1、回眸歷史 解開光合作用之謎,非洲饑餓的孩子們等待著 聯(lián)合國的救濟糧,糧食短缺,17世紀(jì)海爾蒙特(比利時) 柳樹實驗,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,普利斯特利實驗,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）,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，植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來,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,思考：（1）為什么用碘蒸氣處理之后會變藍(lán)？ （

2、2）為什么要先進行暗處理？,（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。,(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？,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

3、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。,同位素標(biāo)記法,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)。,條件:光照 原料:CO2、H2O 產(chǎn)物:(CH2O)糖類、O2 場所:葉綠體,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：

4、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,實驗設(shè)計： 證明綠色植物在光下能產(chǎn)生氧氣。,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)。

5、,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,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）.,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

6、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)。,(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。,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,提示,淀粉遇碘會變藍(lán),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

7、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？,結(jié)論：綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉。,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行光合作用的場所,黑暗，無空氣,完全曝光,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?）,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）、向綠色植物提供H21

8、8O和CO2 、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O2,1938，魯賓和卡門(美國),H2O C18O2,H218O CO2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2 O2,O2 O2 O2 O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,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、環(huán)境選擇：黑暗、無空氣；排除環(huán)境中的光線、氧氣對實驗的影響； 3、光束：極細(xì)的光束照射水綿，且利用好氧細(xì)菌檢測，可以準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放O2