光和作用探究历程公开课件

1、 俗话说俗话说“民以食为天民以食为天”，动物需要，动物需要以食物来维持生命，一粒种子萌发形成以食物来维持生命，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？养料又是从那里来的呢？“植物的根是一张嘴，植物的根是一张嘴，植物生活和生长所需植物生活和生长所需的一切物质，都是通的一切物质，都是通过根吸收了土壤汁得过根吸收了土壤汁得到的。到的。

2、”即植物生长即植物生长发育所需的物质完全发育所需的物质完全来自土壤。来自土壤。2400多年前多年前 Aristotle不足：未能通过实验去检验自己的理论。不足：未能通过实验去检验自己的理论。1.1.亚里士多德的推测亚里士多德的推测一、光合作用的发现过程一、光合作用的发现过程 真的来自真的来自“土壤土壤”吗？吗？2,16482,1648年年, ,比利时的范比利时的范海尔蒙特海尔蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)16481648年年, ,比利时的范比利时的范海尔蒙特海尔蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)柳树柳树土壤土壤82公斤公斤0.1公斤公斤木桶木桶问题讨论问题讨论(

3、1)根据这一事实海尔蒙特会提出什么观点？根据这一事实海尔蒙特会提出什么观点？ (2)据你了解该结论完全正确吗？忽略了什么？据你了解该结论完全正确吗？忽略了什么？结论：他认为建造植物体的原料主要是结论：他认为建造植物体的原料主要是, ,而不而不是土壤是土壤. .忽略了空气的作用。忽略了空气的作用。燃烧的蜡烛不易熄灭燃烧的蜡烛不易熄灭3 3、17711771年英国的普利斯特利年英国的普利斯特利(J(JPriestley)Priestley)小鼠不易窒息死亡小鼠不易窒息死亡实验证实：实验证实：植物可植物可蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变污浊的蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变污浊的。*要使实验更有说服力，还应设置几组实验

4、？要使实验更有说服力，还应设置几组实验？蜡烛很快熄灭蜡烛很快熄灭小鼠很快死亡小鼠很快死亡较长时间内正常较长时间内正常为什么？为什么？ 普利斯特利的实验有时成功，有时却失败？普利斯特利的实验有时成功，有时却失败？ 当时有人重复普利斯特利的实验，却得到当时有人重复普利斯特利的实验，却得到完全相反完全相反结论结论: :植物与动物一样能使空气变污浊植物与动物一样能使空气变污浊。蜡烛蜡烛燃烧时间更短燃烧时间更短蜡烛燃烧时间变长蜡烛燃烧时间变长4 4、17791779年，荷兰英格豪斯年，荷兰英格豪斯500500多次植物更新空气实验多次植物更新空气实验结果发现结果发现: :普利斯特利实验普利斯特利实验只有在

5、阳光照射下只有在阳光照射下才能成功才能成功; ;化学与生化学与生物学发展？物学发展？17851785年发现空气组成后年发现空气组成后, ,明确明确: :绿叶在光下绿叶在光下吸收吸收COCO2 2，同时，同时释放出释放出O O2 2学生活动一学生活动一：验证绿色植物的验证绿色植物的 光合作用释光合作用释放氧气（小组展示）放氧气（小组展示）材料：金鱼藻（或黑藻等沉水植物）。玻璃漏斗材料：金鱼藻（或黑藻等沉水植物）。玻璃漏斗一个，比漏斗直径稍宽大的烧杯一个，直径再大一个，比漏斗直径稍宽大的烧杯一个，直径再大一点的烧杯一个，试管一只，剪刀或刀片，火柴一点的烧杯一个，试管一只，剪刀或刀片，火柴一盒一盒

6、无色塑料矿泉水瓶、水绵、火柴、木条等无色塑料矿泉水瓶、水绵、火柴、木条等 他在实验中控制的单一变量是什么？他在实验中控制的单一变量是什么？英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗？为什么？分吗？为什么？把矿泉水瓶中加入约百分之九十五以上的水，保证了收集的气体的量约十毫升左右，实验时间不会太长把瓶内的空气排空，迅速拧紧瓶盖把瓶子倒放，此时注意观察瓶盖处有无漏水，防止了空气由瓶口进入5 5、18451845年德国梅耶根据能量转化和守恒定律明确年德国梅耶根据能量转化和守恒定律明确指出指出: : 植物进行光合作用时把植物进行光合作用时把储储存起来。存起来。在这一过程

7、中，光能哪里去了？在这一过程中，光能哪里去了？萨克斯，萨克斯，J.von Sachs (18321897) 4312黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光碘液处理碘液处理结论：植物在结论：植物在光光下产生了下产生了 淀粉淀粉提醒：结合萨克斯等人的实验方法，考虑提醒：结合萨克斯等人的实验方法，考虑该实验的自变量、因变量和无关变量是什该实验的自变量、因变量和无关变量是什么？如何控制？么？如何控制？暗处理一昼夜实验组实验组（无（无C C2 2O O） 对照组对照组（有（有C C2 2O O）清水清水NaNaOHOH光合作用在哪里进行？光合作用在哪里进行？7

8、7、18801880年，美国恩格尔曼年，美国恩格尔曼 100实验材料：水绵和好氧并能运动细菌实验材料：水绵和好氧并能运动细菌结论：结论：为什么选用水绵做为实验材料？为什么选用水绵做为实验材料？为什为什么选用黑暗并且没有空气的环境？么选用黑暗并且没有空气的环境？为什为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？好氧细菌集中于叶绿体完全曝露在光下？好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？呢？ 物理学与生物物理学与生物学发展？学发展？放射性同位素标记法放射性同位素标记法：科学家通过追踪放射性同位素标

9、记化合物，：科学家通过追踪放射性同位素标记化合物，可弄清化学反应详细过程的方法。放射性同位素标记的化合物，化可弄清化学反应详细过程的方法。放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。学性质不会改变。同位素：质子数相同，中子数不同的同一类原子的总称。同位素：质子数相同，中子数不同的同一类原子的总称。8、1940年年,美国鲁宾美国鲁宾(S.Ruben)和卡门和卡门(M.Kamen)光合作用释放氧到底来自光合作用释放氧到底来自H H2 2O O，还是来自，还是来自COCO2 2呢？呢？光合作用释放的氧到底来自光合作用释放的氧到底来自H2O，还是来自还是来自CO2呢？呢？H2OCO2氧的同位素氧的同位

10、素 O18H2 O18 C O218提供的材料：小球藻悬液提供的材料：小球藻悬液CO218O2C18O2O2H218OH2O鲁宾和卡门的同位素示踪实验鲁宾和卡门的同位素示踪实验14CO214C3（14CH2O)2020世纪世纪4040年代年代19411941年年18801880年年18641864年年18451845年年17791779年年17711771年年16481648年年2400多年前多年前亚里士亚里士多德多德植物根吸收了土壤汁得到的。植物根吸收了土壤汁得到的。16481648海尔蒙特海尔蒙特植物增重来自植物增重来自水水17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空

11、气17791779英格豪斯英格豪斯只有在只有在光照光照下只有绿叶才可以更下只有绿叶才可以更新空气新空气17851785科学家科学家发现空气组成18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是是光合作用的场所。光合作用的场所。19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合

12、产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2二、光合作用的概念二、光合作用的概念 指绿色植物通过指绿色植物通过，利用，利用，把，把和和转化成储存能量的转化成储存能量的，并，并且释放出且释放出的过程。的过程。厂房厂房动力动力原料原料产物产物叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳水水有机物有机物氧气氧气淀淀 粉粉O O2 2 2020世纪世纪4040年代年代19411941年年18801880年年18641864年年18451845年年17791779年年17711771年年16481648年年COCO2 2H H2 2O O展示材料部分兴趣小组学生收集的近代科学展示材料部分兴趣小组学生收集的近代科学家

13、对光合作用的研究、因光合作用的研究获家对光合作用的研究、因光合作用的研究获得诺贝尔奖的科学家。得诺贝尔奖的科学家。例如例如:1954年年D.I.阿尔农的循环光合磷酸化阿尔农的循环光合磷酸化的研究；英国的的研究；英国的R.希尔光反应系统的研究；希尔光反应系统的研究；1982年西德生化学家年西德生化学家H.米舍尔生物膜上的米舍尔生物膜上的色素复合体的成功分离；色素复合体的成功分离； 德国的蛋白质晶德国的蛋白质晶体结构分析专家体结构分析专家R.休伯和休伯和J.戴维森这个复合戴维森这个复合体的复杂的蛋白质结构的测定等。体的复杂的蛋白质结构的测定等。了解光合作用的探究历程，你有何感悟了解光合作用的探究历

14、程，你有何感悟?u科学探究的一般过程？科学探究的一般过程？提提出出假假设设得出得出结果结果和结和结论论发发现现问问题题分析分析处理处理实验实验数据数据设计设计实验实验验证验证假设假设交交流流表表达达从人类对光合作用的探究历程来看，生从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展物学的发展与物理学和化学的研究进展有什么联系？与技术手段的进步有什么有什么联系？与技术手段的进步有什么联系？试举例说明。联系？试举例说明。2020世纪世纪4040年代年代19411941年年18801880年年18641864年年18451845年年17791779年年17711771年年16481

15、648年年课后作业课后作业请学生思考有关光合作用的场所、动力、原请学生思考有关光合作用的场所、动力、原料、产物，是否还有需要研究的问题、如何料、产物，是否还有需要研究的问题、如何研究，并以小组合作的方式讨论、设计、汇研究，并以小组合作的方式讨论、设计、汇报、修正实验方案。报、修正实验方案。每个小组在课后交流、讨论、修正的基础上，每个小组在课后交流、讨论、修正的基础上，上交一份探究方案（包括探究的问题、作出上交一份探究方案（包括探究的问题、作出的假设、设计的探究过程等内容）。的假设、设计的探究过程等内容）。习题巩固习题巩固1、请按时间先后顺序排列下列事件、请按时间先后顺序排列下列事件 ( )德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 英国英国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自参科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水加