[学科竞赛]光合作用.ppt

1779年，英格豪斯 * 阳光下最大的魔术 “阳光下最大的魔术” “地球上最重要的化学反应” 俗话说：人是铁，饭是钢，一顿不吃饿得慌。 绿色植物 绿色植物制造的有机物养活了地球上几乎所有的生物。 人和动物的绝大部分的食物最终来自哪里？ 问题1：植物为什么会生长？ 亚里士多德 (公元前384-前322) 植物由土壤汁构成 植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。 古希腊哲学家亚里士多德 直到18世纪中期，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。 图A 图B 图C 图D 干燥土壤 90.8kg 小柳树 2.25kg 只用雨水浇灌 五年后柳树长大 土壤烘干后称重 1648-1653年(比利时)海尔蒙特 +74.75kg 76.70kg 2.25kg 柳 树 -0.06kg 90.74kg 90.80kg 土壤干重 变化 实验后 实验前 实验结论： 植物是从水中而不是从土壤中得到 营养物质。 你认为海尔蒙特忽略了哪个重要因素，致使他的实验结论现在看来不太正确？ 是谁首先想到 植物的生长与空气有关的呢？ 1771 普利斯特利（英国）实验 1771普利斯特利（英国）实验 普利斯特利的实验 植物可以更新空气成分吗？ 植物可以更新空气成分。 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。 设计实验 结果分析 得出结论 小鼠和点燃的蜡烛 密闭玻璃罩 小鼠死亡，蜡烛也熄灭 绿色植物+密闭玻璃罩 小鼠存活，蜡烛仍燃烧 提出问题 作出假设 实施实验 实验结论： 植物能够更新因燃烧或呼吸 而变混浊的空气。 重复他的实验， 有时成功，有时失 败，why？ 阅读材料 1779年荷兰科学家英格豪斯通过实验证明绿色植物只有在光下才能净化空气；他还发现，光照下的绿色植物能够释放气体，这种释放气体的能力在夕阳西下时降低，日落后则完全停止。 英格豪斯的结论 —植物只有在光照下才能更新空气。 　　直到1785年，拉瓦锡发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。 1845年，德国科学家梅耶根据能量转换和守恒定律指出，植物在进行光合作用的时候，把光能转换成化学能储存起来。 光能 化学能 问题2：吸收光能哪里去了？ 储存在什么物质中呢？ 1864 萨克斯（德国）实验 1．为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3．这个实验的说明什么问题？ 答：为了将叶片内原有的营养物质消耗掉。 答：为了进行对照。 答：结果证明绿叶在光下制造了淀粉。 绿叶在光下制造淀粉。 问题3：光合作用的场所在哪里？ 1864年，德国萨克斯半叶法实验 1880年，美国科学家恩格尔（G.Engelmann）用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵。 水绵 1880年，恩格尔曼实验 1880年，恩格尔曼实验 水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。 好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。 1、恩格尔曼的实验选材有何巧妙之处？ 1880年，恩格尔曼实验 2．为什么要在没有空气的黑暗环境中作实验？ 为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。 1880年，恩格尔曼实验 先选极细光束，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做对照。 3．为什么要先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？顺序可以倒过来么？ 1880年，恩格尔曼实验 氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 4、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？由此可以得出什么结论？ 1880年，恩格尔曼实验 黑暗无空气的设计； 极细光线的入射； 进行黑暗和曝光的对比实验。 5、恩格尔曼的实验设计有何巧妙之处？ 实验结论 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 问题4：光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？ 1930年，鲁宾和卡门实验 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，化学性质不会变，科学家通过追踪放射性物质标记的化合物，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。 CO2 第二组 18O2 第一组 C18O2 O2 H218O H2O 美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法） 光合作用产生的O2来自于H2O。 问题5：光合作用产生的有机物又是怎样合成的？ 美国卡尔文 　　用14C标记14CO2