光合作用的发现过程.ppt

俗话说“民以食为天”，动物需要以食物来维持生命，一粒种子萌发形成幼苗，一棵小树成长为参天大树，整个过程中不断有物质的积累，其质量也增加了几百以至上千倍，它的食物是什么呢？树长那麽大需要多少养料呀！这些养料又是从那里来的呢？,光合作用的研究历史,指导者：翟广娟,2000多年前，亚里士多德认为“植物的根是一张嘴，植物生活和生长所需的一切物质，都是通过根吸收了土壤汁得到的。”,亚里士多德的经验推测,真的有“土壤汁”吗？,b,c,土壤100千克,柳树2.5千克,5年后,只浇水,约99.94千克,约77千克,17世纪，赫尔蒙特的实验,1.柳树增重的原因是什么呢?,水,2.本实验的结论是什么？,植物生长只需要水,柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特忽视了哪些因素？,未考虑空气和光照对植物生长的影响。,18世纪，普利斯特利的实验,植物可以更新由于小白鼠呼吸而变污浊的空气,当有的人重复普利斯特利的实验时,有的成功，有的总是失败，这是什么原因呢?,1779年，荷兰，英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验发现了其中的秘密。,只有在光下植物才能更新空气。,植物究竟更新了空气中的什么成分？,直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳,1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。,光能哪里去了？,植物究竟把化学能储存哪种物质内呢？,1864年,萨克斯的实验,科学方法？,1880年恩格尔曼的水绵实验,小资料水绵是常见的淡水藻类，每条水绵有许多个结构相同的长筒状细胞连接成的。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。,1.为什么用水绵-2.为什么用好氧细菌-3.为什么在没有空气的环境中-4.为什么在黑暗环境中-5.为什么用的是极细的光束-,恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？,水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察,可以确定释放氧气多的部位,排除了氧气的干扰,排除了光的干扰,使叶绿体上可分为有光和无光部位形成对照实验,叶绿体,用放射性同位素标记法，探究光合作用过程中产物的氧气的来源,几点提示：1.实验要求：运用放射性同位素标记的实验方法,2.氧元素中18O具有放射性。,3.实验设计中坚持实验原则,实验探究光合作用过程中产物氧气的来源你们研究的问题是：探究光合作用过程中产物氧气的来源你们的假设是：氧气中的氧元素来自你们的实验材料是：小球藻，反应物（水和二氧化碳），通气管你们设计的实验步骤是：你们预测可能出现的实验现象是：,鲁宾和卡门做的同位素标记实验,光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是来自CO2,这一实验证实了：,20世纪40年代，美国的科学家卡尔文用同位素标记法，发现了卡尔文循环，探明了二氧化碳转化成有机物的途径,卡尔文循环,光合作用是通过利用,把转化成储存着能量的，并且释放出的过程。,光合作用的概念,对象,场所,条件,原料,绿色植物,叶绿体,光能,二氧化碳和水,有机物,氧气,美国,古代,古希腊,亚里士多德,土壤减少的重量等于植物增加的重量,17世纪,比利时,赫尔蒙特柳树实验,植物增重来自水,1771年,英国,普利斯特利钟罩实验,植物可以更新空气,1779年,荷兰,英格豪斯的重复试验,植物只有在光下绿色部分可以更新空气（500多次实验）,1785年,由于发现了空气的组成,绿叶在光下放出氧气,1864年,德国,萨克斯半叶实验,光合作用能产生淀粉,1880年,恩格尔曼水绵实验,在光下叶绿体放出氧气,1939年,美国,鲁宾和卡门,氧气来自于水,1940年,美国,卡尔文,CO2的碳转化成有机物中的碳,小结,科学是没有国界的，科学探索也是无止境的，昨日的海尔蒙特、卡尔文今日的你明日的？,1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。请据此实验回答相关问题：,课堂练习,在该实验中，萨克斯看到的现象是（）A.叶片全变蓝B遮光一半变蓝C曝光一半变蓝D叶片全不变蓝【解析】该实验通过检测淀粉的有无来说明植物是否进行了光合作用，曝光处有淀粉产生，经碘蒸气处理后将表现出蓝色，遮光处不变色。,C,课堂练习,萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时的目的（）A将叶片中的水分消耗掉B将叶片中原有的淀粉消耗掉C增加叶片的呼吸强度D提高叶片对光的敏感度【解析】为了让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗，这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，而不可能是叶片在实验前贮存的。该实验中事先把叶片放在暗处几小时的目的是让有机物（如淀粉）被彻底消耗，避免叶片内原有淀粉对实验结果造成干扰。,B,课堂练习,萨克斯对这个实验的设计具有很强的逻辑上的严密性，具体体现在()A没有对照实验B本实验不需要设对照实验C曝光处作为对照实验D遮光处作为对照实验,D,课堂练习,该实验中叶片内含有的叶绿素等色素，会对碘液处理后表现出的蓝色造成干扰，影响实验现象的观察，为增强实验效果，对叶片应做怎样的处理？【解析】脱去叶片中的叶绿素。叶绿体中的色素溶解于酒精，故可用酒精水浴加热进行脱色。酒精的沸点比水低，直接放在火上加热，酒精蒸发太快，造成浪费，而且溶解叶绿素的效果也不好，尤其容易引燃酒精发生危险。,在碘液处理之前，将叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片内的色素溶解于酒精中，再用清水漂洗叶片。,课堂练习,该实验除了证明“光合作用产生了淀粉”外，还成功地证明了什么？【解析】根据单一变量原则，确定实验结果的不同是由于自变量因素的不同所导致的。该实验的自变量为光照的有无，故得到的结论是光合作用需要光照。,光合作用需要光照。,课堂练习,关于恩格尔曼的水绵实验装置的分析，错误的是()A在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱B临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C用好氧性细菌起指示作用D水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件,A,课堂练习,教学后记：本堂课主要介绍光合作用的发现过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探索的一般方法，是培养学生科学素质的好素材。为此，将这一部分内容安排一课时来完成。本