光合作用---光合作用的发现历程
光合作用和作用
光能转换成电能 再变成活跃的化学能 （ATP、NADPH中）
活跃的化学能变成稳 定的化学能
光反应为暗反应提供NADPH和ATP
联系
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
讨论：光合作用中
1、能量的转中的化学能
有机物中稳定的化学能 2、H的转移： H2O 3、C的转移：CO2 4、当条件改变时，
20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位 素标记实验，如下图所示：
这一实验证实了： 光合作用产生的氧气（产物）全部来自 水（原料），而不是来自CO2 思考：验证CO2是光合作用原料如何设计？ 验证叶绿体是场所如何设计？
二、叶绿体中的色素
叶绿体中的色素
形成和 破坏的原因 光照 温度 Mg2+等 胡萝卜素 类胡萝卜素 叶黄素 （占总量的1/4） 叶绿素a 叶绿素（占总量的3/4） 叶绿素b
C3植物和C4植物光合作用比较
CO2的 CO2固定 CO2固定 受体 后的产物 的场所 C3还原 的场所 ATP和 暗反应 NADPH的 途径 作用对象
C3植物
C5
C3
叶肉细胞 叶肉细胞 的叶绿体 的叶绿体 叶肉细胞 的叶绿体 维管束鞘 维管束鞘 细胞的叶 细胞的叶 绿体 绿体
C3
C3途径
PEP C4植物 C 5
H
C3
C6H12O6
糖类 弱
光照由强
C3、C5含量如何变化？ CO 浓度降低 2
光合作用的实质：
把无机物（CO2和H2O）转变为有机物， 把光能转变为化学能，储存在有机物中
光合作用的意义：
（1）是生物生存所需要有机物的最主要来源。 （2）是生物生存所需能量的根本来源。 （3）保持大气中O2和CO2含量的基本稳定。 ( 4 ) 对生物的进化有直接意义。 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
光合作用(一)光合作用发现历程中的经典实验
N14 N15
中DNA
按半保留复制演绎推理
结果 预期
按全保留复制演绎推理
结果 预期
亲代DNA
15N 15N
15N 15N
在14N环境 中DNA复制 1次
15N 14N
14N 15N
15N 15N
14N 14N
DNA复 制2次
15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 15N
15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N
由于当时的科学界尚未发现空气的成分，所以当 时的人们并不知道植物更新了空气的什么成分。直到 1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在 光下吸收二氧化碳，放出氧气。
经过了100多年的探索，人们才明确植物吸收二
汉
水
丑
氧
化
碳
和水
，
在阳
光
的
照
射下
，
产
生
了
氧
气
。生 侯 伟 作 品
在这一过程中，光能哪去了？
外，其他的化学性质相同，因此只能放在元素周期表
的
同
一
位
置
，
这
就
是
同
位
素
名
称
最
初
的
由
来
。汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
放射性同位素：
原子核能自动放射出看不见的具
有一定穿透能力的射线。用特定
汉
水
丑
生
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
光合作用发现历程的感悟
光合作用发现历程的感悟作为一种至关重要的生物过程，光合作用是通过植物和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为能量的过程。
光合作用的发现是一段漫长而充满曲折的历程，在这个过程中，科学家们付出了大量的努力和汗水。
他们通过不断的研究和实验，在不断的挫折和失败中，最终取得了关于光合作用的重大突破。
在这个过程中，我们不仅可以看到科学家们的不懈努力和勇气，还能从中汲取到许多宝贵的经验和感悟。
光合作用的发现可以追溯到17世纪，当时，许多科学家开始对植物光合作用的机理进行研究。
尽管当时他们还无法解释植物如何利用光能进行化学反应，但是他们的研究为后来的科学家们提供了宝贵的启发和方向。
在接下来的几个世纪里，许多科学家通过不断的实验和观察，逐渐揭开了光合作用的神秘面纱。
其中最重要的突破之一就是通过研究植物中的叶绿体，科学家们发现了叶绿体是进行光合作用的主要场所。
叶绿体是一种细胞器，它的内部含有一种叫做叶绿素的绿色色素，这种色素能够吸收光子并转化为化学能。
通过对叶绿体的研究，科学家们逐渐揭开了光合作用的化学过程，从而为后来的研究奠定了基础。
这一重要发现不仅为我们理解光合作用的原理提供了重要的线索，还为后来的实验研究提供了重要的依据。
在对光合作用的研究中，科学家们遭遇了许多困难和挫折。
他们不仅需要不断尝试各种实验方法，还需要面对实验结果的不确定性和矛盾。
在这个过程中，科学家们需要具备坚定的毅力和耐心，不断寻找实验结果的规律和解释。
同时，他们还需要具备敏锐的观察力和严谨的科学态度，以确保实验结果的可靠性和可重复性。
通过不断的努力和反复的实验，科学家们最终成功地揭开了光合作用的奥秘。
光合作用的发现历程也给我们带来了许多宝贵的经验和感悟。
首先，科学家们的不懈努力和勇气为我们树立了冒险和探索的榜样。
他们不畏艰难，不惧失败，在面对困难和挫折时，始终坚持不懈地进行研究和实验。
正是因为他们敢于冒险、敢于突破，才能够取得关于光合作用的重大突破。
光合作用的发现历程教学参考
光合作用的发现历程教学参考光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。
其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
人类认识光合作用只有三百年左右时间，但是植物早在30亿年之前就进化出这一功能，科学家通过观察南罗得西亚石灰岩中原始藻类的构造得到这一结论。
随后经过26亿年的水中生活和4亿年的陆地生活，现代生物进化出现在的光合系统。
两千多年前，人们受到古希腊著名哲学家亚里士多德的影响，认为植物是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需要的物质完全来自土壤。
然而，1648年比利时医生海尔蒙特通过种植柳树的实验，却得到了意想不到的结果。
他将柳树和土壤称量后种植，五年后发现柳树增重75千克，但是土壤只减少了57克。
海尔蒙特认为柳树的生长物质来自他浇树用的水，但他忽视了植物生长需要空气跟阳光。
不过，这是植物营养研究中第一次定量实验的伟大尝试。
1727年，英国植物学家斯蒂芬.黑尔斯才提出植物生长要以空气为营养的观点。
而英国的著名化学家约瑟夫.普利斯特里用实验的方法证明了绿色植物从空气中吸收养分。
1771年，英国的普利斯特里发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。
他做了一个有名的实验，把一直点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠也很快死了。
接着他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，他发现植物能够长时间的活着，蜡烛也没有熄灭。
同样植物和小白鼠在密闭的玻璃罩中也能够正常的活着。
最后他得出结论：植物能够更新蜡烛燃烧和动物呼吸变得污浊的空气。
但是他并没有发现光照的重要性。
由于他的杰出贡献和实验完成与1771年，因此把这一年定为发现光合作用的年份。
但是并不是每次都能成功重复他这一实验，直到1779年，荷兰的植物生理学家英根豪斯发现只有给植物提供足够的光照，植物才能将空气“净化”。
观察植物的光合作用过程
观察植物的光合作用过程光合作用是植物通过吸收阳光、水和二氧化碳，将其转化为养分和氧气的过程。
作为生命的能量源泉，光合作用在维持地球生态平衡和氧气循环中起着重要的作用。
一、光合作用的概述光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为养分和氧气的过程。
通过一个复杂的反应链，光能被转化为化学能，以供植物的生长和发育。
二、光合作用的反应过程1. 光合作用的第一阶段——光能捕捉在植物叶绿素中，存在着光合作用的关键分子——叶绿素。
当阳光照射到叶绿素时，叶绿素分子会吸收光能，并将其转化为电子能量，使得叶绿素激发。
2. 光合作用的第二阶段——电子传递和ATP合成激发的激发态叶绿素通过电子传递链向前传递，最终将电子和质子转移到最终受体——辅酶NADP+上，形成了高能的辅酶NADPH。
同时，光合作用的反应还使得质子被推至胞间隙，形成了质子梯度。
质子梯度通过ATP合酶酶作用，将ADP和磷酸转化为高能的三磷酸腺苷（ATP）。
3. 光合作用的第三阶段——CO2固定和糖合成在这一阶段，植物通过Calvin循环中的一系列酶催化反应，将二氧化碳通过化学反应与辅酶NADPH和ATP反应，最终形成六碳的糖分子。
这些糖分子可以进一步转化为葡萄糖等有机物，供植物进行生长和代谢所需。
三、光合作用的调节与影响因素光合作用的过程受到多种因素的调节和影响。
其中，光强度、温度和二氧化碳浓度是最主要的因素。
光强度过高或过低，温度过高或过低，以及二氧化碳浓度不足，都会对光合作用的效率产生不利影响。
四、观察植物的光合作用过程的途径1. 叶绿素释放氧气实验通过将植物叶片置于水中，利用光照的作用，观察到气泡从叶片中产生，这是由于光合作用生成的氧气被释放出来。
2. 测量光合速率实验通过测量植物在不同光照条件下的二氧化碳摄取速率或氧气释放速率，可以间接地评估植物的光合速率，进而观察到光合作用过程的变化。
3. 叶绿素荧光测量实验利用叶绿素分子的荧光特性，可以间接地测量植物叶片叶绿素的活性和光合作用的效率，从而观察植物光合作用过程的变化。
光合作用发现历程
光合作用发现历程
1.1771年，英国科学家普利斯特利通过实验发现植物可以“净化”空气。
2.1864年，德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另
一半遮光，然后用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色，证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
3.1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行光合作用的实验，证明叶绿体
是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。
4.20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了光合作
用，证明光合作用释放的氧全部来自来水。
光合作用发现历史
光合作用发现历史光合作用是植物和一些单细胞生物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
这是地球上最重要的生化过程之一，也是维持生态平衡的关键。
光合作用的发现可以追溯到17世纪。
1627年，奥斯瓦尔德·库尔德（Oswald Croll）首先提出了光合作用的观点，他认为蕨类植物是从水和土壤中吸收养分，通过太阳光合成为自己的食物。
然而，在当时，此观点并未受到广泛接受。
1779年，尼古拉斯·特楚斯·德·塞尔诺（Nicolas-Theodore de Saussure）进行了一系列实验，证明了光合作用过程中涉及水和二氧化碳的参与。
他还发现了植物体内存在一种奇特的气体，这就是氧气。
1796年，瑞典化学家卡尔·威廉·蔡尔龄（Carl Wilhelm Scheele）通过实验证明了植物在光照条件下吸收二氧化碳，释放出氧气。
他还发现了植物体内所含的绿色色素。
1804年，法国物理学家雅克·图内尔（Jean Senebier）通过一系列实验，确认了光合作用仅在光照下进行。
他观察到，植物在黑暗中无法进行光合作用，而只能进行呼吸作用。
1837年，德国植物学家伊伦斯特·威尔海多·冯·维尔特（Eduard Strasburger）首次将光合作用的过程进行了系统分类。
他认为光合作用分为光化学和光合化学两个阶段。
1864年，英国生物化学家朱利热斯·冯·萨克（Julius von Sachs）证明了光合作用基本上是在植物叶绿体中进行的。
他观察到，在黄绿色的花粉中包含有叶绿素，而不同颜色的花粉则没有。
1905年，德国生物化学家理查德·威尔斯（Richard Willstätter）成功地从黄豆中提取出了叶绿素，这是人们首次获得纯净的叶绿素样品。
他还通过一系列实验，确认了叶绿素参与光合作用过程中的光反应。
光合作用发展过程
光合作用发展过程光合作用是地球上生命存在的基础，是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
它是一连串复杂的化学反应，经历了漫长的进化过程，才得以形成今天我们所熟知的光合作用。
本文将以人类的视角，详细描述光合作用的发展过程。
在距今约40亿年前的原始地球上，光合作用并不存在。
地球大气层中主要是二氧化碳、氮气和水蒸气等气体，没有氧气的存在。
然而，随着细菌的出现，光合作用也逐渐孕育而生。
最早的光合作用是一种无氧光合作用，即光合细菌利用光合色素直接将光能转化为化学能，产生有机物质。
这种光合作用并不产生氧气，而是以硫化物为电子供体，将二氧化碳还原为有机物质。
这种无氧光合作用是地球上最早的能量来源之一。
随着氧气的积累，地球的大气层逐渐发生了变化。
氧气的释放使得地球的气候和环境发生了巨大的改变，为后续的生命演化创造了条件。
同时，氧气还催化了光合作用的进一步发展。
约20亿年前，光合作用出现了一种重要的突破，即氧化光合作用。
这种光合作用利用光合色素将光能转化为化学能，并产生氧气作为副产物。
氧化光合作用的出现极大地改变了地球的气候和环境，使得氧气逐渐增加到目前大气层中的含量。
氧化光合作用是光合作用的重要进化阶段，它使得植物能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放出氧气。
这一过程为地球上其他生物提供了丰富的氧气资源，为生命的多样性和繁盛奠定了基础。
随着时间的推移，光合作用进一步演化。
约10亿年前，真核生物出现，植物开始具备了真正意义上的叶绿体，并且光合作用的效率也得到了提高。
这使得植物能够更有效地利用光能，将二氧化碳和水转化为有机物质，为地球上更为复杂的生物系统提供了能量。
如今，光合作用成为地球生态系统中最为重要的化学反应之一。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，为自身提供能量，同时也为其他生物提供食物和氧气。
光合作用还能够吸收大量的二氧化碳，缓解全球变暖的问题。
光合作用的发展过程经历了漫长的进化，从最早的无氧光合作用到氧化光合作用，再到如今的高效光合作用。
光合作用的探究历程与基本过程
光合作用是自然界中实现碳循环非常重要的一环，对我们现在生物圈能维持这样的稳定性有着非常重要的作用，那么我们今天就来详细了解一下什么是光合作用，光合作用的过程和实质是什么？一、光合作用的定义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，并且释放出氧的过程。
发现者：英国科学家普利斯特利二、光合作用的过程1、光反应（1）场所：叶绿体的类囊体上。
（2）条件：光照、色素、酶等。
（3）物质变化：叶绿体利用吸收的光能，将水分解成[H]和O2，同时促成ADP和Pi 发生化学反应，形成ATP。
（4）能量变化：光能转变为ATP中的活跃的化学能。
2、暗反应（1）场所：叶绿体内的基质中。
（2）条件：多种酶参加催化。
（3）物质变化：CO2的固定：CO2与植物体内的C5结合，形成C3；C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受ATP水解释放的能量并且被还原，经过一系列的变化，形成葡萄糖和C5。
（4）能量变化：ATP中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。
反应的化学方程式为：6CO2+6H2O---光照+叶绿素---C6H12O6+6O2三、光合作用的实质1、物质上，将无机物转换成有机物2、能量上，将活跃的化学能转化为稳定的化学能四、光合作用中的光的要求光合作用主要靠可见波段的光来进行，波长390-410nm紫光可活跃叶绿体运动;波长600-700nm红光，可增强叶绿体的光合作用;波长500-560nm绿光，会被叶绿体反射和透射，使光合作用下降。
所以，凡是落在这一范围内的光都可以进行光合作用(绿光不好)。
五、植物的光合作用有什么好处1、将光能转变成化学能。
绿色植物在同化二氧化碳的过程中，把太阳光能转变为化学能，并蓄积在形成的有机化合物中。
人类所利用的能源，如煤炭、天然气、木材等都是如今或过去的植物通过光合作用形成的;2、吸收空气中的二氧化碳，释放氧气，这就在一定程度上保证了生物圈中的碳——氧平衡3、光合作用制造的有机物，既为植物的生长发育提供营养物质，也为动物和人提供食物来源;4、光合作用将光能转化并储存在有机物里，为动、植物和人类生命活动提供能量来源;。
光合作用的研究历史
时间事件1648 荷兰人van Helmont 。
柳树种植实验，认为柳树增加的重量来自于灌溉用的水。
1727 英国Stephan Hales 《静力学短论，包括植物静力学或关于植物浆液的一些静力学试验的考察》。
植物从空气中得到了一部分营养。
1748,177 0 1748 俄国罗蒙诺索夫1770 法国Antoine Lavoisier 质量守恒定律1770-1785化学家气体收集及分析1771 及之Joseph Priestley1776 《对不同种空气的试验和观察》植物改善空气的发现后1773 荷兰人Jan Ingenhouse 听闻上述实验.1773 年，做了500 次以上关于植物影响空气的实验。
10 月，发表《关于植物的实验，它们是日光下改善空气和在阴暗处和夜间损坏空气的强大力量的发现》1782 瑞士Jean Senebier 《关于日光影响的三界物质，特别是植物界所起变化的物理化学论文集》固定的空气（二氧化碳）溶于水就是植物从周围空气中吸取的营养，这也是它们转化固定空气，供应纯净空气的来源。
1804 日内瓦Nicolas Theodore de Saussure 《关于植物化学的研究》植物产生的有机物质总量以及它们释放的氧量，远远超过它们消耗的固定空气（二氧化碳）的量。
光合作用必定还用水作为反应物。
1817 法国化学家P.J.Pollotier 和J.B.Caventou 提出“chorophyll ”叶绿素一词。
来源于希腊文？“chloros ”绿色和“phyllon ”叶。
1845 德国医生Julius Robert Mayer 《有机体的运动及其与代谢的关系》植物取得一种力量——光，并产生另一种力量——化学差异。
将能量转化定律公式化。
1864 法国植物生理学家T.B. Boussinganltu ，研究多种陆生植物，发现光合作用比值“吸收二氧化碳量/释放氧气量=1 ”1864 德国植物生理学家Julius Sachs 植物半叶实验。
光合作用的发现历程
光合作用的发现历程光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成为有机化合物和氧气的生物化学过程。
光合作用的发现历程始于17世纪初，经历了一系列研究，最终在20世纪初被完全阐明。
下面将详细介绍光合作用的发现历程。
早在公元木纹时期，人们就观察到植物在阳光照射下会生长，并且得到实验证明光是植物生长所必需的。
然而，直到17世纪初，光合作用的本质还不为人们所知。
1648年，荷兰科学家Jan Baptist van Helmont进行了一项著名的实验，他将一棵柳树幼苗种在一固定重量的土壤中，仅给予水作为营养源。
五年后，他惊讶地发现柳树幼苗的体重增加了164磅，而土壤的重量仅增加了2磅。
这个实验被认为是光合作用观念的先驱，但当时并没有对这一观念展开深入的研究。
1779年，Jan Ingenhousz发表了一篇名为《植物生命的新发现》的论文。
他通过实验证明了在阳光下，植物具有释放氧气的能力。
他发现在光照条件下，植物能够释放氧气，而在无光照条件下则反而释放二氧化碳。
他得出的结论是植物只有在光照条件下才能进行光合作用，并产生氧气。
十九世纪初，法国生物学家Joseph Priestley和瑞士化学家Jean Senebier进一步研究了植物对氧气和二氧化碳的利用。
他们发现植物对光的反应是一种顺序性的反应，即先吸收二氧化碳，然后释放氧气。
这一观察为后来的研究奠定了基础。
到了十九世纪末和二十世纪初，德国生物学家和植物生理学家在光合作用的研究中取得了重大突破。
1883年，薄叶片（F.F.Félix Dujardin研究的一种叶状藻类）被发现可以根据光线的强度来改变它的生长方向。
1905年，德国生物学家Einstein首次提出光合作用与光的物理性质之间的关系。
他认为光合作用是通过光子能量的吸收和转换来实现的。
并通过实验证明了光是光合作用所必需的能量源。
1905年，德国生物学家Wilhelm Pfeffer提出了关于光合作用的另一个重要名词，“光合反应”的概念。
光合作用的研究历程
光合作用的研究历程光合作用是地球上生命系统的基础环节，它能将太阳能量转化为生物化学能，支撑着生命系统的运行。
光合作用的研究历程可以追溯到19世纪，随着科学技术的不断发展，人们对光合作用的认识也在不断深化。
一、光合作用的初步探索19世纪初，人们对光合作用还知之甚少，直到1796年英国科学家英格汉姆才提出了植物吸收光能诱发氧气分离的概念，即光合作用。
1838年，瑞典科学家S. E. 塞贝克提出植物在光照下光合作用的本质是水分解，释放出氧气和氢离子，后者进一步被还原形成葡萄糖。
这是光合作用的基本反应方程式，被后来的科学家们所深入研究。
二、光合作用反应路径的探索1905年，德国生物化学家威廉・范特霍夫发现了叶绿素是存在于植物叶片中的绿色色素，具有吸收光子的功能。
这一发现为光合作用的反应路径研究提供了基础，为后续的研究打下了重要基石。
1929年，荷兰生物化学家C. B. van Niel运用化学分析的方法，提出了硫醇菌的光合作用反应路径，指出其产生氧气与碳酸盐还原，与绿色植物产生氧气与水分解的反应途径不同。
他的研究打破了人们对光合作用反应途径的传统观念，为研究生命系统的物质代谢奠定了基础。
三、光合作用机理的探究20世纪中期以来，科学技术的快速发展推动了光合作用机理的深入探究。
1951年，英国生物学家R. Hill测定了用光照射的细胞膜释放氧气时的光谱特性。
这一发现证实了塞贝克的研究成果，使得植物在光照下呼吸能与光合作用发生关联被进一步证实。
1961年，美国科学家Melvin Calvin发表了“碳的路径”实验成果，阐明了植物中一氧化碳化合物和糖类的形成过程。
这是对光合作用机理最深入且完整的解释之一，获得了1961年诺贝尔化学奖。
20世纪后期，人们利用先进的技术手段，如扫描透射电子显微镜、基因导向的重构等，对光合作用的细节机理进行了探究，为人类深入理解生命系统的能量来源提供了基础。
四、光合作用的应用研究随着对光合作用的深入探究，人们逐渐认识到光合作用是一项非常重要的技术手段。
第三单元第五章+绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡知识点复习2022--2023学年人教版生物七年级上册
第五章绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡3.5.1 光合作用吸收二氧化碳释放氧气生物的呼吸和燃料的燃烧都会消耗大气中的氧气，排出大量的二氧化碳。
1. 光合作用利用二氧化碳作为原料光合作用的发现史：①亚里士多德：古希腊哲学家亚里士多德认为“植物的根是一张嘴，植物生活和生长所需的一切物质都是通过根吸收土壤汁得到的”亚里士多德认为：植物增加的质量=土壤减少的质量②海尔蒙特实验:比利时科学家海尔蒙特曾经做过一个著名的实验，他把一颗2.5千克的柳树苗种在木桶里，每天用雨水浇灌。
5年后，柳树质量增加了70多千克，而土壤只减少了不到100克。
海尔蒙特认为这是因为柳树除吸收了土壤中少量无机盐外，还吸收了大量的水，水是合成柳树体内有机物的原料。
想一想，他是否忽略了其他因素呢？海尔蒙特认为：推测植物生长所需要物质主要来源于水海尔蒙特实验局限性：关注了水的因素却忽略了气孔可以吸收二氧化碳、还有无机盐或蒸腾作用散失的水的因素③黑尔斯实验：1727年，英国植物学家黑尔斯在重复海尔蒙特的实验时做了进一步量化，他推断空气可以被植物吸收，是用于制造其生长所需要物质的原料黑尔斯认为：推测空气是光合作用的原料④普利斯特利实验：1771年，英国化学家普利斯特利设计的实验。
实验步骤：甲图：他把一只点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了。
乙图：他把一只小白鼠放到密闭的玻璃罩里，小白鼠很快也死去了丙图：他把一盆植物和一只点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里。
他发现蜡烛没有熄灭丁图：他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。
他发现小白鼠也能够正常地活着实验讲解：第一组：哪组能形成对照实验？甲和丙对照组是哪组？甲实验组是哪组？丙单一变量是什么？绿色植物结论：绿色植物可以更新由于蜡烛燃烧而变污浊的空气第二组：哪组能形成对照实验？乙和丁对照组是哪组？乙实验组是哪组？丁单一变量是什么？绿色植物结论：绿色植物可以更新由于动物呼吸而变污浊的空气因此，该实验结论是：绿色植物可以更新由于蜡烛燃烧或者动物呼吸而变污浊的空气普利斯特利实验局限性：光在植物更新空气中的作用；限于当时发展水平的限制，没有明确植物更新的气体是什么，现在我们知道氧气是光合作用的产物。
光合作用的发现历程教案
光合作用的发现历程教案一、教学目标1.知识目标：通过学习，使学生了解光合作用的发现历程，掌握光合作用的基本原理和过程。
2.能力目标：培养学生观察、实验和推理的能力，培养学生的科学思维和创新意识。
3.情感目标：培养学生科学探究的兴趣，培养学生珍视自然环境，保护生态环境的意识。
二、教学重点掌握光合作用的基本过程和原理。
三、教学难点理解光合作用的机制，并了解光合作用在能量转化中的重要性。
四、教学方法通过课堂讲解、实验、多媒体展示等方式进行教学。
五、教学过程1.导入（10分钟）通过放映有关光合作用的图片和视频，带领学生进入本课的学习氛围。
2.讲解光合作用的基本过程（20分钟）通过多媒体展示，讲解光合作用的基本过程。
（1）光合作用的定义：利用光能合成有机物质的过程。
（2）光合作用的方程式：6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2（3）光合作用的两个阶段：光依赖反应和光独立反应。
（4）光合作用的地点：叶绿体。
3.讲解光合作用的发现历程（30分钟）通过讲解科学家进行的实验和发现，帮助学生了解光合作用的发现历程。
（1）约瑟夫·普里斯特利研究蕨类植物的实验：发现了光合作用中的氧气释放现象。
（2）简·英格利研究绿梅花草的实验：发现了光合作用需要光照和叶绿素的存在。
（3）罗伯特·梅耶研究伞形植物的实验：发现了光合作用是一个化学反应过程。
（4）Cornelis Van Niel研究紫菜的实验：提出了光合作用的化学方程式。
4.实验探究（30分钟）组织学生进行光合作用实验，通过实验，让学生亲自体验光合作用的过程以及光合作用与光独立反应的关系。
5.讲解光合作用在能量转化中的重要性（10分钟）运用实例和多媒体展示，讲解光合作用在生物圈能量转化中的重要性。
6.小结与展望（10分钟）对本节课的内容进行小结，并展望下一节课的内容：光合作用的调节与影响因素。
六、课堂作业请学生撰写一篇关于光合作用的发现历程的文章，要求包括至少三个科学家的实验内容。
光合作用的探究历程
光合作用的探究历程关于植物光合作用的研究，早在17世纪初就开始了。
当时，有一位名叫赫尔蒙特的比利时医生就做过这样一个有趣的试验。
他把十分容易生根成活的一段柳树枝条种植在一个大瓦盆里。
在种植之前，他称量了柳树枝条的质量（2.27kg）和瓦盆中干燥沙土的质量（90.8kg）。
此后，只向盆中浇雨水，不再添加其他东西。
5年以后，当赫尔蒙特再次进行称量时，柳树枝条已经长成重达76.86kg的柳树，而瓦盆中干燥沙土的质量仅仅减少了千分之一左右。
柳树增加的质量远远大于土壤减少的质量。
所以，根据这个试验，赫尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤。
这个结论在今天看来虽然并不十分科学和严谨，但是，它开创了人们使用定量的方法来研究生物学的先例，是对生物学研究的一个重要贡献。
[背景材料：海尔蒙特（Jan Baptist van Helmont），比利时化学家，生物学家，医生。
他在化学理论和实践上都有卓越贡献，从而成为炼金术向近代化学转变时期的代表人物。
他所做的柳树实验也是生物研究上划时代的工作。
海尔蒙特有一个著名的实验，就是把两百磅的土壤烘干称重，然后在土里种下5磅重的柳树种子，收集雨水灌溉；五年后柳树长成169磅3盎司重，土壤再烘干称重，只少了2盎司。
这证明树木的重量增加来自雨水而非土壤。
世界各地生物课本都会提到这一段记载。
接着他继续写道：『根据圣经创世记第一章，上帝创造世界的第一天，就创造了天，创造了地，也创造了水，水一定是非常重要的。
我的柳树实验，是要证明上帝创造世界的第三天，上帝说：『天下的水要聚在一处，使旱地露出来。
』事就这样成了。
上帝说：『地要发生青草和结种子的菜蔬，并结果子的树木，各从其类，果子都包着核。
』事就这样成了。
这件事就是：树木只要有种子，只要有水，就能供给植物生长所需。
』这段记载说明了，海尔蒙特研究柳树实验的动机是为了印证圣经创世记第一章。
这段记载却没被收录在我国的任何一本生物课本里，以致学生看海尔蒙特种了五年的柳树，辛苦地把一堆土弄来弄去，以为他只是单纯地为了科学，而不知这个柳树实验是他对信仰的求证与表白。
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萨克斯实验
一半遮光
一半曝光
（置于暗处48小时,饥饿处理）
思考：目的是什么？
使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性
1880年，恩格尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气
黑暗，用极细光束照射 结论： 氧是由 叶绿体释放出来的 植物释放氧需要光照
完全暴露在光下
鲁宾和卡门做的同位素标记实验
实验证实了：
你认为海尔蒙特的观点对不 对？他的实验有何不足？
他没有考虑到空气、阳 光等对实验的影响！
实验设计应注意单一变量原则
1771年，普里斯特莱实验一
甲
一段时间后
乙
一段时 间后
1771年，普里斯特莱实验二Biblioteka 一段时间后一段时间后
结论：植物可以更新空气
1779年英格豪斯实验
结论： 植物只有在光照条件下才能更新空气
光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是 来自CO2
1948年美国的 卡尔文报告了历时 10年的研究结果， 他用14C标记CO2 追踪光合作用碳元 素的行踪，结果发 现CO2用于合成糖 类等有机物。
过程小结
时间 实 验 结 论
1648年 海尔蒙特实验: 1771年 普利斯特莱实验: 1779年 扬·英根豪斯实验: 1864年 萨克斯实验: 植物生长所需要的养料主要来自于水 植物生长需要吸收CO2 ,同时释放出O2 植物需要阳光才能制造出O2 叶片在光下能产生淀粉 叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放出来的氧气全部来自于水
第五章 细胞能量供应和利用 第四节：能量之源光合作用2
光合作用的发现历程
2000多年前，亚里士多德认为植 物体由 “土壤汁”构成，即植物 生长发育所需物质完全来自土壤。
1627年，海尔蒙特(J.B. van Helmont)实验
五年后
柳树增重74.47kg 土壤减少0.06kg
植物生长所需要的物质完全来自水，而不是土壤
1880年 恩吉尔曼的实验：
1940年 鲁宾和卡门实验:
1948年 卡尔文实验:
植物吸收的CO2用于合成糖类等有机物
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为储存 着能量的有机物，并且是释放出氧气的 过程。
光合作用的反应式概括为：
CO2+H2O
光能 叶绿体
（CH2O）+ O2
萨克斯实验
一半遮光
（置于暗处48小时）
一半曝光
酒精溶液
这个过程叫脱色，这样做的目的是？为什么要用酒精？
使叶片中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色。 叶绿素只溶解在有机溶剂中，如酒精，丙酮等。
遮光
曝光
分别用碘蒸汽处理 叶片，发现遮光的 没有变成蓝色，曝 光的则呈现深蓝色。
验证：
光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。
原料——CO2+H2O 产物——(CH2O）+O2
动力—— 太阳光 场所——叶绿体
1.下列标号各代表： ① 外膜 ②内膜 ③ 基粒 ④类囊体膜 ⑤ 基质 2.在④上分布有光合作用所需的 色素 和 酶 ，在⑤中也分布有光 合作用所需的 酶 。 ⑤ ①
叶绿体亚显微 结构模式图
②
③
④.