光合作用探究实验
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真是这样的吗?
• 亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推 测，并没有进行相应的科学实验。 今天，老师 在课堂上引入六个科学实验，与同学们一起体 验光合作用发现的艰辛过程！
七个科学实验
1648 范.海尔蒙特（比利时）实验 1771 普利斯特莱（英国）实验 1779 扬.英根豪斯（荷兰）实验 1864 萨克斯（德国）实验
验证绿叶在光下合成淀粉
实验 验证绿叶在光下 合成淀粉 萨克斯利用对照实验法和 淀粉遇碘变蓝的原理，发现了 绿色植物的光合作用。 对照实验法原理 在本实验中，其它条件都 相同的情况下，一组有阳光, 一组无阳光，用有无阳光照射 作对照，实验结果可以说明阳 光对绿叶合成淀粉的作用。如 果只是在阳光下做实验，没有 对照实验，就不能说明阳光对 合成淀粉是必需的。 目的要求： 验证绿叶在光下合成淀粉； 材料器具： 盆栽的天竺葵、黑纸、回形 针、小烧杯、大烧杯、培养 皿、三脚架、石棉网、酒精
叶绿体结构
内膜 2
1 外膜
3 类囊体 （酶、色素）
4 5 基粒 基质
（酶、DNA、 RNA、核糖体）
当堂检测
1、木材燃烧时能放出大量热量，可以将水烧开，把饭 C） 煮熟，木材中贮存的能量是 （ A、太阳光能 B、电灯光能 C、光合作用把光能转变成贮藏在有机物里的能量 D、呼吸作用分解有机物时释放的能量 2、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过 一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） D A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现
1779 英根豪斯（荷兰）实验
1779年 英根豪斯
设计如下实验
结论1：
普利斯特莱的实验 只有在阳光照射下 才能成功 结论2： 植物体只有绿叶才能更 新空气。
光能哪里去了?
1845年,德国植物学家梅 耶指出:光能转换成化学 能储存起来了.
他依据什么 这么说呢?
光能储存在哪里了呢?
1864年 萨克斯的 实验
必修1 分子与细胞
第4章 光合作用与细胞呼吸
第4节 能量之源——光与光 合作用
重点难点
1.教学重点 （1）光合作用的探究历程。 2.教学难点 （1）光合作用的探究历程。
光合作用的探究过程
早在两千多年前，古希腊哲学 家亚里士多德根据经验推测得出 结论：“植物的物质积累来源于 土壤”。人们受其影响，认为植 物生长发育所需的物质完全来自 土壤。
O2
鲁宾和卡门
O2来自于H2O
总反应式：
光
CO2+H2O*
叶绿体
(CH2O)+O2*
什么是光 合作用呢？
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.
思考回顾：
1： 叶绿体中为什么能进行光合作用？ 酶、色素
2：是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？ 否，如蓝藻
1880年，恩格尔曼 极 细 光 束
黑暗中
光照下
步 骤 ① 丝状绿藻与好氧细菌放在没有空气且黑
暗的环境中，用极细光束照射丝状绿藻 ② 完全曝光
结果
① 好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射的部位 ② 好氧细菌集中在叶绿体的所有部位。
Hale Waihona Puke Baidu结论
⑴ 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所; ⑵ 氧是由叶绿体释放出来的。 ⑶ 光合作用需要在光下进行
光合作用释放的氧气 来自哪里?
光合作用的原料有 水和二氧化碳,那 氧气是来自水呢还 是来自二氧化碳?
1939年,鲁宾和卡门
利用同位素标记 法
O2
18O C 2
18O 2
CO2
（一）
（二）
18O H2 18O H2
H2 O H2O
绿藻 绿藻 结论: 光合作用释放的氧全部来自水。
探究实验总结
原料 海尔蒙特 普利斯特莱 英根豪斯 萨克斯 恩吉尔曼 叶绿体 H2O 更新空气 光 淀粉（CH2O） 条件/场所 产物
思考：恩吉尔曼实验的巧妙之处？
① 选用水绵作实验材料，它不仅具有细而长的带状 叶绿体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，便于观 察和分析研究。 ② 将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排 除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正 常进行（水滴中容有CO2，水绵的光合作用可以进 行） ③选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测， 从而能够准确的判断出水绵细胞中释放氧的部位。 ④进行黑暗（局部光照）和曝光的对照实验，从而 明确实验的结果完全是由光照引起的。
没有考虑到植物能 从空气中得到什么!
植物的生长与空气的关系
1771年,最先用实验方法证明绿色 植物从空气中吸收养分的是英国著 名的科学家普利斯特莱。
1771 普利斯特莱（英国）实验
植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污 浊的空气.
人们重复普利斯特莱实验时，实验 控制的条件不同，实验结果就不会相 同。 有的学者在黑暗条件下重复普里斯 特利的实验，植物不仅不能进行光合 作用，还会因为呼吸作用产生二氧化 碳，更严重地污染了空气。
1864年, 萨克斯
实验过程：
天竺葵 叶片
黑暗处理
一半曝光 一半遮光 呈深蓝色 碘蒸气处理
结论：绿叶在光合作用中产生了淀粉,光是光合作用的
必需条件。
不变色
讨论：
1、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理？ 是为了使天竺葵叶片中原有的淀粉运走耗尽。 2、实验选用的叶片，一部分被遮光，一部分不遮光， 这两部分在实验中各有什么作用？ 遮盖一部分叶片的原因是设置对照：看光是否是绿色植物 制造有机物的必要条件。（ 有光时，有淀粉的产生；无光 时，无淀粉的产生。） 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变 绿的实验现象？ 溶解叶绿素,使叶片脱色而使酒精溶液变绿。 4、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实 验结果说明什么？ 用碘液染色后，叶片不遮光部分变成蓝色，叶片遮光部分 不变颜色。说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。 （淀粉的特性：淀粉遇碘变蓝色。）
谢谢大家！
3.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质 A与物质B的分子量之比是（ Ｄ）
C18O2 A CO2 B
H2O
光照射 下的小 球藻
H218O
A. １：２ C. ９：８
B. D.
２：１ ８：９
当堂检测
4.光合作用的实质是（ D ） A. 把 CO2转换成 ATP B. 产生化学能、储存在有机物中 C.把光能转变成化学能，储存在 ATP 中 D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学 能
1880 恩吉尔曼（德国）实验
1939 鲁宾和卡门实验
1948 卡尔文（美国）实验
1648年,比利时科学家 范.海尔蒙特
五年前
柳树（2.3千克） 土壤（90.8千克）
五年后
+74.4kg -0.057kg
76.7千克 90.743千克
海尔蒙特的结论：
建造植物体的原料是 水分!
真的只需要水就能长大吗？
• 亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推 测，并没有进行相应的科学实验。 今天，老师 在课堂上引入六个科学实验，与同学们一起体 验光合作用发现的艰辛过程！
七个科学实验
1648 范.海尔蒙特（比利时）实验 1771 普利斯特莱（英国）实验 1779 扬.英根豪斯（荷兰）实验 1864 萨克斯（德国）实验
验证绿叶在光下合成淀粉
实验 验证绿叶在光下 合成淀粉 萨克斯利用对照实验法和 淀粉遇碘变蓝的原理，发现了 绿色植物的光合作用。 对照实验法原理 在本实验中，其它条件都 相同的情况下，一组有阳光, 一组无阳光，用有无阳光照射 作对照，实验结果可以说明阳 光对绿叶合成淀粉的作用。如 果只是在阳光下做实验，没有 对照实验，就不能说明阳光对 合成淀粉是必需的。 目的要求： 验证绿叶在光下合成淀粉； 材料器具： 盆栽的天竺葵、黑纸、回形 针、小烧杯、大烧杯、培养 皿、三脚架、石棉网、酒精
叶绿体结构
内膜 2
1 外膜
3 类囊体 （酶、色素）
4 5 基粒 基质
（酶、DNA、 RNA、核糖体）
当堂检测
1、木材燃烧时能放出大量热量，可以将水烧开，把饭 C） 煮熟，木材中贮存的能量是 （ A、太阳光能 B、电灯光能 C、光合作用把光能转变成贮藏在有机物里的能量 D、呼吸作用分解有机物时释放的能量 2、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过 一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） D A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现
1779 英根豪斯（荷兰）实验
1779年 英根豪斯
设计如下实验
结论1：
普利斯特莱的实验 只有在阳光照射下 才能成功 结论2： 植物体只有绿叶才能更 新空气。
光能哪里去了?
1845年,德国植物学家梅 耶指出:光能转换成化学 能储存起来了.
他依据什么 这么说呢?
光能储存在哪里了呢?
1864年 萨克斯的 实验
必修1 分子与细胞
第4章 光合作用与细胞呼吸
第4节 能量之源——光与光 合作用
重点难点
1.教学重点 （1）光合作用的探究历程。 2.教学难点 （1）光合作用的探究历程。
光合作用的探究过程
早在两千多年前，古希腊哲学 家亚里士多德根据经验推测得出 结论：“植物的物质积累来源于 土壤”。人们受其影响，认为植 物生长发育所需的物质完全来自 土壤。
O2
鲁宾和卡门
O2来自于H2O
总反应式：
光
CO2+H2O*
叶绿体
(CH2O)+O2*
什么是光 合作用呢？
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.
思考回顾：
1： 叶绿体中为什么能进行光合作用？ 酶、色素
2：是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？ 否，如蓝藻
1880年，恩格尔曼 极 细 光 束
黑暗中
光照下
步 骤 ① 丝状绿藻与好氧细菌放在没有空气且黑
暗的环境中，用极细光束照射丝状绿藻 ② 完全曝光
结果
① 好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射的部位 ② 好氧细菌集中在叶绿体的所有部位。
Hale Waihona Puke Baidu结论
⑴ 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所; ⑵ 氧是由叶绿体释放出来的。 ⑶ 光合作用需要在光下进行
光合作用释放的氧气 来自哪里?
光合作用的原料有 水和二氧化碳,那 氧气是来自水呢还 是来自二氧化碳?
1939年,鲁宾和卡门
利用同位素标记 法
O2
18O C 2
18O 2
CO2
（一）
（二）
18O H2 18O H2
H2 O H2O
绿藻 绿藻 结论: 光合作用释放的氧全部来自水。
探究实验总结
原料 海尔蒙特 普利斯特莱 英根豪斯 萨克斯 恩吉尔曼 叶绿体 H2O 更新空气 光 淀粉（CH2O） 条件/场所 产物
思考：恩吉尔曼实验的巧妙之处？
① 选用水绵作实验材料，它不仅具有细而长的带状 叶绿体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，便于观 察和分析研究。 ② 将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排 除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正 常进行（水滴中容有CO2，水绵的光合作用可以进 行） ③选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测， 从而能够准确的判断出水绵细胞中释放氧的部位。 ④进行黑暗（局部光照）和曝光的对照实验，从而 明确实验的结果完全是由光照引起的。
没有考虑到植物能 从空气中得到什么!
植物的生长与空气的关系
1771年,最先用实验方法证明绿色 植物从空气中吸收养分的是英国著 名的科学家普利斯特莱。
1771 普利斯特莱（英国）实验
植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污 浊的空气.
人们重复普利斯特莱实验时，实验 控制的条件不同，实验结果就不会相 同。 有的学者在黑暗条件下重复普里斯 特利的实验，植物不仅不能进行光合 作用，还会因为呼吸作用产生二氧化 碳，更严重地污染了空气。
1864年, 萨克斯
实验过程：
天竺葵 叶片
黑暗处理
一半曝光 一半遮光 呈深蓝色 碘蒸气处理
结论：绿叶在光合作用中产生了淀粉,光是光合作用的
必需条件。
不变色
讨论：
1、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理？ 是为了使天竺葵叶片中原有的淀粉运走耗尽。 2、实验选用的叶片，一部分被遮光，一部分不遮光， 这两部分在实验中各有什么作用？ 遮盖一部分叶片的原因是设置对照：看光是否是绿色植物 制造有机物的必要条件。（ 有光时，有淀粉的产生；无光 时，无淀粉的产生。） 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变 绿的实验现象？ 溶解叶绿素,使叶片脱色而使酒精溶液变绿。 4、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实 验结果说明什么？ 用碘液染色后，叶片不遮光部分变成蓝色，叶片遮光部分 不变颜色。说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。 （淀粉的特性：淀粉遇碘变蓝色。）
谢谢大家！
3.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质 A与物质B的分子量之比是（ Ｄ）
C18O2 A CO2 B
H2O
光照射 下的小 球藻
H218O
A. １：２ C. ９：８
B. D.
２：１ ８：９
当堂检测
4.光合作用的实质是（ D ） A. 把 CO2转换成 ATP B. 产生化学能、储存在有机物中 C.把光能转变成化学能，储存在 ATP 中 D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学 能
1880 恩吉尔曼（德国）实验
1939 鲁宾和卡门实验
1948 卡尔文（美国）实验
1648年,比利时科学家 范.海尔蒙特
五年前
柳树（2.3千克） 土壤（90.8千克）
五年后
+74.4kg -0.057kg
76.7千克 90.743千克
海尔蒙特的结论：
建造植物体的原料是 水分!
真的只需要水就能长大吗？