光合作用的研究历史

何作用？
何作用？
思考： （1）为什么用碘蒸 气处理之后会变蓝？
（2）为什么要先进 行暗处理？
（3）为什么一半遮光，一半曝光？
（4）从这个实验中，你可以得到什么结论？
证明：绿叶的光合作用产物除氧气以外, 还有淀粉。
(1)为什么选用水绵？
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)好氧菌的作用？
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
1864年德国科学家萨克斯的实验及结论
目的？
实验：把绿色叶片放在暗处几小时，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。
自水 。
光合作用的场所： 光合作用的原料： 光合作用的条件： 光合作用的产物：
叶绿体 二氧化碳和水 有光照 淀粉、氧气
科学家的实验设计思想及方法，对 你有什么启发？
（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）.
(3)为什么临时装片要放 在没有空气的黑暗环境里？
黑暗、无空气；排除环境中的光线、氧气对实验的影响
(4)为什么临时装片要放在没有空气的曝 光环境里？
氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光 合作用的场所。
1939年（美国） 鲁宾和卡门实验
提出问题 光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？
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作出假设 光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。
空气→1979年英格豪斯：普利斯特利实
验只有在 阳光照射 下才能成功，植物
体只有 绿叶 才能更新污浊的空
气→1845年梅耶：植物在进行光合作用
时把 光 能转换成 化学能
能
储存起来→1864萨克斯：光合作用产物
除氧气外还有 淀粉 →1880年恩格
尔曼：光合作用场所是叶绿体→1939年
鲁宾、卡门：光合作用释放的氧气来
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
光合作用的探究历程：
（1）1771年普利斯特利：植物可 更新
CO2中的碳在光合作用中转 化成有机物中的碳的途径， 这一途径称为卡尔文循环。
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。
18O218O2 18O2
18O128O2
1188OO2218O2 H2181O8O218O2
18O218O182O2
18O2 CO2
18O2 18O2
小资料：
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， 化学性质不会改变。科学家通过追踪放射 性同位素标记的化合物，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。
同
位
设计实验
素
标
A
B
记
结果分析 A中气体无放射性，B中气体具有放射性
法
光合作用产生的氧气来自于水，而不 得出结论 是来自于二氧化碳。
1939，鲁宾和卡门(美国)
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2 H2O
OO2 O2 2 O2 O2 O2
O2O2C18O2
O2 O2 O2
O2 OO22 O2
18O2 18O2
光合作用的研究历史
17世纪海尔蒙特(比利时) 柳树实验
图
图B
图C
图
A
D
结论： 植物生长所需的养料主要来自于水， 而不是土壤。
普 利 斯 特 利 实 验
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1779
结论：只有在阳光照射下才能成功，
年 英 格 豪 斯 的 实 验 （ 荷 兰 ）
1785年，由于发现了空气的组成,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。