光合作用探究历程.ppt

回眸历史解开光合作用之谜,非洲饥饿的孩子们等待着联合国的救济粮,粮食短缺,17世纪海尔蒙特(比利时)柳树实验,图C,结论：植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤。,3/10,普利斯特利实验,结论：只有在阳光照射下才能成功，,1779年英格豪斯的实验（荷兰）,1785年，由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。,1845年，德国科学家梅耶（R.Mayer）根据能量转换和守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,1864年萨克斯的实验,思考：（1）为什么用碘蒸气处理之后会变蓝？（2）为什么要先进行暗处理？,（3）为什么一半遮光，一半曝光？（4）从这个实验中，你可以得到什么结论？,证明：绿叶的光合作用产物除氧气以外,还有淀粉。,(1)为什么选用水绵？,氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,(2)好氧菌的作用？,(3)为什么临时装片要放在没有空气的黑暗环境里？,水绵，细胞中有细长、带状且螺旋状分布的叶绿体，利于观察,黑暗、无空气；排除环境中的光线、氧气对实验的影响,(4)为什么临时装片要放在没有空气的曝光环境里？,1939年（美国）鲁宾和卡门实验,提出问题,作出假设,设计实验,结果分析,得出结论,光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？,光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。,A中气体无放射性，B中气体具有放射性,光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于二氧化碳。,同位素标记法,CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,条件:光照原料:CO2、H2O产物:(CH2O)糖类、O2场所:叶绿体,光合作用的探究历程：（1）1771年普利斯特利：植物可空气1979年英格豪斯：普利斯特利实验只有在下才能成功，植物体只有才能更新污浊的空气1845年梅耶：植物在进行光合作用时把能转换成能储存起来1864萨克斯：光合作用产物除氧气外还有1880年恩格尔曼：光合作用场所是叶绿体1939年鲁宾、卡门：光合作用释放的氧气来自。,更新,阳光照射,绿叶,光,化学能,淀粉,水,实验设计：证明绿色植物在光下能产生氧气。,小资料：二次世界大战之后,美国加州大学贝克利分校的梅尔文卡尔文和他的同事们用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,来研究小球藻在光合作用中怎样固定CO2的。在卡尔文的实验中,发现标记的CO2转变成有机物的速度很快,几秒钟之内,在第一个中间产物(三碳化合物)中发现了放射性,所以将CO2的这种固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。最终的研究结果发现,CO2固定的C3途径是一个循环过程,称为C3循环,由于这一循环是卡尔文发现的,故又称卡尔文循环。,光合作用的场所：,叶绿体,光合作用的原料：,二氧化碳和水,光合作用的条件：,有光照,光合作用的产物：,淀粉、氧气,科学家的实验设计思想及方法，对你有什么启发？,（1）设置对照实验（如萨克斯的曝光和遮光实验、扬英根豪斯将枝条放在光下和放在暗处）；,（2）控制单一变量（鲁宾和卡门分别标记水和二氧化碳中的氧）；,（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）.,实验常考易错点萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目的是溶解色素；恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型；鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法(同位素标记法)。,(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。(3)普里斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。,结论1：只有在光下植物才能更新空气。,结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,英根豪斯实验,提示,淀粉遇碘会变蓝,德国科学家萨克斯的实验及结论,实验：把绿色叶片放在暗处几小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，放入酒精中隔水加热,再用碘蒸气处理叶片。,目的？,何作用？,何作用？,结论：绿色叶片在光合作用下产生了淀粉。,1880年恩吉尔曼(德国),现象：,分析：,好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。,光线照射部位进行光合作用产生了氧气。,黑暗中,极细光束,结论:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,黑暗，无空气,完全曝光,实验设计：探究光合作用产生的O2是来自水还是来自CO2?,实验方法：实验步骤：,放射性同位素标记法（标记哪个元素?）,5、美国科学家鲁宾和卡门实验及结论,实验：（1）用18O分别标记H2O和CO2。（2）、向绿色植物提供H218O和CO2、向绿色植物提供H2O和C18O2,结论：光合作用释放的氧全部来自水。,释放18O2,释放O2,1938，鲁宾和卡门(美国),H2OC18O2,H218OCO2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2O2,O2O2O2O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,想一想：恩格尔曼(1880年)的实验在设计上有何巧妙之处？,1、实验材料的选择：水绵，细胞中有细长、带状且螺旋状分布的叶绿体，利于观察；2、环境选择：黑暗、无空气；排除环境中的光线、氧气对实验的影响；3、光束：极细的光束照射水绵，且利用好氧细菌检测，可以准确判断水绵细胞中释放O2的部