釋放18O2釋放O2第31頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三1938，魯賓和卡門(美國)H2O

C18O2H218OCO2

O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O218O2

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第32頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三想一想：恩格爾曼(1880年)的實驗在設(shè)計上有何巧妙之處？1、實驗材料的選擇：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、