光合作用_研究历史.ppt

“它是窃取天火的普罗米修斯，它所获取的光和热，不仅养育了地球上的其他生物，而且使巨大的涡轮机旋转，使诗人的笔挥舞。” ——季米里亚捷夫 一、光合作用的研究历史 二、光合作用的总反应式和意义 三、主要场所——叶绿体（结构及功能） 四、光合作用的过程（重点和难点） 五、影响光合作用的因素 第四章 生命的物质变化和能量转换 第二节 光合作用 一、光合作用的研究历史（p63-65） 光合作用 过程 必要条件? 反应物? 产物? 主要场所? 两千多年前，人们认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。 最初观点 实验一 植物增重是否来自土壤？ 1642年，比利时科学家范·赫尔蒙特做了一个有趣的实验。他把一株小柳树种在装有烘干土壤的大桶里，再用一个穿孔的铁板盖在大桶上， 5年后，柳树长大了………. 只浇雨水，几乎不含任何养料 五年后…… 植物增重74.47kg，土壤减少0.06kg A. 实验前后土壤减少的重量=实验前后柳树增加的重量 植物增重来自土壤 B.实验前后土壤减少的重量＜实验前后柳树增加的重量 植物增重并非来自土壤 提出假设 柳树增重了74.47公斤, 而土壤损失了0.06公斤 实验现象 赫尔蒙特的结论是： 柳树获得的74.47kg物质只是来源于水 * 实验二 植物的生长与空气的作用有关吗？ 1771年,英国化学家普里斯特利做了另一个有趣的实验. 实验步骤 1 小老鼠+封闭容器中 实验结果 很快死亡 2 点燃的蜡烛+封闭容器 很快熄灭 3 小老鼠+植物+封闭容器 正常生活 4 点燃的蜡烛+植物+封闭容器 不易熄灭 普利斯特利的结论是： 植物可以更新空气 困 惑 1 当人们重复普里斯特利的实验时，有的获得了成功，有的总是失败，甚至发现植物还会严重的污染空气。那么为什么学者们会得到不同的实验结果呢？甚至普里斯特利本人也不能解释. 2 从现在的角度看来,你认为普里斯特利的实验忽略了什么因素? * 英格豪斯（荷兰）实验 1779 * 实验三 植物在光合作用中制造了什么? 1864年德国科学家萨克斯做了这样的实验…… 实验步骤 一半遮光，一半不遮光 黑暗处理 酒精脱色 碘液显色 实验目的 自身对照 将叶片内原有的物质耗尽 除去叶绿素的干扰 照光部分变蓝 遮光部分不变蓝 检验淀粉的生成 实验现象 实验结论 1880年美国科学家恩格尔曼做了这样一个实验…… * 实验四 植物进行光合作用的场所在哪里? 极细光束 结论:1、氧是叶绿体释放出来的 2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 完全光束 水绵 好氧细菌 * 光合作用的反应物除了水之外,还需要什么物质?(实验五) 结论: 光合作用的反应物除了水之外,还需要CO2 一、光合作用的研究历史（p63-65） 光合作用 过程 必要条件? 反应物? 产物? 主要场所? H2O CO2 O2 淀粉(由葡萄糖合成) 光照 叶绿体 ? 实验六 氧气中的氧原子从何而来? 1939年美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记的方法进行实验…… 实验设想 第一组实验中,通入的是C18O2,预测收集到的A气体的放射性可能有几种情况?相应的结论是? C18O2 H2O A (1)全部具有放射性 产生的氧气来自CO2 (2)全部没有放射性 产生的氧气来自H2O (3)一部分有放射性,一部分没有放射性 产生的氧气来自CO2和H2O 产生的氧气来自H2O 第二组实验中,标记的是H218O,预测收集到的A气体的放射性可能有几种情况?相应的结论是? CO2 H218O A (1)全部具有放射性 产生的氧气来自H2O (2)全部没有放射性 产生的氧气来自C2O (3)一部分有放射性,一部分没有放射性 产生的氧气来自CO2和H2O 产生的氧气来自H2O 实验设想 上世纪40年代到50年代中期，美国科学家卡尔文和他的同事运用放射性同位素示踪等方法，经过十多年的系统研究，确立植物吸收二氧化碳所涉及的化学反应顺序,从而也证明了光合产物有机物中的碳来自二氧化碳. * 20世纪40年代卡尔文(美国)同位素示踪法实验 年代 科学家 结论 1642 荷尔蒙特 植物的增重源于水 1771 普利斯特利 植物可以更新空气 1779 英格豪斯 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气 1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉(需光) 1880 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用的场所 1939 鲁宾 卡门 光合作用释放的氧来自水 20世纪40年代 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2 二、光合作用的