英國普里斯特利1771年植物更新空氣需要光照荷蘭英格豪斯（課堂PPT）

1、1陽光下最大的魔術(shù)陽光下最大的魔術(shù)1988年，德意志聯(lián)邦共和國的三位生物化學與結(jié)晶化學家約年，德意志聯(lián)邦共和國的三位生物化學與結(jié)晶化學家約翰翰戴森霍弗爾戴森霍弗爾(JohannDeisenhofer)、羅伯特、羅伯特休貝爾休貝爾(RobertHuber) 和哈特穆特和哈特穆特米歇爾米歇爾(HartmutMichel) 由于成由于成功地解析了細菌光合作用反應(yīng)中心的立體結(jié)構(gòu)，闡明了其光合功地解析了細菌光合作用反應(yīng)中心的立體結(jié)構(gòu)，闡明了其光合作用的進行機制，共同榮獲了諾貝爾化學獎。作用的進行機制，共同榮獲了諾貝爾化學獎。 又一項有關(guān)光合又一項有關(guān)光合作用的研究成果獲得了諾貝爾獎。得獎的評語中稱作用的

2、研究成果獲得了諾貝爾獎。得獎的評語中稱“光合作用光合作用是陽光下最大的魔術(shù)，是地球上最重要的化學反應(yīng)是陽光下最大的魔術(shù)，是地球上最重要的化學反應(yīng)”。2地球表面上的綠色植物每年通過光合作用大地球表面上的綠色植物每年通過光合作用大約制造約制造4400億噸有機物；億噸有機物；地球表面上的綠色植物每年通過光合作用儲地球表面上的綠色植物每年通過光合作用儲存的能量約為存的能量約為7.111018kJ，這個數(shù)字大約相當，這個數(shù)字大約相當于于240000個三門峽水電站所發(fā)出的電力，相當個三門峽水電站所發(fā)出的電力，相當于人類在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營養(yǎng)上所于人類在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營養(yǎng)上所需要的能量的需

3、要的能量的100倍。倍。為什么說為什么說“光合作用是陽光下最大的魔術(shù)光合作用是陽光下最大的魔術(shù)”呢？呢？3光光二氧化碳二氧化碳水水氧氣氧氣有機物有機物葉綠體葉綠體45探究探究歷程歷程課堂課堂練習練習學習目標學習目標1.認識光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，從中認識光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，從中理解光合作用的概念理解光合作用的概念2.體驗科學家的探究歷程體驗科學家的探究歷程3.培養(yǎng)分析實驗、設(shè)計實驗的能力培養(yǎng)分析實驗、設(shè)計實驗的能力光合作光合作用概念用概念6科學探究的一般過程科學探究的一般過程提出提出問題問題做出做出假設(shè)假設(shè)設(shè)計設(shè)計實驗實驗得出得出結(jié)論結(jié)論結(jié)果結(jié)果分析分析實施實施實驗實驗7光合作用的發(fā)現(xiàn)過程光合作用

4、的發(fā)現(xiàn)過程1771年年 普利斯特利實驗普利斯特利實驗1779年年 英格豪斯實驗英格豪斯實驗1843年年 梅梅 耶耶 實實 驗驗1864年年 薩薩 克克 斯斯 實實 驗驗1939年魯賓與卡門實驗?zāi)牯斮e與卡門實驗1771年年1779年年1845年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1880年年1880年年 恩格爾曼實驗恩格爾曼實驗1648年年 海爾蒙特實驗海爾蒙特實驗公元前公元前3世紀世紀亞里士多德亞里士多德8亞里士多德亞里士多德認為認為：植物：植物體由體由“土壤汁土壤汁”構(gòu)成，構(gòu)成，即植物生長發(fā)育所需的即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自物質(zhì)完全來自土壤。土壤。土壤減少的重量

5、土壤減少的重量=植物增植物增加的重量加的重量問題：問題：一粒種子可以長成參天大樹，植物是如一粒種子可以長成參天大樹，植物是如何進行物質(zhì)積累的？植物體內(nèi)物質(zhì)從哪里獲得何進行物質(zhì)積累的？植物體內(nèi)物質(zhì)從哪里獲得的？的？亞里士多德亞里士多德(Aristotle)9比利時比利時 范范. .海爾蒙特的實驗海爾蒙特的實驗開始時開始時柳樹的質(zhì)量柳樹的質(zhì)量2.5kg干土的質(zhì)量干土的質(zhì)量100kg+80.0kg0.1kg結(jié)論：結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水水, ,而不是土壤。而不是土壤。82.5kg99.9kg5年后年后實驗前后的差值實驗前后的差值1771年年1779年年1845

6、年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1980年年1648年年五年后五年后10植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)從哪兒獲得？植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)從哪兒獲得？實驗前后，柳苗增重實驗前后，柳苗增重80.0kg,80.0kg,土土壤只減少了壤只減少了0.1kg.0.1kg.植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)從植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)從水水中獲得中獲得植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)從水中獲得。植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)從水中獲得。作出假設(shè)作出假設(shè)提出問題提出問題設(shè)計實驗設(shè)計實驗結(jié)果分析結(jié)果分析得出結(jié)論得出結(jié)論實施實驗實施實驗在一個花盆里栽種了一棵柳樹。栽種前，花盆在一個花盆里栽種了一棵柳樹。栽種前，花盆里的泥土經(jīng)過高溫烘烤干燥后稱重

7、，柳樹也稱里的泥土經(jīng)過高溫烘烤干燥后稱重，柳樹也稱重，以后的重，以后的5年中，海爾蒙特除了只給柳樹澆水年中，海爾蒙特除了只給柳樹澆水外，沒有在花盆里添加任何物質(zhì)，外，沒有在花盆里添加任何物質(zhì)， 5年后，他將年后，他將柳樹和泥土分開稱重。柳樹和泥土分開稱重。合作討論：合作討論：分析本實驗的探究歷程分析本實驗的探究歷程 ？11思考：思考：范范海爾蒙特的海爾蒙特的“柳樹實驗柳樹實驗”進步之處在進步之處在什么地方？不足之處又在什么地方？試用你什么地方？不足之處又在什么地方？試用你已有的知識加以評價。已有的知識加以評價。參考：參考：進步之處是以實驗為證據(jù)推翻了傳統(tǒng)進步之處是以實驗為證據(jù)推翻了傳統(tǒng)認識中認

8、識中“小小的種子之所以能夠長成參天大小小的種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤樹，完全依靠于土壤”的觀點；的觀點；不足之處是沒有考慮到不足之處是沒有考慮到空氣、空氣、光照光照等因素等因素在在植物生長（即光合作用）中的作用。植物生長（即光合作用）中的作用。12英國科學家普利斯特萊的實驗英國科學家普利斯特萊的實驗1779年年1845年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1980年年1771年年植物可以更新因蠟燭燃燒或者小白鼠呼植物可以更新因蠟燭燃燒或者小白鼠呼吸而變的渾濁的空氣。吸而變的渾濁的空氣。13植物可以更新空氣成分嗎？植物可以更新空氣成分嗎？植物可以更新空氣成

9、分。植物可以更新空氣成分。植物能產(chǎn)生動物呼吸和蠟燭燃燒植物能產(chǎn)生動物呼吸和蠟燭燃燒所需要的氣體。所需要的氣體。植物可以更新空氣植物可以更新空氣。設(shè)計實驗設(shè)計實驗結(jié)果分析結(jié)果分析得出結(jié)論得出結(jié)論小鼠小鼠和點和點燃的燃的蠟燭蠟燭密閉玻璃密閉玻璃罩罩小鼠死亡，蠟燭也熄滅小鼠死亡，蠟燭也熄滅綠色植物綠色植物+ +密閉玻密閉玻璃罩璃罩小鼠存活，蠟燭仍燃燒小鼠存活，蠟燭仍燃燒提出問題提出問題作出假設(shè)作出假設(shè)實施實驗實施實驗合作討論：合作討論：分析本實驗的探究歷程分析本實驗的探究歷程 ？14思考：思考：當時其他科學家也都為普利斯特萊當時其他科學家也都為普利斯特萊的實驗吸引，并重復他的實驗，奇怪的是實的實驗吸

10、引，并重復他的實驗，奇怪的是實驗有時獲得了成功，有時卻失敗，這是為什驗有時獲得了成功，有時卻失敗，這是為什么呢？么呢？15荷蘭的科學家英根豪斯荷蘭的科學家英根豪斯結(jié)論結(jié)論: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。1771年年1845年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1629年年1980年年1779年年光照光照 產(chǎn)生氣體產(chǎn)生氣體暗處暗處 不產(chǎn)生氣體不產(chǎn)生氣體英根豪斯實驗示意圖 英根豪斯花了英根豪斯花了三個月三個月的時間，用帶葉的枝條作的時間，用帶葉的枝條作了了500500次以上的實驗（如圖次以上的實驗（如圖) )，發(fā)現(xiàn)普利斯特利的實，發(fā)現(xiàn)普利斯特利

11、的實驗只有在驗只有在光照光照下才能成功；下才能成功；16 1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們明確綠葉在光下成，人們明確綠葉在光下放出放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳。的是氧氣，吸收的是二氧化碳。171771年年1779年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1980年年能量守恒定律：能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。 德國科學家德國科學家 梅耶梅耶1845年年結(jié)論結(jié)論理論依據(jù)理論依據(jù)光合作用時將光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能181771年年1779年年

12、1843年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1980年年 德國科學家薩克斯德國科學家薩克斯1864年年191771年年1779年年1843年年1864年年1939年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1880年年 20 1771年年1779年年1843年年1864年年公元前公元前3世紀世紀1648年年1980年年1939年年21光合作用發(fā)現(xiàn)過程發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)內(nèi)內(nèi)容容發(fā)現(xiàn)年代發(fā)現(xiàn)年代公元前公元前3世紀世紀植物生長植物生長所需物質(zhì)所需物質(zhì)來自土壤來自土壤（古希臘：（古希臘：亞里士多亞里士多德）德）植物生長需要的物需要的物質(zhì)是水質(zhì)是水H2O（比（比利時：海利時：海爾蒙特）爾蒙特）1648年年

13、植物可以植物可以更新空氣更新空氣（英國：（英國：普里斯特普里斯特利利1771年年植物更新植物更新空氣需要空氣需要光照光照（荷（荷蘭蘭:英格豪斯）英格豪斯）1773年年綠色植物綠色植物通過光合通過光合作用吸收作用吸收CO2釋放釋放O2（瑞士：（瑞士：塞尼比爾）塞尼比爾）1782年年綠色植物綠色植物通過光合通過光合作用制造作用制造了了淀粉淀粉（德國：（德國：薩克斯）薩克斯）1864年年葉綠體葉綠體是是光合作用光合作用的場所的場所（美國：（美國：恩格爾曼）恩格爾曼）1880年年光合作用光合作用釋放的釋放的O2全部來自全部來自H2O（美（美國：魯賓國：魯賓和卡門）和卡門）1939年年光合作用的發(fā)現(xiàn)史光

14、合作用的發(fā)現(xiàn)史22光合作用的探究到此結(jié)束了嗎？20世紀世紀40年代，美國科學家年代，美國科學家卡爾文卡爾文用用同位素標記同位素標記法發(fā)現(xiàn)了卡爾文循法發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，探明了二氧化碳在光合作用環(huán)，探明了二氧化碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑.23根據(jù)實驗結(jié)論思考總結(jié)：根據(jù)實驗結(jié)論思考總結(jié)：1.1.光合作用原料、場所、條件、產(chǎn)物各是什么？光合作用原料、場所、條件、產(chǎn)物各是什么？在上述基礎(chǔ)上請用簡潔語言給光合作用下定義。在上述基礎(chǔ)上請用簡潔語言給光合作用下定義。3 3、試寫出反應(yīng)方程式。、試寫出反應(yīng)方程式。24光合作用的概念光合作用的概念綠色植物通過葉綠體吸收光能，綠色植

15、物通過葉綠體吸收光能，將二氧化碳和水合成為有機物將二氧化碳和水合成為有機物（通常指糖類中葡萄糖）并且釋（通常指糖類中葡萄糖）并且釋放出氧氣，同時也將光能轉(zhuǎn)化為放出氧氣，同時也將光能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中。化學能儲存在有機物中。25光合作用的總反應(yīng)式光合作用的總反應(yīng)式 CO2 + H2O (CH2O) + O2光照光照葉綠體葉綠體26課課 堂堂 小小 結(jié)結(jié)一、實驗探究的一般方法一、實驗探究的一般方法二、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程二、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程 1.亞里士多德的經(jīng)驗推測亞里士多德的經(jīng)驗推測 2.海爾蒙特的柳樹實驗海爾蒙特的柳樹實驗3.普里斯特利的實驗普里斯特利的實驗4.英格豪斯的實驗改進英格豪

16、斯的實驗改進光合作用條件光的證明光合作用條件光的證明5.薩克斯的實驗薩克斯的實驗光合作用產(chǎn)物淀粉證明光合作用產(chǎn)物淀粉證明6.恩格爾曼的實驗恩格爾曼的實驗光合作用產(chǎn)物光合作用產(chǎn)物O2和場所葉綠體的證明和場所葉綠體的證明 7.魯賓和卡門的同位素標記實驗魯賓和卡門的同位素標記實驗證明證明O2的來源的來源8卡爾文的實驗卡爾文的實驗證明證明CO2的的C的去向的去向三、光合作用的概念三、光合作用的概念四、光合作用總反應(yīng)式四、光合作用總反應(yīng)式271 1、英國科學家普利斯特萊將點燃的蠟燭與綠色、英國科學家普利斯特萊將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容

17、易熄滅。今天，我們對這一現(xiàn)象的合理解容易熄滅。今天，我們對這一現(xiàn)象的合理解釋是（釋是（ ） A.A.植物可以更新空氣植物可以更新空氣 B.B.綠色植物在光下能釋放氧氣綠色植物在光下能釋放氧氣 C.C.蠟燭燃燒所需物質(zhì)來自綠色植物蠟燭燃燒所需物質(zhì)來自綠色植物 D.D.綠色植物在光下制造有機物綠色植物在光下制造有機物B B課堂練習課堂練習282、某植物上的一片葉片的葉脈被切開（如、某植物上的一片葉片的葉脈被切開（如下圖），陽光照射下圖），陽光照射4個小時后，經(jīng)脫色，再個小時后，經(jīng)脫色，再進行碘處理，結(jié)果進行碘處理，結(jié)果A部呈棕褐色，部呈棕褐色，B部呈藍黑部呈藍黑色，這實驗證明（色，這實驗證明（ ）

18、 A光合作用需要陽光光合作用需要陽光 B光合作用需要水光合作用需要水 C光合作用有氧氣產(chǎn)生光合作用有氧氣產(chǎn)生 D光合作用需要光合作用需要CO2B切切開開部部位位293、如圖表示德國科學家薩克斯的實驗，在葉片照光、如圖表示德國科學家薩克斯的實驗，在葉片照光24小時后，經(jīng)脫色、漂洗并用碘液處理，結(jié)果有錫箔覆小時后，經(jīng)脫色、漂洗并用碘液處理，結(jié)果有錫箔覆蓋的部分呈棕色，而不被錫箔覆蓋的部分呈藍色。本蓋的部分呈棕色，而不被錫箔覆蓋的部分呈藍色。本實驗說明實驗說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 光光合作用需要葉綠素合作用需要葉綠素 光合作用放出氧光合作用放出氧 光合作用制光合作用制造淀粉（造淀粉（ ） A B C DC30帶狀葉綠體帶狀葉綠體4、如圖為水綿結(jié)構(gòu)模式，恩吉爾曼進行光合作用實驗、如圖為水綿結(jié)構(gòu)模式，恩吉爾曼進行光合作用實驗時，把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的時，把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，