光合作用的探究历程PPT课件
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高一生物光合作用的探究历程PPT优秀课件
1864年，（德）萨克斯(Julius von Sachs)的实验 1、为什么对叶片先进行暗处理？
让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉
2、为什么让叶片的一半曝光,另 一半遮光呢？
一半遮光
一半曝光
部分遮光、部分曝光，是为了进行对照
1864年，（德）萨克斯(Julius von Sachs)的实验
3.剪下叶片，用酒精进行脱色处理。有进 行的必要吗？
2000多年前，古希 腊的亚里士多德认为植 物生长发育所需物质完 全来自土壤。
亚里士多德(前384—前322年)
1642年（比）赫尔蒙特著名的柳树实验
100kg
种植
2.5kg
五年后
76.97kg 99.94kg
称重
五年后
柳树增重74.47kg 土壤减少0.06kg
结论：植物增重来自水分,水是 光合作用的原料。
问题：光在植物植物更新空气中起作用吗？
1779年，（荷）英格豪斯的重复实验
英格豪斯证实，植物只有在光下才能“净 化空气”。光是植物进行光合作用的条件
问题：光到哪儿去了？
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，把光能转化成化学能储存 起来。那么，这种化学能到底 贮存于什么物质中呢？也就是 植物在吸收水和二氧化碳，释 放氧气的过程中，还产生了什
光线照射部位进行光合作
束 用产生了氧气。
黑暗中,无氧气
1880年，(德)恩格尔曼的实验
在没有氧气的光亮环境中
现象： 好氧细菌集中在叶绿体
所有受光部位。
集中原因： 见光叶绿体部位有氧气的 产生。
光照下,无氧气
束 极
细
光
黑暗中,无氧气
光合作用的探索历程精品PPT课件
3.恩格尔曼实验的结论是什么？ 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。
光 H2O
CO2
？ 光合 作用
？
O2 (CH2O)
光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2 呢，还是两者兼而有之？
1939年，鲁宾(S.Ruben)和卡门M.Kamen)
1、同位素标记法 2、同位素标记进行光合作用的实验，是 为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自 水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？同学们 考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个 实验呢？
隔绝空气
黑暗，用极细光束照射
完全暴露在光下
• 1、为什么选用水绵做为实验材料？ • 2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好 氧细菌可以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。 用极细的光照射，叶绿体上可分为光照多和光照少 的部位，暴露在光下的实验再一次验证实验结果
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
卡尔文的实验
14CO2
卡尔文循
环
14C6H12O6
小球藻
Байду номын сангаас
光合作用探索历程
年代 1771 1779
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
结论
植物可以更新空气
植物进行光合作用的场所。
光 H2O
CO2
？ 光合 作用
？
O2 (CH2O)
光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2 呢，还是两者兼而有之？
1939年，鲁宾(S.Ruben)和卡门M.Kamen)
1、同位素标记法 2、同位素标记进行光合作用的实验，是 为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自 水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？同学们 考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个 实验呢？
隔绝空气
黑暗，用极细光束照射
完全暴露在光下
• 1、为什么选用水绵做为实验材料？ • 2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好 氧细菌可以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。 用极细的光照射，叶绿体上可分为光照多和光照少 的部位，暴露在光下的实验再一次验证实验结果
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
卡尔文的实验
14CO2
卡尔文循
环
14C6H12O6
小球藻
Байду номын сангаас
光合作用探索历程
年代 1771 1779
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
结论
植物可以更新空气
第四节——光合作用(共21张PPT)
光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；
呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）
曝光
蓝色
遮光
无变化
结论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉
实验五 1880年 恩格尔曼实验
ATP的水解:ATP ADP+Pi+能量
HNO2
HNO3+能量
暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+。
4、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（
2C3
（CH2O）
1648年 海尔蒙特实验
[H]和ATP
三、化能合成作用
—— 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所 释放的能量来制造有机物的合成作用
硝化细菌的化能合成：
NH硝3化细菌 HNO2+能量
HNO硝2 化细菌
自养生物 HNO3+能量
6CO2+6H2O 能量 2C6H12O6+ 6O2
比较光合作用、呼吸作用
光合作用
场所
叶绿体
条件
光
①CO2的固定：
酶
CO2+C5
2C3
②C3的还原：
2C3
[
H
]
A 酶
T
（P CH2O）
能量转换 光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→
有机物中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供了[H]和ATP； 暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+。
1、光合作用的过程包括光反应和暗反应。光反应
能够为暗反应提供的物质是（ ）A
糖类等有机物中稳定化学能
光反应能够为暗反应提供的物质是（ ）
CO2+C5
课时光合作用的探究历程和过程课件.ppt
课时光合作用的探究历程和过程课 件
14、施用农家肥能提高温室作物光 合作用效率的理由中，正确的是
A. 促进植物对水的吸收 B. 提高了温室内C02的浓度 C. 提高了光照强度 D. 矿质元素含量高
课时光合作用的探究历程和过程课 件
15.下图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2 的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：
项目 光反应阶段
暗反应阶段
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
物质 变化
能量 变化
需光,色素和酶
需多种酶、ATP、[H]
(1) 2H2O 光 4[H]+O2
(2)ADP+Pi +光能 酶 ATP
CO2的固定：CO2+C5 酶 2C3
[H] 酶
C3的还原：2C3
(CH2O ) +C5
ATP
ADP+Pi
光能转变为活泼的化 学能，储存在ATP中
哪为什么在植物光合作用的过程中产物不 是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程 中水和二氧化碳是否直接反应？ 不是直接反应的
哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分 为几个阶段？
全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应 两个阶段
课时光合作用的探究历程和过程课 件
四、光合作用的过程 O2
H2O
①水的光解 [H] 供氢
课时光合作用的探究历程和过程课 件
应用——提高农作物产量的措施
延长光合作用时间
提高复种指数（轮作） 温室中人工光照
增加光能利用率
增加光合作用面积
合理密植 间作套种
提高光合作用效率
控制光照强弱
阴生植物 阳生植物
控制光质
红光和蓝紫光
14、施用农家肥能提高温室作物光 合作用效率的理由中，正确的是
A. 促进植物对水的吸收 B. 提高了温室内C02的浓度 C. 提高了光照强度 D. 矿质元素含量高
课时光合作用的探究历程和过程课 件
15.下图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2 的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：
项目 光反应阶段
暗反应阶段
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
物质 变化
能量 变化
需光,色素和酶
需多种酶、ATP、[H]
(1) 2H2O 光 4[H]+O2
(2)ADP+Pi +光能 酶 ATP
CO2的固定：CO2+C5 酶 2C3
[H] 酶
C3的还原：2C3
(CH2O ) +C5
ATP
ADP+Pi
光能转变为活泼的化 学能，储存在ATP中
哪为什么在植物光合作用的过程中产物不 是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程 中水和二氧化碳是否直接反应？ 不是直接反应的
哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分 为几个阶段？
全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应 两个阶段
课时光合作用的探究历程和过程课 件
四、光合作用的过程 O2
H2O
①水的光解 [H] 供氢
课时光合作用的探究历程和过程课 件
应用——提高农作物产量的措施
延长光合作用时间
提高复种指数（轮作） 温室中人工光照
增加光能利用率
增加光合作用面积
合理密植 间作套种
提高光合作用效率
控制光照强弱
阴生植物 阳生植物
控制光质
红光和蓝紫光
光合作用的发现历程-PPT课件
★试一试：
• 你能写出光合作用的反应式吗？
H2O+CO2
光能 叶绿体
O2+ (CH2O)
★思考：
• 什么是光合作用？
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水 转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 （P76-第一段）
★思考：
• H2O和CO2都含有氧元素，你知道光合作用产 生的O2中的氧元素来自于H2O还是CO2吗？ • 如果让你证明之，你有何思路？
课堂评价
1.在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名的实验，关 于这些实验设计在逻辑上的严密性和意义，不正确的是( A )。 •A．普利斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠 不会死亡——证明了绿色植物在光照条件下吸收CO2，放出O2，从 而更新了空气 •B．萨克斯把绿色叶片部分曝光，遮光部分是作为对照处理——证 明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 •C ．恩格尔曼用水绵和好氧细菌以极细光束照射，曝光是作为对 照处理——证明了氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行 光合作用的场所 •D．鲁宾和卡门用同位素分别标记CO2和H2O，供绿色植物利用， 分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧气全部来自H2O
课堂评价
3、选一盆天竺葵预先放在黑暗中 48h，再将整个叶片左侧用黑纸夹 住，在阳光下照4h，剪下此叶片， 用打孔器分别在该叶片的不同部位 取下A、B两个圆片(如右图)，放在 酒精中加热脱色，再用清水漂洗， 取出后加碘液，请据此回答: 使植物体内原有淀粉全
(1)将植株在黑暗中放48h的目的是部消耗掉 。 (2)A、B两个圆片中,变蓝的是 B ，说明该处进行光合作 用产生了 淀粉 。 (3)比较A和B,说明 光合作用需要光 。
光合作用的探究历程PPT课件ppt课件
观点：植物体由“土壤汁”构成，即植
物生长发育所需的物质完全来自土壤。
编辑版pppt
4
一、1627年比利时科学家海尔蒙特
图A
图B
图C
图
5a后 实验前后的D差值
76.7kg
+74.43kg
89.9kg －0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来
自水,而不是土壤编。辑版pppt
5
（1）你认为他的结论正确吗？
编辑版pppt
32
（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创 造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）.
编辑版pppt
28
▪ 实验常考点
▪ 萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉 叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照， 检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目 的是溶解色素；
▪ 恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处： 叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化 作用类型为需氧型；
▪ 鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法 (同位素标记法)。
编辑版pppt
29
▪ (1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照 光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片 是否制造出淀粉。
▪ (2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标 记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。 ▪ (3)普里斯特利：密闭的玻璃罩是否加植 物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间 为因变量。
预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2
；
编辑版pppt
22
C18O2
O2
CO2
18O2
H2O
H218O
第一组
第二组
结论：光合作用释放的氧气来自水
人教版高中生物必修一课件：光合作用的探究历程 (共20张PPT)
海尔蒙特没有考虑 空气 的作用。
1771年，英国科学家普里斯特利的实验
结论： 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
普利斯特利的实验有时成功，有时失败， 可能的原因是什么？
1779年，英格豪斯重复500多次实验
英格豪斯
普里斯特利的实验只有在阳光下才能成功 植物体只有绿叶才能更 新污浊的空气
他们两位科学家知道植物更新了空气中 的什么成份吗？为什么？
H2O+气体（ CO2 ） 光
干物质（
）
+ 气体（ O2）
绿色植物
➢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
在这一过程中，光能哪里去了呢？
1845年德国科学家梅耶根据物理学的能量 转化和守恒定律明确指出，植物在进行光 合作用时，把光能转化为了化学能储存起 来。
光合作用的探究历程
叶绿体 场所 原料
二氧化碳 水
光
光
合
条件
作
用
产物
有机物 氧气
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。
光合作用的探究历程 思维导图法
海尔蒙特的实验结论：
水是植物体建造自身的原料
海尔蒙特的实验设计有什么不 足的地同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运 行和变化规律。可以弄清化学反应的详细过 程。 18O是氧的同位素。
8、20世纪40年，美国卡尔文
14CO2 小球藻
有机物的14C （卡尔文循环） 结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2
展示完善后的思维导图
光能转变为化学能，储存在什么物质 中呢？
植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气 的过程中，还产生了什么物质呢?
1771年，英国科学家普里斯特利的实验
结论： 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
普利斯特利的实验有时成功，有时失败， 可能的原因是什么？
1779年，英格豪斯重复500多次实验
英格豪斯
普里斯特利的实验只有在阳光下才能成功 植物体只有绿叶才能更 新污浊的空气
他们两位科学家知道植物更新了空气中 的什么成份吗？为什么？
H2O+气体（ CO2 ） 光
干物质（
）
+ 气体（ O2）
绿色植物
➢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
在这一过程中，光能哪里去了呢？
1845年德国科学家梅耶根据物理学的能量 转化和守恒定律明确指出，植物在进行光 合作用时，把光能转化为了化学能储存起 来。
光合作用的探究历程
叶绿体 场所 原料
二氧化碳 水
光
光
合
条件
作
用
产物
有机物 氧气
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。
光合作用的探究历程 思维导图法
海尔蒙特的实验结论：
水是植物体建造自身的原料
海尔蒙特的实验设计有什么不 足的地同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运 行和变化规律。可以弄清化学反应的详细过 程。 18O是氧的同位素。
8、20世纪40年，美国卡尔文
14CO2 小球藻
有机物的14C （卡尔文循环） 结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2
展示完善后的思维导图
光能转变为化学能，储存在什么物质 中呢？
植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气 的过程中，还产生了什么物质呢?
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地应用甲化学方法研究乙植物的生长。
（1）为什么学者们会得到不同的实验结 果呢？
（2）你认为普利斯特利在实验中忽视了 哪种条件？
三、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的 实验，又有何新发现？
植物体只有在光照 下才能更新污浊的 空气。
甲
乙
（1）他在实验中控制的单一变量是什么？
（2）小组合作设计实验装置图，证明植物 需要光才能制造O2？怎样检验O2？ （备选实验材料和器材：金鱼藻、大烧杯、漏
动力
原C料O22 场所
原水料1
淀粉产等物有2机物
产O物2 1
光合作用的探究历程
问题：植物生长所需的物质来自何处？
亚里士多德 (Aristotle)
观点：植物体由“土壤汁”构成，即植 物生长发育所需的物质完全来自土壤。
一、1627年比利时科学家海尔蒙特
图A
图B
图C
图D
5a后 实验前后的差值
76.7kg
18O2 18O2
18O2
18O2 18O2
H218O 18O2 18O2
CO2 18O2
18O2
六、1948年美国的科学家卡尔文 （M.Calvin）等人的实验
他用14C标记的CO2 追踪了光合作用过 程中碳元素的行踪， 从而进一步揭示了 光合作用中复杂的 化学反应。
卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置
斗、试管等）
设计实验
A组
B组
（3） 英格豪斯知道植物更新了空气 中的什么成分吗？为什么？
1785年，在拉瓦锡的努力下人们才发现了空气 的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是 氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶（R.Mayer）根据能 量转换和守恒定律明确指出，植物在进行光 合作用时，把光能转换成化学能储存起来
C18O2
O2
CO2
18O2
H2O
H218O
第一组
第二组
结论：光合作用释放的氧气来自水
预测1正确：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；
1939，鲁宾和卡门(美国)
O2 O2 O2 O2
O2
O2 H2OO2O2
OOO222OO22OO2O2 2
O2OC218O2 O2
O2 O2 O2 O2
+74.43kg
89.9kg －0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来 自水,而不是土壤。
（1）你认为他的结论正确吗？
（2）你认为海尔蒙特的实验设计 存在什么问题？
二、1771年英国的科学家普利斯特利
结论： 植物可以 更新污浊 的空气。
普利斯特利（J.Pristly）通过植物和动物 之间进行气体交换的实验，第一次成功
细菌检测，可以准确判断水绵胞中释放O2
的部位；
4、对照实验：黑暗与曝光对比，证明结果完 全由光照引起。
1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光 合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。
五、1939年美国的科学家鲁宾 （S.Ruben）和卡门（M.Kamen）利 用同位素标记法进行了探究实验。
提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧 化碳还是水？
1、需要标记什么元素？ 2、如何作出假设？ 3、怎样设计分组对照实验？ 4、预测实验结果有几种情况？ 5、得出什么结论？
C18O2
? CO2
?
小球藻
小球藻 H2O
H218O
第一组
第二组
预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O； 预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2 ；
黑暗中
实验证明：氧是由叶绿体释放出来的。 结论:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
想一想：恩格尔曼(1880年)的实验 在设计上有何巧妙之处？
1、实验材料的选择：水绵，细胞中有细长、 带状且螺旋状分布的叶绿体，利于观察；
2、环境选择：黑暗、无空气；排除环境中的 光线、氧气对实验的影响；
3、光束：极细的光束照射水绵，且利用好氧
最终的研究结果发现, CO2固定的C3途径是一 个循环过程,称为C3循环,由于这一循环是卡尔文发 现的,故又称卡尔文循环。
光合作用的总反应式:
光能 CO2 + H2O 叶绿体 (CH2O) + O2
条件:光照 原料:CO2、H2O 产物:(CH2O)糖类、O2 场所:叶绿体
科学家的实验设计思想及方法，对 你有什么启发？
恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处： 叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化 作用类型为需氧型；
鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法 (同位素标记法)。
(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照 光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片 是否制造出淀粉。
四、1864年德国的植物学家萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法进行实验
萨克斯， J.von Sachs (1832～ 1897)
暗处理 24小 时
光照
酒精脱色
滴加碘液
叶部分遮光 观察现象
德国科学家萨克斯的实验过程
目的？
实验：把绿色叶片放在暗处一昼夜，然后把 这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后， 放入酒精中隔水加热,再用碘蒸气处理叶片。
（1）设置对照实验（如萨克斯的曝光和遮光实验、 扬·英根豪斯将枝条放在光下和放在暗处）；
（2）控制单一变量（鲁宾和卡门分别标记水和二氧 化碳中的氧）；
（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创 造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）.
实验常考点
萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉 叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照， 检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目 的是溶解色素；
何作用？
何作用？
参考问题： ①为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜？ ②叶片部分遮光，部分曝光，目的是什么？ ③这个实验得出什么结论？
结论：植物在光下产生了淀粉
极细光束
1880年，美国科学家恩格尔曼的水绵实验
现象： 好氧细菌只集中在被光线
照射的叶绿体附近。
分析 ： 光线照射部位进行光合作 用产生了氧气。
小资料：
二次世界大战之后,美国加州大学贝克利分校的
梅尔文·卡尔文和他的同事们用14C标记的CO2供 小球藻进行光合作用,来研究小球藻在光合作用中
怎样固定CO2的。 在卡尔文的实验中,发现标记的CO2转变成有机
物的速度很快,几秒钟之内,在第一个中间产物(三碳
化合物)中发现了放射性, 所以将CO2的这种固定途 径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称 为C3植物。
（1）为什么学者们会得到不同的实验结 果呢？
（2）你认为普利斯特利在实验中忽视了 哪种条件？
三、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的 实验，又有何新发现？
植物体只有在光照 下才能更新污浊的 空气。
甲
乙
（1）他在实验中控制的单一变量是什么？
（2）小组合作设计实验装置图，证明植物 需要光才能制造O2？怎样检验O2？ （备选实验材料和器材：金鱼藻、大烧杯、漏
动力
原C料O22 场所
原水料1
淀粉产等物有2机物
产O物2 1
光合作用的探究历程
问题：植物生长所需的物质来自何处？
亚里士多德 (Aristotle)
观点：植物体由“土壤汁”构成，即植 物生长发育所需的物质完全来自土壤。
一、1627年比利时科学家海尔蒙特
图A
图B
图C
图D
5a后 实验前后的差值
76.7kg
18O2 18O2
18O2
18O2 18O2
H218O 18O2 18O2
CO2 18O2
18O2
六、1948年美国的科学家卡尔文 （M.Calvin）等人的实验
他用14C标记的CO2 追踪了光合作用过 程中碳元素的行踪， 从而进一步揭示了 光合作用中复杂的 化学反应。
卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置
斗、试管等）
设计实验
A组
B组
（3） 英格豪斯知道植物更新了空气 中的什么成分吗？为什么？
1785年，在拉瓦锡的努力下人们才发现了空气 的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是 氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶（R.Mayer）根据能 量转换和守恒定律明确指出，植物在进行光 合作用时，把光能转换成化学能储存起来
C18O2
O2
CO2
18O2
H2O
H218O
第一组
第二组
结论：光合作用释放的氧气来自水
预测1正确：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；
1939，鲁宾和卡门(美国)
O2 O2 O2 O2
O2
O2 H2OO2O2
OOO222OO22OO2O2 2
O2OC218O2 O2
O2 O2 O2 O2
+74.43kg
89.9kg －0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来 自水,而不是土壤。
（1）你认为他的结论正确吗？
（2）你认为海尔蒙特的实验设计 存在什么问题？
二、1771年英国的科学家普利斯特利
结论： 植物可以 更新污浊 的空气。
普利斯特利（J.Pristly）通过植物和动物 之间进行气体交换的实验，第一次成功
细菌检测，可以准确判断水绵胞中释放O2
的部位；
4、对照实验：黑暗与曝光对比，证明结果完 全由光照引起。
1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光 合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。
五、1939年美国的科学家鲁宾 （S.Ruben）和卡门（M.Kamen）利 用同位素标记法进行了探究实验。
提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧 化碳还是水？
1、需要标记什么元素？ 2、如何作出假设？ 3、怎样设计分组对照实验？ 4、预测实验结果有几种情况？ 5、得出什么结论？
C18O2
? CO2
?
小球藻
小球藻 H2O
H218O
第一组
第二组
预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O； 预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2 ；
黑暗中
实验证明：氧是由叶绿体释放出来的。 结论:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
想一想：恩格尔曼(1880年)的实验 在设计上有何巧妙之处？
1、实验材料的选择：水绵，细胞中有细长、 带状且螺旋状分布的叶绿体，利于观察；
2、环境选择：黑暗、无空气；排除环境中的 光线、氧气对实验的影响；
3、光束：极细的光束照射水绵，且利用好氧
最终的研究结果发现, CO2固定的C3途径是一 个循环过程,称为C3循环,由于这一循环是卡尔文发 现的,故又称卡尔文循环。
光合作用的总反应式:
光能 CO2 + H2O 叶绿体 (CH2O) + O2
条件:光照 原料:CO2、H2O 产物:(CH2O)糖类、O2 场所:叶绿体
科学家的实验设计思想及方法，对 你有什么启发？
恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处： 叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化 作用类型为需氧型；
鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法 (同位素标记法)。
(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照 光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片 是否制造出淀粉。
四、1864年德国的植物学家萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法进行实验
萨克斯， J.von Sachs (1832～ 1897)
暗处理 24小 时
光照
酒精脱色
滴加碘液
叶部分遮光 观察现象
德国科学家萨克斯的实验过程
目的？
实验：把绿色叶片放在暗处一昼夜，然后把 这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后， 放入酒精中隔水加热,再用碘蒸气处理叶片。
（1）设置对照实验（如萨克斯的曝光和遮光实验、 扬·英根豪斯将枝条放在光下和放在暗处）；
（2）控制单一变量（鲁宾和卡门分别标记水和二氧 化碳中的氧）；
（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创 造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）.
实验常考点
萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉 叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照， 检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目 的是溶解色素；
何作用？
何作用？
参考问题： ①为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜？ ②叶片部分遮光，部分曝光，目的是什么？ ③这个实验得出什么结论？
结论：植物在光下产生了淀粉
极细光束
1880年，美国科学家恩格尔曼的水绵实验
现象： 好氧细菌只集中在被光线
照射的叶绿体附近。
分析 ： 光线照射部位进行光合作 用产生了氧气。
小资料：
二次世界大战之后,美国加州大学贝克利分校的
梅尔文·卡尔文和他的同事们用14C标记的CO2供 小球藻进行光合作用,来研究小球藻在光合作用中
怎样固定CO2的。 在卡尔文的实验中,发现标记的CO2转变成有机
物的速度很快,几秒钟之内,在第一个中间产物(三碳
化合物)中发现了放射性, 所以将CO2的这种固定途 径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称 为C3植物。