光合作用探索歷程課件

1、第四節(jié) 能量之源光與光合作用 是細(xì)胞和生物體進行生命活動的主要能源物質(zhì)。 是生物體內(nèi)儲存能量的重要物質(zhì)。 是生物體進行一切生命活動的直接供能物質(zhì)。動物和人形成ATP的途徑是 。綠色植物形成ATP的途徑是 。 糖類脂肪ATP練一練：呼吸作用呼吸作用和光合作用什么是光合作用？ 光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。 場所條件產(chǎn)物原料 人們得出這一認(rèn)識經(jīng)歷了漫長的探索歷程，科學(xué)家們用了200多年的時間，經(jīng)過無數(shù)次的實驗才對光合作用有了一個比較清楚的認(rèn)識?，F(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探尋的足跡，去體驗他們認(rèn)識問題的思維過程和科學(xué)探索的樂趣。一

2、、光合作用的探究過程（一）亞里士多德的觀點土壤減少的重量=植物增加的重量問題討論：1、亞里士多德的觀點對嗎？ 2、植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)是否全部來源于土壤？有可能來源于土壤以外的地方嗎？3、從土壤中吸收來的營養(yǎng)物質(zhì)是否全部轉(zhuǎn)化成植物的物質(zhì)并儲存于植物體內(nèi)？4、亞里士多德的觀點是否完全沒有進步意義？ （二）海爾蒙特的實驗：1642年提出問題植物建造自身的原料全部來自土壤嗎?作出假設(shè)植物建造自身的原料不全部來自土壤。設(shè)計實驗五年后柳樹增重74.47kg土壤只減少0.06kg結(jié)果分析植物建造自身的原料不全部來自土壤。植物的增重主要來自水分！得出結(jié)論在植物生長過程中補充了大量的水分5年后土壤的減少量很

3、少假設(shè)成立。植物的增重主要來自水分！質(zhì)疑：海爾蒙特對他的實驗結(jié)果分析合理嗎？ 他并沒有考慮空氣對植物生長的影響！(三)普利斯特利的實驗：1771年植物能產(chǎn)生動物呼吸和蠟燭燃燒所需要的氣體。結(jié)果分析得出結(jié)論植物可以更新空氣！ 普利斯特利通過實驗證明了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。但是，他沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用，而是將空氣的更新歸因于植物的生長。 當(dāng)時有人重復(fù)普利斯特利的實驗，卻得到完全相反的結(jié)論，認(rèn)為植物跟動物一樣能使空氣變污濁。 普利斯特利的實驗有時成功，有時失敗，可能的原因是什么？ 可能是在無光的條件下做的實驗，因為無光時，植物不進行光合作用，只進行細(xì)胞呼吸，

4、所以沒有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，所以實驗失敗！(四)英格豪斯的實驗 1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。(五)拉瓦錫的發(fā)現(xiàn) 1785年，法國科學(xué)家拉瓦錫發(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。水二氧化碳氧氣光證明：1、光合作用的場所是葉綠體； 2、光合作用的產(chǎn)物有氧氣！(六)恩格爾曼實驗:1880年,美國(七)梅耶的研究 1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來。 光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)

5、能，儲存于什么物質(zhì)中呢？也就是植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？(八)薩克斯的實驗: 1864年一半曝光，一半遮光暗處理光照酒精脫色結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉碘蒸汽處理問題1：薩克斯的實驗?zāi)康氖鞘裁?？問題2：為什么對植物進行一晝夜的暗處理？問題4：為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？驗證光合作用的產(chǎn)物是什么。為了將葉片中原有的淀粉耗盡。進行對照問題5：實驗中哪組是實驗組？哪組是對照組？曝光組是實驗組。問題3：為什么要對葉片進行脫色處理？ 因為葉片是綠色的，如果不脫色處理的話，葉片的顏色將對后面的淀粉染色產(chǎn)生干擾。 光合作用的原料有水和二氧化碳，那么，光

6、合作用釋放的氧氣到底是來自二氧化碳還是水？ 隨著技術(shù)的進步，人們發(fā)現(xiàn)了放射性同位素，利用放射性同位素做示蹤原子去追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律?？茖W(xué)家通過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)過程。這種方法叫同位素示蹤法。 同位素示蹤法為解決氧氣是來自水還是二氧化碳提供了技術(shù)手段。1939年，美國的科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法,用18O做示蹤原子，對光合作用的產(chǎn)物氧氣中氧的來源進行了探究。（九）魯賓和卡門的實驗：1939年提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗結(jié)果分析得出結(jié)論光合作用釋放的氧氣到底是來自二氧化碳還是水？假設(shè)1：光合作用釋放的氧氣來自二氧化碳。假設(shè)2：光合作用釋放的氧氣來自水。光合

7、作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。（十）卡爾文的實驗：20世紀(jì)40年代 20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文利用放射性同位素14C標(biāo)記的14CO2做實驗研究了光合作用產(chǎn)生的有機物是怎樣合成的問題。最終探明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)。1961年諾貝爾化學(xué)獎得主 1、光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物分別是什么？你能用一個化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎？思考與討論：原料：二氧化碳和水產(chǎn)物：淀粉和氧氣場所：葉綠體條件：光，多種酶等。CO2 + H2O 淀粉 + O2 從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進展關(guān)系很密切。例如，直到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，這個事例說明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，都說明在科學(xué)發(fā)展的進