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 本堂课在设计时希望把科学知识作为培养学生科学精神和创新思维能力的载体 从重复古代科学家的经典实验到课堂上的交流讨论 发现探索 再到实验设计 为学生搭设一个自主学习 发现探究的 平台