光合作用的探究历程PPT课件.ppt

光合作用 新叶沐浴着和煦的阳光 鸟儿在绿叶间尽情欢唱 是你给了我生命的甘露 是你给了我无穷的能量 原料1 原料2 产物1 产物2 动力 场所 水 CO2 O2 淀粉等有机物 光合作用的探究历程 观点 植物体由 土壤汁 构成 即植物生长发育所需的物质完全来自土壤 问题 植物生长所需的物质来自何处 亚里士多德 Aristotle 一 1627年比利时科学家海尔蒙特 74 43kg 0 1kg 结论 植物生长所需要的养料主要来自水 而不是土壤 76 7kg 89 9kg 5a后 实验前后的差值 图C 问题讨论与质疑 1 你认为他的结论正确吗 2 你认为海尔蒙特的实验设计存在什么问题 结论 植物可以更新污浊的空气 二 1771年英国的科学家普利斯特利 甲 乙 普利斯特利 J Pristly 通过植物和动物之间进行气体交换的实验 第一次成功地应用化学方法研究植物的生长 1 为什么学者们会得到不同的实验结果呢 2 你认为普利斯特利在实验中忽视了哪种条件 问题讨论与质疑 三 1779年荷兰的科学家英格豪斯 500多次植物更新空气的实验 又有何新发现 植物体只有在光照下才能更新污浊的空气 甲 乙 1 他在实验中控制的单一变量是什么 问题讨论 2 小组合作设计实验装置图 证明植物需要光才能制造O2 怎样检验O2 备选实验材料和器材 金鱼藻 大烧杯 漏斗 试管等 设计实验 A组 B组 3 英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗 为什么 问题讨论 1785年 在拉瓦锡的努力下人们才发现了空气的组成 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 四 1864年德国的植物学家萨克斯采用碘液检测淀粉的方法进行实验 萨克斯 J vonSachs 1832 1897 暗处理24小时 叶部分遮光 光照 酒精脱色 滴加碘液 观察现象 德国科学家萨克斯的实验过程 实验 把绿色叶片放在暗处一昼夜 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 问题讨论 参考问题 为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜 叶片部分遮光 部分曝光 目的是什么 这个实验得出什么结论 结论 植物在光下产生了淀粉 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 1880年 美国科学家恩格尔曼的水绵实验 实验证明 氧是由叶绿体释放出来的 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的部位 4 对照实验 黑暗与曝光对比 证明结果完全由光照引起 1897年 人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用 这样 柳苗的生长之迷也终于被揭开了 提出问题 探究光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水 五 1939年美国的科学家鲁宾 S Ruben 和卡门 M Kamen 利用同位素标记法进行了探究实验 1 需要标记什么元素 2 如何作出假设 3 怎样设计分组对照实验 4 预测实验结果有几种情况 5 得出什么结论 问题讨论 预测1 第一组为O2 第二组为18O2 来自H2O 预测2 第一组为18O2 第二组为O2 来自CO2 预测3 两组既有18O2 也有O2 来自两者 第一组 第二组 小球藻 小球藻 结论 光合作用释放的氧气来自水 第一组 第二组 预测1正确 第一组为O2 第二组为18O2 来自H2O 1939 鲁宾和卡门 美国 H2OC18O2 H218OCO2 O2O2O2 O2O2O2 O2O2O2 O2O2O2 O2O2O2 O2O2O2O2 O2O2O2O2 18O218O218O2 18O218O218O2 18O218O218O2 卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置 他用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪 从而进一步揭示了光合作用中复杂的化学反应 卡尔文循环 六 1948年美国的科学家卡尔文 M Calvin 等人的实验 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 条件 光照原料 CO2 H2O产物 CH2O 糖类 O2场所 叶绿体 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 同位素标记法放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律 用放射性同位素标记的化合物 化学性质不会改变 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 你知道常用的O的同位素吗