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1、第5章 细胞的能量供应和利用,第4节 能量之源光与光合作用 光合作用的探究历程,授课教师：吴明清 奉节中学,水,二氧化碳,氧气,光,有机物,光合作用,什么是光合作用？,光合作用是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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,场所,条件,光合作用的探究历程,17世纪40年代，海尔蒙特(J.B.van Helmont，比利时),光合作用的探究历程,回眸历史,每天浇水，5年后,柳树增重80多kg土壤只减少100g,探究的一般步骤,植物生长的原料来自于水,植物生长的原料是水,与5年前进行对照土壤烘干后称重，只比原来减轻了0.1公斤，树增加了80多公斤,
2、植物生长的原料是什么,每天浇水，5年后,17世纪40年代，海尔蒙特(J.B.van Helmont，比利时),柳树增重80多kg土壤只减少100g,植物增重主要来自水分,不严密，没有考虑到空气的影响。,讨论：这个结论严密吗？他忽略了什么？,光合作用的探究历程,探究二：普利斯特利的实验,植物可以净化空气成分吗？,植物可以净化空气成分。,1771年普利斯特利实验,1,2,4,3,探究二：普利斯特利的实验,植物可以净化空气成分吗？,植物可以净化空气成分。,植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要的气体。,植物可以更新空气。,小鼠和点燃的蜡烛,光照，密闭玻璃罩,小鼠存活，蜡烛仍燃烧,光照，密闭玻璃罩绿色植物
3、,小鼠死亡，蜡烛也熄灭,光合作用的探究历程,植物可以更新空气,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779年，英格豪斯实验,实验重复了500多次,结论：绿叶只有在光照下才能更新空气,光合作用的探究历程,直到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,水,二氧化碳,氧气,光,？,光能,化学能,德国梅耶,光合作用的探究历程,只有在光照下绿叶才可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,光能,化学能,储存在什么物质中？,探究三：萨克斯的实验,植物光合作用的产物除氧之外还有什么产物
4、？,植物光合作用的产物还有淀粉。,1864年，萨克斯实验,阅读P.102第一自然段,如何设置对照？,实验中的自变量是什么？,为什么要黑暗处理？,如何将叶片脱色？为什么要脱色？,1864年，萨克斯实验,阅读P.102第一自然段,一半遮光一半曝光,为了使绿叶中原有的淀粉消耗掉,绿叶中的色素会溶解在有机溶剂（酒精）中，有利于碘液染色后观察叶片颜色变化。,？,？,如何设置对照？,？,实验中的自变量是什么？,自变量是有无光照。,探究三：萨克斯的实验,植物光合作用的产物除氧之外还有什么产物？,植物光合作用的产物还有淀粉。,曝光一侧的叶片经过碘液处理后变成蓝色,而遮光一侧的叶片经过碘液处理后不变蓝。,植物在
5、光合作用中产生了淀粉(有机物)。,光合作用的探究历程,绿色叶片光合作用产生淀粉,光合作用的场所究竟在什么地方呢？,1880年美国科学家恩格尔曼就以水绵和好氧细菌为实验材料，很好地解答了这个问题！,水绵是常见的淡水藻类每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。,1880年，恩格尔曼实验,极 细 光 束,无空气、黑暗中,无空气、完全曝光,结论：氧气是叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所,用极细的光束的照射，叶绿体可分为光照多和光 照少的部位，形成对比；临时装片暴露在光下的实验再次验证实验结果,恩格尔曼实验的巧妙之处:,选择水绵，其叶绿体
6、呈螺旋式带状,便于观察；选用好氧细菌可确定释放氧气多的部位,没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰,实验材料：,实验条件：,实验处理：,光合作用的探究历程,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。,小结:萨克斯的实验说明光合作用的产物有淀粉，光合作用的条件需要光；恩格尔曼的实验说明了光合作用的场所是叶绿体，光合作用的产物有O2！,光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？如何来检测？,利用放射性同位素做示踪原子，为解决氧气是来自水还是二氧化碳提供了技术手段。1939年，美国的科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法,用18O做示踪原子，对光合作用的产物氧气中氧的来源进行了探究。,提出问题：,鲁宾和卡
7、门的实验 用”同位素标记法”进行探究,作出假设：,实验设计与操作：,分析结果：,得出结论：,释放的O2来自于H2O还是CO2？,释放的O2 来自于CO2。,释放的O2 来自于H2O。,假设1：,假设2：,探究四：鲁宾、卡门的实验,？,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,第二组,美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,结论,第一组释放的氧气全都是，第二组释放的氧气全都是。,提出问题：,光合作用的探究历程,鲁宾和卡门的实验 用”同位素标记法”进行探究,作出假设：,实验设计与操作：,分析结果：,得出结论：,释放的O2来自于H2O还是CO2？,释放的O2 来自于CO2。,释放的O2 来自于H2O。,
8、18O2,O2,假设1：,假设2：,光合作用释放的O2 来自于。,H2O,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,第二组,美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,结论,问题：CO2中的碳怎样转化成有机物中的碳呢?,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。,CO2,14,光合作用的探究历程,在1961年获得诺贝尔化学奖,光合作用的探究历程,光合产物中有机物的碳来自CO2,光合作用释放的氧来自水。,总结光合作用的反应式,CO2H2O（CH2O）O2,光能,叶绿体,糖类,课堂演练,1下图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片照光24 h后，经脱色
9、、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色，本实验说明()光合作用需要CO2 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放出氧 光合作用制造淀粉 A B C D,C,21939年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如下两组实验,下列叙述正确的是（）A为了排除光照的影响该实验要在黑暗条件下进行BA和B相对分子质量之比为9：8 C设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气D实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水,D,3.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与 好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予 一定的条件，这些条件是()A.光照、有空气、临时装片中无
10、NaHCO3稀溶液 B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液 C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液 D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液,B,解析 水绵进行光合作用需要光照和CO2,NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境,是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之作对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。,4.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时后，以下相关比较不正
11、确的是(),A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量,4.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是(),A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量,解析 Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的质量大于Y3;中小球藻中含有（CH218O）的有机物,而中小球藻含有（CH2O）的有机物，故中小球藻质量大于的；和中的水都为H218O，且含量相同，因此质量等；在试管和原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余重量大于。,4.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是(),A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量,C,再见,
