光合作用的发现历程

光合作用的发现历程第一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：古时候，人们一直以为小小的种子之所以能够长成参天大树，它那粗壮的树干和繁茂的树枝完全是由“土壤汁”变化而来的，事情果然是这样吗？亚里士多德第二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日1、海尔蒙特(V.Helment)的实验结论：1648比利时,范·海尔蒙特五年后柳树增重74.5kg干土减重＜0.06kg柳苗重2kg干土重90kg植物生长所需要的养料主要来自于水，而不是土壤。？海尔蒙特第三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：海尔蒙特的实验忽视了什么对于有机物形成所起的作用？土壤中损失的少量重量是什么？空气无机盐第四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日2、普利斯特莱(J.Priestley)的实验1771英国,普利斯特莱1648结论：植物生长不仅需要土壤中的水，而且需要从空气中吸收CO2，同时释放出O2。普利斯特莱第五页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：如何设计实验证明之？人们重复普利斯特莱的实验，但有的人成功了，而有的人失败了，你能找到原因吗？光照以“光照与否”作为单一变量设计对照试验第六页，共二十七页，编辑于2023年，星期日第七页，共二十七页，编辑于2023年，星期日3、英根豪斯(J.Ingenhousz)的实验164817711779荷兰,扬·英根豪斯结论：植物需要阳光才能制造出O2。英根豪斯第八页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：植物在阳光下只产生氧气吗？第九页，共二十七页，编辑于2023年，星期日4、萨克斯(J.vonSachs)的实验1648177117791864德国,萨克斯结论：植物叶片在阳光下可以产生淀粉。1、把绿色叶片放在暗处几小时进行饥饿处理。2、然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光，放置一段时间。3、然后，放入酒精中隔水加热，再用碘蒸气处理叶片。实验过程：实验目的：证明绿色植物在光下能制造淀粉。萨克斯第十页，共二十七页，编辑于2023年，星期日第十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：光合作用的反应场所是什么？如何实验证明？第十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日5、恩吉尔曼(C.Engelmann)的实验结论：叶绿体是光合作用的场所。16481771177918641880德国,恩吉尔曼恩吉尔曼第十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日恩格尔曼实验方法的巧妙之处1.材料：水绵----水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察好氧细菌----可以确定释放氧气多的部位2.环境：没有空气----排除了氧气的干扰黑暗环境中----排除了光的干扰3.对比实验：极细的光束----使叶绿体上可分为有光和无光部位形成对照实验还可使叶绿体上分为光多和光少的部位形成对比实验临时装片要重新暴露在光下----反过来再一次验证实验结论第十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★试一试：你能写出光合作用的反应式吗？H2O+CO2O2+

(CH2O)叶绿体光能★思考：什么是光合作用？指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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（P76-第一段）第十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★思考：H2O和CO2都含有氧元素，你知道光合作用产生的O2中的氧元素来自于H2O还是CO2吗？如果让你证明之，你有何思路？第十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★小常识：放射性同位素标记法同位素：两个原子质子数相同，但中子数不同，具有相同的原子序，在周期表上是同一位置的元素，称为同位素。

放射性同位素：放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出某种可以检测到的射线，直至变成另一种稳定的同位素。放射性同位素标记法：放射性同位素与这种元素的其它同位素具有相同的化学性质。利用放射性同位素代替非放射性的同位素参与生物化学反应，用仪器对其进行跟踪观测，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做放射性同位素标记法。有关生物大分子的结构与功能的研究，几乎都要借助于该方法。第十七页，共二十七页，编辑于2023年，星期日6、鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)的实验164817711940美国,鲁宾、卡门17791864结论：植物光合作用释放的氧气来自于水。1880C18O2H218OCO2H2O18O2O2光照射下的小球藻悬液鲁宾卡门第十八页，共二十七页，编辑于2023年，星期日7、卡尔文(M.Calvin)的实验贡献：CO2被用于合成糖类等有机物的复杂过程。1948美国,卡尔文164817711940177918641880卡尔文第十九页，共二十七页，编辑于2023年，星期日经过众多科学家长达300年的不懈努力，人类逐渐了解了光合作用的基本知识，但如今关于光合作用的未解之谜还有很多，科学家还需要继续探究……关于光合作用的科学研究结束了吗？1648177119401779186418801948现在及未来海尔蒙特普利斯特莱英根豪斯萨克斯恩吉尔曼鲁宾和卡门卡尔文？第二十页，共二十七页，编辑于2023年，星期日★科学家的实验设计思想及方法，对你有何启发？（4）恰当地选材（如恩吉尔曼的实验材料：水绵和好氧细菌)（1）设置对照实验（如萨克斯的暴光和遮光实验、英根豪斯将枝条放在光下和暗处)（2）控制单一变量（鲁宾和卡门标记H2O和CO2中的O)（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)

……第二十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日

1.在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名的实验，关于这些实验设计在逻辑上的严密性和意义，不正确的是(

)。A．普利斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡——证明了绿色植物在光照条件下吸收CO2，放出O2，从而更新了空气B．萨克斯把绿色叶片部分曝光，遮光部分是作为对照处理——证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉C．恩格尔曼用水绵和好氧细菌以极细光束照射，曝光是作为对照处理——证明了氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所D．鲁宾和卡门用同位素分别标记CO2和H2O，供绿色植物利用，分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧气全部来自H2OA课堂评价第二十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日2．德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)数小时后，再把叶片的一部分遮光，一部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘蒸气处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(

)。①本实验未设对照组②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态④实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉A．只有②③ B．只有①②③C．只有②③④ D．①～④全部A课堂评价第二十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日3、选一盆天竺葵预先放在黑暗中48h，再将整个叶片左侧用黑纸夹住，在阳光下照4h，剪下此叶片，用打孔器分别在该叶片的不同部位取下A、B两个圆片(如右图)，放在酒精中加热脱色，再用清水漂洗，取出后加碘液，请据此回答:(1)将植株在黑暗中放48h的目的是

。

(2)A、B两个圆片中,变蓝的是

，说明该处进行光合作用产生了

。(3)比较A和B,说明

。B淀粉光合作用需要光课堂评价使植物体内原有淀粉全部消耗掉第二十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日4、海尔蒙特用桶盛着称好重量的土壤，插入称好重量的柳条，浇以雨水，并精确地收集全部落叶等脱落物。5年后，柳树共增重74.5kg，而土壤的全部损失还不到60g。于是他得出结论，柳条获得的74.5kg的物质只来源于水。请据此回答：（1）根据你所掌握的生物学知识，判断海尔蒙特的结论是否确切?为什么?（2）土壤中损失的少量物质是

。无机盐不确切。因为他没有考虑空气对有机物形成所起的作用。课堂评价第二十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期日5.右图是20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。他们用氧的同位素(18O)分别标记H2O和CO2，使它们分别成为HO和C18O2，然后按示意图做实验。请对实验作出必要说明。课堂评价第二十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期日(1)在小球藻进行光合作用过程中，向第一组提供的物质是______和______；向第二组提供的物质是___