光合作用探究历程.ppt

丹阳六中理科生本组：郑丹玮丹阳六中理科生本组：郑丹玮光合作用的光合作用的探究探究历程程请大家思考一下：这棵树的营养从哪里来？请大家思考一下：这棵树的营养从哪里来？20002000多年前多年前 亚里士多德亚里士多德认为认为“植物植物生长所需的物质全部生长所需的物质全部来源于土中来源于土中”，即植物生长所需物，即植物生长所需物质全部来自土壤。质全部来自土壤。思考：思考：他为何能提出这样的问题？土壤究竟他为何能提出这样的问题？土壤究竟为植物的生长提供了什么？为植物的生长提供了什么？思考：思考：1 1.如果你是如果你是海尔蒙特海尔蒙特，通过此实验得出通过此实验得出柳苗的增重来自于柳苗的增重来自于什么？什么？来自于浇灌的水来自于浇灌的水海尔蒙特实验示意图实验结果：实验结果：实验结果：实验结果：柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.474.474.474.4kgkgkgkg，土壤只减少，土壤只减少，土壤只减少，土壤只减少0.10.10.10.1kgkgkgkg 16421642年年 海尔蒙特海尔蒙特g g思考：思考：2 2.海尔蒙特海尔蒙特认为认为通过此实验得出柳苗的通过此实验得出柳苗的增重增重只来自于水，只来自于水，你认为他忽视了哪些因素你认为他忽视了哪些因素？忽视了空气、光照等因素忽视了空气、光照等因素海尔蒙特实验示意图 16421642年年 海尔蒙特海尔蒙特17711771年年 普利斯特普利斯特利利结论：结论：植物可以净化因燃烧或者呼吸而变浑浊的空气植物可以净化因燃烧或者呼吸而变浑浊的空气17711771年年 普利斯特普利斯特利利思考：思考：1.1.请请两位两位同学试着同学试着尝尝试动手实验试动手实验，其他同学观察其他同学观察实验现象，实验现象，并思考实验并思考实验的自的自变量，因变量和变量，因变量和遵循遵循的实验的实验原则？原则？实验一自变量是实验一自变量是植物的有无，植物的有无，因变量是因变量是蜡烛的熄灭时间；蜡烛的熄灭时间；实验二自变量是实验二自变量是植物植物的有无，的有无，因变量是因变量是小白鼠的死亡时间，小白鼠的死亡时间，体现了体现了单一单一变量原则变量原则。2.2.当时其他科学家也都为普利斯特当时其他科学家也都为普利斯特利利的实验吸引，的实验吸引，并重复他的实验，奇怪的是实验有时获得了成功，并重复他的实验，奇怪的是实验有时获得了成功，有时却失败，这是为什么呢？有时却失败，这是为什么呢？科学家们实验中可能忽视了科学家们实验中可能忽视了光照、植物本身、透明玻璃罩光照、植物本身、透明玻璃罩等对实验的影响等对实验的影响17791779年年 英英格格豪斯豪斯英英格格豪斯花了豪斯花了三个月三个月的时间，用带叶的枝条作了的时间，用带叶的枝条作了500次以上的次以上的实验（如图实验（如图)，发现，发现植物在植物在光照光照下才能（释放气体）更新空气。下才能（释放气体）更新空气。资料：在以后的资料：在以后的20多年中，多年中，在在许多科学家许多科学家的努力下，的努力下，特别是经过化学家们的努特别是经过化学家们的努力，研究得出空气成分以力，研究得出空气成分以后，后，才得知才得知英英格格豪斯提出豪斯提出植物可以更新空气，实际植物可以更新空气，实际是是吸收了吸收了CO2产生了产生了氧气氧气的原因。的原因。思考：思考：英英格格豪斯当时为什么只得出植物在光下更新豪斯当时为什么只得出植物在光下更新空气，而没有得出产生了氧气？空气，而没有得出产生了氧气？受当时科学技术发展的制约（还未能搞清楚空气的成分）受当时科学技术发展的制约（还未能搞清楚空气的成分）光照光照产生气体产生气体暗处暗处不产生气体不产生气体英格豪斯实验示意图1845年，德国科学家梅耶年，德国科学家梅耶植物在进行光合作用时把光植物在进行光合作用时把光植物在进行光合作用时把光植物在进行光合作用时把光能转变成了化学能储存起来能转变成了化学能储存起来能转变成了化学能储存起来能转变成了化学能储存起来思考：梅耶得出这个结论的依据是思考：梅耶得出这个结论的依据是什么？什么？答：依据是能量的转换和守恒定律答：依据是能量的转换和守恒定律答：依据是能量的转换和守恒定律答：依据是能量的转换和守恒定律18641864年年 萨克斯萨克斯思考：思考：1.1864年萨克斯欲探究光合作用的产物中有淀年萨克斯欲探究光合作用的产物中有淀粉。现提供一盆正常生长的粉。现提供一盆正常生长的绿色植物，黑纸片，酒精、绿色植物，黑纸片，酒精、碘液碘液等材料，小组讨论后，请帮助他设计该实验，等材料，小组讨论后，请帮助他设计该实验，演演示操作并示操作并叙述其实验过程。叙述其实验过程。2.请与萨克斯的实验请与萨克斯的实验（实验过程如右图（实验过程如右图)比比较，找出你实验中的不较，找出你实验中的不足，并完善你的实验设足，并完善你的实验设计方案。计方案。暗处理几小时酒精脱色滴加碘液一半遮光 一半曝光萨克斯实验示意图 1864年，（德）萨克斯的实验年，（德）萨克斯的实验v绿色叶片中光合作用中产生了淀粉绿色叶片中光合作用中产生了淀粉分析萨克斯的实验并思考下列问题：分析萨克斯的实验并思考下列问题：植物先进行暗处理几小时，目的是什么植物先进行暗处理几小时，目的是什么?酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?碘液染色的目的是什么碘液染色的目的是什么?该实验是如何遵循对照原则的？得出什么结论该实验是如何遵循对照原则的？得出什么结论?某小组分别选取了该植物上的两片叶做了同样实验，某小组分别选取了该植物上的两片叶做了同样实验，也得出了该结论，请同学们讨论，该结论可信吗？并也得出了该结论，请同学们讨论，该结论可信吗？并提出你的判断依据。提出你的判断依据。消耗掉营养物质消耗掉营养物质避免对实验干扰避免对实验干扰色素色素检测是否有淀粉产生检测是否有淀粉产生叶片一半遮光，一半曝光叶片一半遮光，一半曝光;植物在光下产生淀粉植物在光下产生淀粉.保证无关变量相同，减少实验误差保证无关变量相同，减少实验误差1880年恩格尔年恩格尔曼实验曼实验至此，光合作用的条件已基本清楚。是不是至此，光合作用的条件已基本清楚。是不是光合作用就没有新的问题了呢？光合作用就没有新的问题了呢？1941年，美国鲁宾和卡门的实验年，美国鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。光合作用释放的光合作用释放的O2是来自同是气体的是来自同是气体的CO2吗？吗？同位素标记法同位素标记法AB鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验如果实验这样做，行吗？如果实验这样做，行吗？1941941 1年，年，鲁宾和卡门鲁宾和卡门（同位素标记法）右图为鲁宾和卡门利用同位右图为鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验示意图。素标记法进行的实验示意图。图中图中A物质与物质与B物质相对分子质物质相对分子质量的比是（量的比是（）A1：2B.8：9C.2：1D.9：8BACO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2OD同位素标记法同位素标记法:同位素可用于追踪物质的运行和变化同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。化学反应的详细过程。同位素标记法的再次应用：同位素标记法的再次应用：美国科学家卡尔美国科学家卡尔文运用该研究方法对光合作用过程进行了详文运用该研究方法对光合作用过程进行了详细的研究，并取得了丰硕的成果。细的研究，并取得了丰硕的成果。19481948年年 卡尔文卡尔文CO214C314C6H12O614卡尔文用同位素标记法卡尔文用同位素标记法弄清弄清了：了：CO2中的中的碳碳在在光合作用中转化成光合作用中转化成有机物中碳有机物中碳的途径的途径抢答练一练抢答练一练抢答练一练抢答练一练抢答练一练抢答练一练有奖品哦有奖品哦有奖品哦有奖品哦有奖品哦有奖品哦1、请按时间先后顺序排列下列事件：（、请按时间先后顺序排列下列事件：（）德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉；产生淀粉；美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明：美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明：光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水；光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水；英国科学家普利斯特利指出植物可以更新气；英国科学家普利斯特利指出植物可以更新气；美国科学家恩格尔曼用水绵做实验证明：氧是由美国科学家恩格尔曼用水绵做实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。用的场所。ABCDC2.请用简洁语言给光合作用下定义。请用简洁语言给光合作用下定义。在在_条件下，在绿色植物的条件下，在绿色植物的_中中,把把_转化为转化为_同时释放同时释放_，这个过程叫光合作用这个过程叫光合作用 光照光照叶绿体叶绿体二氧化碳和水二氧化碳和水淀粉淀粉氧气氧气3、下图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片、下图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片照光照光24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（部分呈蓝色。本实验说明（）光合作用需要光合作用需要CO2光合作用需要光光合作用需要光光合作用需要叶绿素光合作用需要叶绿素光合作用放出氧光合作用放出氧光光合作用制造淀粉合作用制造淀粉ABCDC4、现有四个实验装置，若要验证绿色植物产生现有四个实验装置，若要验证绿色植物产生O2需要光和验证需要光和验证O2是否由绿色植物释放，应选是否由绿色植物释放，应选用的实验组合分别是（用的实验组合分别是（）A、和和B、和和C、和和D、和和B5.从人类对光合作用的探究历程来看，生物学从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么关系？试举例说明。手段的进步有什么关系？试举例说明。1785年，由于年，由于发现了空气的了空气的组成，人成，人们才明确才明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳，叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事个事实说明生物学的明生物学的发展与化学展与化学领域的研究域的研究进展展密切相关，又如：同位素密切相关，又如：同位素标记法的法的应用揭示了氧用揭示了氧气来自于水，气来自于水，说明了技明了技术手段手段对学科学科进步有着巨步有着巨大的推大的推动作用作用 谢谢谢谢指指导导 再再见见17711771年年 普利斯特普利斯特利利思考：思考：1.1.请请两位两位同学试着同学试着尝尝试动手实验试动手实验，其他同学观察其他同学观察实验现象，实验现象，并思考实验并思考实验的自的自变量，因变量和变量，因变量和遵循遵循的实验的实验原则？原则？实验一自变量是实验一自变量是植物的有无，植物的有无，因变量是因变量是蜡烛的熄灭时间；蜡烛的熄灭时间；实验二自变量是实验二自变量是植物植物的有无，的有无，因变量是因变量是小白鼠的死亡时间，小白鼠的死亡时间，体现了体现了单一单一变量原则变量原则。2.2.当时其他科学家也都为普利斯特当时其他科学家也都为普利斯特利利的实验吸引，的实验吸引，并重复他的实验，奇怪的是实验有时成功并重复他的实验，奇怪的是实验有时成功了了，有时，有时却却如同我们今天一样如同我们今天一样获得了失败，这是为什么呢？获得了失败，这是为什么呢？科学家们实验中可能忽视了科学家们实验中可能忽视了光照、植物本身、透明玻璃罩光照、植物本身、透明玻璃罩等对实验的影响等对实验的影响