二、光合作用的原理和应用 第一课时

光合作用的原理和应用 一 一 光合作用的探究历程 实验1 海尔蒙特 比利时 实验1648实验2 普利斯特利 英 实验1771实验3 英格豪斯 荷兰 实验1779实验4 萨克斯 德 实验1864实验5 恩格尔曼 美 实验1880实验6 鲁宾和卡门 美 实验1939 学案课堂 2000多年前亚里士多德 认为 植物是由土壤汁构成 即植物生长所需物质全部来自土壤 思考 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 1 1642年海尔蒙特 A 分析实验前后柳苗和干土的重量有何变化 忽视了空气 光照等因素 海尔蒙特实验示意图 柳树增重74 4kg 土壤只减少0 1kg 思考 B 海尔蒙特通过此实验得出柳苗的增重只是来自于水 你认为他忽视了哪些因素 2 普利斯特利 英 实验1771 3 1771年普利斯特莱 思考 A 请同学们试着描述该实验过程 并思考实验遵循了什么原则 第一组 将一根蜡烛罩在玻璃钟罩内 另一根蜡烛与绿色植物一起罩在玻璃钟罩内 第二组 将一只老鼠罩在玻璃钟罩内 另一只老鼠与绿色植物一起罩在玻璃钟罩内实验中巧妙的进行了对照 植物的有无体现了变量的单一 B 当时其他科学家也都为普利斯特莱的实验吸引 并重复他的实验 奇怪的是实验有时获得了成功 有时却失败 这是为什么呢 科学家们实验中可能忽视了光照 植物本身 透明玻璃罩等对实验的影响 1779年 荷兰科学家英格豪斯的实验 普利斯特利的实验只有在光照下才能成功 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 1785年 人们明确绿叶在光下放出的是氧气 吸收的是二氧化碳 1845年 梅耶指出 植物在进行光合作用时 把光能转变成化学能储存起来 4 1779年英根豪斯 英根豪斯花了三个月的时间 用带叶的枝条作了500次以上的实验 如图 发现植物在光照下才能 释放气体 更新空气 资料1 在以后的20多年中 在许多科学家的努力下 特别是经过化学家们的努力 研究得出空气成分以后 得知英根豪斯提出植物可以更新实空气 实际是产生了氧气的原因 思考 英根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 受当时科学技术发展的制约 还未能搞清楚空气的成分 4 1864年萨克斯 思考 A 1864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绿色植物 黑纸片 酒精 碘液等材料 小组讨论后 请帮助他设计该实验 叙述其实验过程 B 请与萨克斯的实验 实验过程如右图 比较 找出你实验中的不足 并完善你的实验设计方案 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 酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分 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 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 并提出你的判断依据 消耗掉营养物质避免对实验干扰 色素 检测是否有淀粉产生 叶片一半遮光 一半曝光 植物在光下产生淀粉 5 恩格尔曼实验 恩格尔曼的实验说明了什么问题 思考 A 好氧细菌容易聚集在O2多的部位 由此得出产生O2部位是什么 光合作用场所在哪里 1880年恩吉尔曼 叶绿体 B 小组讨论 恩吉尔曼在实验的选材上 光照处理等方面有哪些巧妙之处 1 选材方面 选用水绵为实验材料 水绵叶绿体呈带状 大而明显 便于观察 选用好氧细菌检测 能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位 2 选用了极细光束照射 黑暗 局部光照 和曝光对比实验 C 某兴趣小组用透过三棱镜的光线照射水绵临时装片 惊奇发现大量好氧细菌聚集在红光和蓝光区域 从这一结果中你能推导出什么结论 叶绿体主要吸收红光和蓝光 用于光合作用 放出O2 光合作用释放的O2到底是来自H2O 还是CO2呢 6 1939年美国鲁宾卡门 C18O2 O2 CO2 18O2 H2O H218O 光照下的球藻悬液 这个实验可以得出什么结论 A B 同位素标记法研究 放射性同位素可以用于追踪物质的运行和变化规律 放射性同位素标记的化合物 化学性质不变 科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物可以弄清化学反应的详细过程 这种方法叫做同位素标记法 光合作用探索历程总结学案课堂 植物可以更新空气 只有在光照下 绿叶才能更新空气 绿叶在光下放出的气体是氧气 吸收的是二氧化碳 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来 光合作用的产物还有淀粉 氧气是叶绿体释放出来的 叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放的氧气全部来自水 光合产物中有机物中的碳来自CO2 你的想法 1 从人类对光合作用探究历程来看 生物学的发展与物理学和化学有什么联系 与技术手段的进步有什么关系 2 分析人类对光合作用的探究历程 你还有哪些感悟 请与同学交流 3 请课后登陆相关网站查询在光合作用探究的历程中还有哪些科学家作出了贡献 打印出来与同学们交流 场所 叶绿体 条件 光能 原料 二氧化碳 水 产物 糖类 CH2O 氧气 光合作用总反应式 光合作用的定义 绿色植物通过叶绿体 利用光能 把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物 并且释放出氧气的过程 二 光合作用过程 外膜 基质 基粒片层 类囊体 基粒 酶 色素 知识回顾 内膜 光合作用的过程 水的光解 O2 H ADP Pi C5 2c3 固定 还原 多种酶参加催化 能量转化 光能 ATP活跃化学能 稳定化学能 元素转移 O元素 H2 O O2 C元素 CO2 C3 CH2O 光能 有机物 条件 光 色素 酶 场所 物质变化 水的光解 ATP的合成 基粒类囊体薄膜上 光能 1 光反应阶段 吸收传递和转换光能 能量转换 ATP中活跃的化学能 产物 H O2 ATP 条件 不需光 需多种酶 场所 叶绿体基质中 物质变化 CO2的固定 三碳化合物的还原 ATP中活跃的化学能 2 暗反应阶段 C3 H CH2O C5 酶 ATP ADP Pi 能量转换 有机物中稳定的化学能 产物 CH2O ADP Pi 整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么 物质变化 无机物 能量变化 光能 光合作用的实质 有机物 糖类等有机物中的化学能 叶绿体的类囊体膜上 叶绿体的基质中 必须有光 色素 酶 有光无光均可 酶 ATP H CO2 光反应为暗反应提供 H 和ATP 暗反应产生的ADP和Pi为光反应提供原料 二者是密切联系 缺一不可的整体 学案课堂光合作用光反应和暗反应的比较 水分解成氧气和 H 形成ATP CO2被固定 C3被 H 还原 最终形成糖类和C5 ATP转化ADP和Pi 下图是光合作用过程图解 请分析后回答下列问题 图中B是 它来自于 的分解 图中C是 它被传递到叶绿体的 部位 用于 图中D是 在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示 H为I提供 2 水 H 基质 C3的还原 ATP 色素吸收的光能 光反应 H 和ATP 1 绿色植物在暗处不能放出氧气是因为 A CO2的固定受阻B 三碳化合物的还原需要光C 水的分解不能进行D 五碳化合物的再生困难 三 练习巩固 C 2 光合作用不在叶绿体类囊体膜上进行的是 A ADP Pi 能量ATPB 氧气的产生C 二氧化碳的固定D H 的产生 C 3 科学家用14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子 探明其转移的途径是 A 二氧化碳叶绿素ATPB 二氧