光合作用探究历程
光合作用探究历程
光合作用探究历程随着对自然界的探索和科学技术的进步，光合作用作为生命中至关重要的过程之一，一直备受科学家们的关注。
本文将探究光合作用的历程，从最初的观察到后来的实验验证，以及对其深入研究的重要性。
文章将采用科学探究的形式，以证据和实验数据为支撑，解释光合作用的过程和机制。
一、光合作用的历史观察和发现在古代，人们对于光合作用并没有深入的认识，只是个别的观察现象。
例如，早在公元前3000年，古埃及人就已经发现将植物暴露在阳光下可以促使植物生长，并积累了这方面的经验。
但是，对于光合作用的具体过程和机制，人们并没有太多的了解。
直到17世纪，一位意大利医生和学者赫利奥·加利莱在他的实验中发现，只有绿色植物才能吸收阳光并进行某种转化。
这一发现成为理解光合作用的开端。
随后，许多科学家们开始致力于研究植物的光合作用过程。
二、光合作用的实验验证随着科学技术的进步，科学家们开始进行各种实验来验证光合作用的真相以及详细过程。
其中最著名的实验之一是英国科学家约瑟夫·普利斯特利于1771年进行的实验，他使用了一个封闭的玻璃器皿，将一些水藻放入其中，并将其置于不同光照条件下。
通过观察，他发现在有阳光的情况下，水藻会产生氧气，并且水藻的数量也明显增加。
这表明光在光合作用中起到了关键的作用。
另一位重要的科学家是荷兰生物学家雅各布斯·列文虎克，他于1882年提出了光合作用的化学公式，并深入研究了光合作用的原理与机制。
他的研究为后续的科学家们提供了重要的基础。
三、光合作用的深入研究和重要性随着科学研究的不断深入，人们对光合作用的理解也越来越深刻。
科学家们发现，光合作用是植物生长和繁殖的关键过程，同时也是维持地球氧气水平和碳循环的重要机制。
通过光合作用，植物可以将太阳能转化为化学能，并释放出氧气，供生物体呼吸。
此外，光合作用还可以促进植物的生长和确保植物体内的营养合成。
对于人类而言，光合作用也具有重要意义。
光合作用的探究历程和过程
光合作用的探究历程和过程光合作用是地球上所有生物体中最重要的能量转换过程之一、它将太阳能转化为植物等光合生物能量的过程，同时还产生了氧气。
在光合作用的探究历程中，有两位科学家提供了重要的贡献，他们分别是英国化学家约瑟夫·普利斯特利(Joseph Priestley)和荷兰医生雅各布斯·伯兰特(Jacobus van't Hoff)。
约瑟夫·普利斯特利是第一个发现植物产生氧气的人。
在1771年，他进行了一些实验，在一个密闭的容器中放置了一段草和一只小鼠。
他发现，当阳光照射到容器中，小鼠能够继续存活，但当阳光被遮住时，小鼠却窒息死亡。
这个实验验证了植物在光照下产生氧气。
荷兰科学家雅各布斯·伯兰特则进一步研究了光合作用的过程和原理。
他在1890年提出了一个重要的理论，称为光合作用定律。
该定律描述了光合作用的过程中发生的化学反应，其中光能被植物中的叶绿素吸收，然后通过光合作用转化为化学能，同时产生氧气。
光合作用是一个复杂的过程，可以分为两个阶段：光反应和暗反应。
光反应发生在叶绿体的葉綠體内。
当光照射到叶绿体时，葉綠體中的叶绿素会吸收光能，然后将其转化为化学能。
在光反应中，水分子被分解成氧气和氢离子，这个过程称为光解水。
同时，光能被转化为化学能的同时，也会产生一种叫做ATP(三磷酸腺苷)的能量分子。
ATP是细胞内储存和转移能量的主要分子。
光反应完成后，暗反应开始进行。
暗反应不需要阳光，它发生在葉綠體质粒(m stroma)中。
在暗反应中，二氧化碳和氢离子通过一系列反应被转化为葡萄糖。
这个过程称为碳固定。
光反应中产生的ATP和氢离子提供了能量和电子给暗反应使用。
近年来，科学家们对光合作用的研究也在持续进行。
他们试图了解更多关于光合作用的细节，如叶绿素的吸收光谱、光反应和暗反应中其他信号传导和调节机制，以及如何利用光合作用提高农作物产量等。
这些研究对人类的生活和环境保护都有着重要的意义。
光合作用发现历程及过程
光合作用发现历程及过程光合作用是生物体利用太阳光能将二氧化碳和水转化成有机物质和释放出氧气的过程。
以下将详细介绍光合作用的发现历程及其过程。
光合作用的发现历程可以追溯到17世纪中叶，当时英国科学家瓦宾达姆（Joseph Priestley）和英国瑞典科学家英格兰德（Jan Ingenhousz）分别进行了相关研究。
瓦宾达姆的实验发现，绿色植物在充满光照的环境中能够释放出气泡，而这些气泡被后来的研究证明是氧气。
英格兰德的实验则进一步发现，植物只有在光照条件下才能释放氧气。
这些实验结果为进一步探索光合作用的机制奠定了基础。
随着科学技术的不断发展，20世纪初，不少科学家开始对光合作用进行深入研究。
其中最重要的突破之一是德国科学家阿道夫·伯哈德·施鲁特（Adolf Butenandt）于1930年从叶绿体中提取到了一种绿色物质，命名为叶绿素。
这一发现证实了叶绿体是植物中进行光合作用的关键器官。
1940年代末，美国科学家梅森和鲍登（C. B. Van Niel）提出了新的光合作用理论。
他们发现，细菌能够以无氧的方式进行光合作用，将二氧化碳在其他物质的氧化还原反应中作为电子供体。
这一发现扩展了人们对光合作用的认识，使得科学界重新审视了光合作用的机制与过程。
光合作用的过程可以分为两个阶段：光反应和暗反应。
光反应是光合作用的第一阶段，发生在光合体系内，需要光能作为驱动力。
光反应包括两个子过程：光能捕获和光化学反应。
在光能捕获过程中，叶绿素分子吸收光能，并将其转化为化学能。
在光化学反应过程中，叶绿体中的电子受激发，一部分电子和光化学反应中生成的氧气结合形成水分子，另一部分电子则通过电子传递链逐级传递，最终导致在电子传递链末端产生的高能电子。
综上所述，光合作用的发现历程经历了几个关键的里程碑。
从早期的实验证明植物能够释放氧气到后来的叶绿体和叶绿素的发现，再到对光合作用机制的深入研究，科学家们逐渐揭示了光合作用的过程。
光合作用探究历程及过程
光合作用探究历程及过程光合作用是生物体中最为重要的能量转化过程之一、它将光能转化成化学能，为生物体提供了所需的能量和有机物质。
光合作用的探究历程可以追溯到19世纪。
以下将详细介绍光合作用的探究历程和过程。
在1804年，意大利医生和物理学家亚历山大·沃尔塔发现了电池，这为电化学提供了重要的工具。
在随后的几十年里，科学家们开始研究电池和化学反应，并发展了电化学理论。
然而，直到19世纪末，科学家们才开始认识到光能可以通过化学反应转化为电能。
1883年，荷兰物理学家和化学家雅各布斯·赫尔丁（Jacobus Henricus van 't Hoff）提出了光合作用的基本概念。
他认为植物通过吸收光照射转化二氧化碳和水为有机物，并释放出氧气。
他的理论得到了广泛的认可，成为了现代光合作用的基础。
接下来，科学家们开始进行实验以验证光合作用的过程和机制。
1894年，德国生物化学家奥古斯特·威力（F.Č.v.Wettstein）通过将植物放在不同光强下进行实验，发现植物在光照下能够吸收二氧化碳并释放氧气。
他还发现，当植物处于黑暗或弱光条件下时，它们无法进行光合作用。
随着科学技术的进步，科学家们开始利用更先进的仪器和技术来研究光合作用的机制。
在1930年代，英国生物化学家罗宾·希尔（RobinHill）发现了光合作用的化学过程。
他发现，当植物叶片暴露在光照下时，产生的氧气和高能物质可以被光强较弱的光线所代替，推断出植物中存在着一个光合作用过程，将光能转化为化学能。
随后的几十年里，科学家们不断完善和深化对光合作用的理解。
1939年，美国生物物理学家罗兰·马特赛尔（Robert Emerson）证实了光合作用的光能捕获过程和传导；1954年，英国生物学家格利尔·真斯（Melvin Calvin）发现了光合作用中的碳固定过程，即光合作用产生的NADPH和ATP能够将二氧化碳转化为有机物质。
【高中生物】高中生物知识点：光合作用的探究历程
【高中生物】高中生物知识点：光合作用的探究历程
光合作用的探究历程:
1．普利斯特利的实验
(1)普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。
(2)由于当时科学发展水平的限制，没有明确更新气体的成分。
2．萨克斯的实验
(1)该实验设置了自身对照，自变量为光的有无，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。
(2)该实验的关键是：饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。
为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理。
(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明光是光合作用的必要条件。
3．恩格尔曼实验
(1)结论：叶绿体是光合作用的场所，光合作用过程能产生氧气。
(2)实验点评：
①设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。
②自变量为光照和黑暗，因变量为好氧菌聚集的部位。
4．鲁宾和卡门的实验
H
2
18
O+CO
2
植物
O
2
H
2
O+C
18
O
2
植物
O
2
(l)该实验设置了对照，自变量是标记物质(H 2
18
O 和C
18
O
2
)，因变量是O
2
的放射性。
(2)鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO 2
和 H
O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
光合作用的探究历程和过程
“自动空气净化器”
5、光合作用原理的运用
• 植物自身因素 • 环境因素对光合作用的影响
厉！
教师寄语:
21世纪是生命科学的世纪,科 学技术发展的车轮在不断前进!
希望同学们能站在先人的 肩膀上成为”车轮”前进的有 力推动者!
根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳 反应，应该生成什么产物？ 碳酸
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
光合作用（一）
光合作用的探究历程
人们对于光合作用的认识最早是从研究 植物的生长开始的。
植物生长所需要的物质来自哪里？
早在2000多年前，亚里士多德就提出 “植物是由土壤汁构成”，即植物生长所 需物质来自土壤。
17世纪初， 海尔蒙特的柳树实验。
海尔蒙特的实验证明：柳树重量的增加 来自雨水而并非来自土壤。
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课堂练习
1、在光合作用实验里，如果所用的水中有 0.2%的 水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的 二氧化碳分子含18O ，那么，植物进行光合作用 释放的氧气中，含18O的比例为
A．0.20% B．0.48%
C．0.88%
D．0.68% 注：答题请单击选项
恭不不不喜要要要你灰灰灰， 答心心心对，，，了再再再！ 来来再来一一接一次次再次！！！
三、光合作用的过程：
回归课本,知识整合
1.光反应和暗反应的区别
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
课时光合作用的探究历程和过程课件.ppt
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;。
光合作用的探究历程
2C3 + [H]
酶 ATP
(CH2O) + C5
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H 2O 光 B F CO2 G J I
A
C
D
E+Pi
H
水 色素 Ｏ2 ①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。 基质 [H] ②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用 暗反应用作还原剂，还原C 于____________________ 3。 色素吸收 的光能 ATP ③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______ C3化合物 糖类 ④图中G________,F是__________,J是_____________ C5化合物 光反应 [H]和ATP ⑤图中的H表示_______， H为I提供__________
能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
类囊体膜
H2O
O2
[H]
酶
Pi ＋ADP
ATP
2、暗反应阶段
CO2的 固定 CO2
2C3
叶绿体基质 多种酶
C 3的 还原
卡尔文循环
C5 （CH2O)
【小结】
条件： 场所： [H] 、ATP、酶 叶绿体的基质中 CO2的固定：CO2＋C5
酶
物质变化：
2C3 (CH2O)
光能利用率
光合作用效率
1、控制光照强度 2、适当补充CO2 3、适宜的温度 4、矿质元素（ 合理施肥） 5、水（ 合理灌溉）
(四)、化能合成作用
1、化能合成作用：
少数菌类利用体外环境中某些无机物氧化 时释放的能量来制造有机物。
《光合作用的探究历程》 学历案
《光合作用的探究历程》学历案一、学习目标1、了解光合作用探究历程中的重要实验和科学家的贡献。
2、理解光合作用的概念和反应式。
3、培养科学探究的思维和方法，提高分析问题和解决问题的能力。
二、学习重难点1、重点（1）光合作用探究历程中各实验的设计思路和结论。
（2）光合作用的概念和反应式。
2、难点（1）理解光合作用探究历程中实验设计的科学性和巧妙性。
（2）分析各实验之间的逻辑关系，形成对光合作用的整体认识。
三、学习过程（一）早期探索1、古希腊哲学家亚里士多德的观点古希腊哲学家亚里士多德认为，植物是由“土”构成的。
这一观点在当时被广泛接受，但缺乏科学依据。
2、范·海尔蒙特的柳树实验17 世纪，比利时科学家范·海尔蒙特进行了著名的柳树实验。
他将一棵重 25kg 的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。
此后，他只用雨水浇灌柳树。
5 年后，柳树增重了 80 多千克，而土壤却只减少了不到 100 克。
范·海尔蒙特由此得出结论：植物的生长主要不是由于土壤的变化，而是由于水。
然而，范·海尔蒙特的实验存在一定的局限性。
他没有考虑到空气中的物质对植物生长的影响。
（二）气体交换的发现1、普利斯特利的实验1771 年，英国科学家普利斯特利做了一个实验。
他把一支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，小白鼠很快也死去了。
然后，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，蜡烛没有熄灭。
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，小白鼠能够正常地活着。
普利斯特利得出结论：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。
但是，当时普利斯特利并不知道植物更新空气的成分是什么。
2、英格豪斯的实验后来，荷兰科学家英格豪斯做了 500 多次植物更新空气的实验。
他发现，普利斯特利的实验只有在有光的条件下才能成功。
也就是说，植物体只有在光下才能“净化”空气。
光合作用探索历程
阮建英
福安二中
恩格尔曼实验
1880年，恩格尔曼实验
光合作用的场所是叶绿体,产物是氧气.
阮建英
福安二中
探究三：鲁宾、卡门的实验
C18O2
（一）
O2
CO2
（二）
18O
2
H2O 绿藻
H218O 绿藻
阮建英
鲁宾和卡门实验
福安二中
探究三：鲁宾、卡门的实验
提出问题 作出假设 设计实验 实施实验 结果分析 得出结论 A气体无放射性，B气体具有放射性；而且等体 积二者的质量比为8︰9 。 光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于 二氧化碳。
小鼠死亡，蜡烛也熄灭 小鼠存活，蜡烛仍燃烧
植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧 所需要的气体。 植物可以更新空气(吸收CO2, 产生O2)。
阮建英
福安二中
荷兰的英格豪斯的实验
英格豪斯的 实验
他的不能？
阮建英
福安二中
光合作用探究历程
1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气， 吸收的是二氧化碳； 1845年，梅耶指出，植物在进行光合作 用时，把光能转变成化学能储存起来
义的试验
阮建英
福安二中
探究一：普利斯特利的实验
1771
年 英 国 科 学 家 普 利 斯 特 利
实验组 对照组
结论：植物可以更新空气
阮建英
福安二中
探究一：普利斯特利的实验
提出问题
植物可以影响空气成分吗？ 植物可以影响空气成分。
小鼠 和点 燃的 蜡烛
作出假设
设计实验 实施实验 结果分析 得出结论
光照，密 闭玻璃罩 绿色植物
阮建英
福安二中
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用是地球上一种至关重要的生物化学过程，它能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气。
这个过程对维持大气中的氧气含量、提供养分和能量来源以及维持生物多样性都起着举足轻重的作用。
本文将探究光合作用的历程，从其起源、重要发现到深入研究等方面进行论述。
1. 光合作用的起源光合作用最早起源于约35亿年前的地球上的原始生物，这些生物利用光能进行自养生长。
起初，光合作用并不完善，只能在无氧环境下进行，产生的氧气无法排出。
然而，随着地球大气中氧气含量的逐渐增加，光合作用也得以持续发展和改进。
2. 光合作用的重要发现光合作用的重要性在18世纪和19世纪得以逐渐揭示。
著名的科学家约瑟夫·普里斯特利发现植物在光照下能够产生氧气，并可以将二氧化碳转化为有机物。
这项发现被认为是现代光合作用研究的开端。
随后，众多科学家如詹姆斯·伊恩·希尔、罗宾·海尔、鲁道夫·马格努斯等陆续对光合作用的化学过程以及相关的生物分子机制进行了进一步研究和发现，为后续的光合作用研究打下了坚实的基础。
3. 光合作用的深入研究随着科技的不断进步，对光合作用的研究也得到了显著推进。
通过光合作用相关蛋白复合体的结晶、酶的解析以及光合膜的结构分析，科学家们逐渐揭示了光合作用的分子机制和能量转换过程。
光合作用的核心是叶绿素分子的光合反应中心，它能够吸收太阳能并将其转化为化学能，进而催化二氧化碳的还原和水的氧化反应。
光合作用还涉及到一系列辅助色素和蛋白质分子，它们协同工作保证了光能的高效利用。
4. 光合作用在生态系统中的作用光合作用不仅在维持植物的生长和发育中起着核心作用，也在整个生态系统的运作中发挥着关键作用。
通过将二氧化碳转化为有机物，光合作用为其他生物提供了养分来源。
同时，光合作用还能够释放出氧气，维持大气中的氧气含量，为动物呼吸提供必需的氧气。
光合作用还通过能量的流动和化学能的储存，维持了生物圈中的能量平衡，维持了生物多样性和生态系统的稳定性。
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。
光合作用的探究历程和色素的提取
光合作用的探究历程和色素的提取光合作用是指植物将光能转化为化学能的过程，这一生物过程的探究历程可以追溯到17世纪。
同时，色素的提取也是在这个过程中被发现和研究的重要内容。
光合作用最早的研究可以追溯到英国科学家约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）和瑞典医生卡尔·威尔希尔（Carl Wilhelm Scheele）在18世纪的实验。
普里斯特利是第一个发现植物对光的反应的科学家之一、他的实验表明，当绿色植物处于光照下时，它们可以产生氧气，从而使燃烧更为剧烈。
后来，瑞典科学家奥伯·欧尼乌斯（Oberlin Smith）在19世纪中叶对光合作用进行了进一步的研究。
他发现，光合作用只能在植物叶绿素的存在下进行。
他认为叶绿素是光合作用的媒介物质，但他并没有成功地将叶绿素提取出来。
叶绿素的提取研究开始于20世纪初的瑞士化学家理查德·威廉姆森（Richard Willstätter）。
他发现叶绿素是由生物体中的可溶性色素组成的。
威廉姆森成功地提取了叶绿素，并对其进行了详细的研究。
在20世纪40年代，美国研究者罗宾·希尔（Robin Hill）开展了光合作用的研究，并发现了叶绿素分子在光和二氧化碳存在下产生的暂时电流。
这是对光合作用生化过程的重要发现，进一步揭示了光能如何转化为化学能。
在20世纪中叶，日本研究者山中敏（Tsunetaka Yamanashi）成功分离了叶绿素和类叶绿素。
他提取出的叶绿素被用于进一步研究，揭示了光合作用的分子机制。
随着技术的进步和研究方法的发展，科学家们对光合作用的了解和对色素的提取有了更深入的研究。
现代科学家使用各种化学和物理技术，如高效液相色谱法（HPLC）和质谱法（Mass Spectrometry），来分离和鉴定植物色素。
例如，气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）被广泛用于叶绿素的分离和定量。
总的来说，光合作用的探究历程经历了几个重要的阶段，从最早的发现到现代科学对其分子机制的深入研究。
光合作用的探究历程
总反应式：
光能
CO2 + H2O 叶绿体
（CH2O）+ O2
3、光合作用的过程
2H2O
O2
可见光
光解
吸收 色素分子
酶
4[H]
ATP
酶
ADP+Pi
2C3
还原
多种酶
固定 CO2 C5
C6H12O6+H2O
光反应
暗反应
光能、酶
6CO2+12H2O 叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2
原子转移？夜幕一降临，光合作用即停止？
同时证明：光合作用的进行需要光照条件 实验变量：有无光照
3、1880年，美国科学家恩格尔曼曼实验
水绵：丝状绿藻，淡水生活，细胞长筒状，
材料： 只有一个带极状叶绿体，螺旋排列在细胞中。
好氧细菌：进行有氧呼吸，对氧敏感,
细
光 束
黑暗中
光照下
现象：好氧细菌集中在叶绿体的受光部位。
为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位的周围？
（一）：
C18O2
（二）：
O2
CO2
18O2
H2O
H218O
绿藻
绿藻
你找到答案了吗？……
光合作用释放的O2全部来自于参与反应的H2O
5、20世纪40年代美国科学家卡尔文实验
最终探明：
CO2中的碳在光合作用中转化成有机 物中碳的途径，即卡尔文循环
通过对以上四个实验的分析，你能对光 合作用下一个定义了吗？……
（2）曲线a表示的化合物是__C_3__，在CO2浓度降低时，其 量迅速下降的原因是：_固__定__过__程_减__慢__，___C_3_形__成__量__减__少___； ____而__C_3_还__原__过__程__仍__在__进__行___。
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用探究历程一、光合作用的发现光合作用是植物、藻类和某些细菌通过吸收太阳光能，利用二氧化碳和水合成有机物质的过程。
这个重要的生物化学过程在植物生命活动中起着至关重要的作用。
然而，这个过程是如何被科学界发现和揭示的呢？早在17世纪，荷兰科学家范·豪斯汀就开始了对植物生长的研究。
他观察到植物在光照下可以生长，而在黑暗中则不能。
这表明植物的生长与光照有关。
随后，在18世纪，法国科学家拉普拉斯和拉瓦锡进一步探讨了光合作用过程中物质和能量的转化。
拉瓦锡提出，植物在光合作用中吸收了二氧化碳和水，并释放出氧气。
到了19世纪，英国科学家达尔文对光合作用进行了更深入的研究。
他发现，光合作用是植物中的叶绿体通过吸收太阳光能而进行的。
这一重要发现为后来的光合作用研究奠定了基础。
二、光合作用的过程光合作用是一个复杂的生物化学过程，可以分为三个主要阶段：光反应、暗反应和产物运输。
1.光反应阶段：这一阶段主要发生在叶绿体中，植物通过光合色素吸收太阳光能，并将水分子分解为氧原子和氢离子。
同时，电子从还原型的辅酶Ⅱ传递给氧气，生成高能态的电子和还原型的辅酶Ⅱ。
这一过程释放出的能量用于合成ATP。
2.暗反应阶段：在暗反应阶段，植物利用光反应中生成的ATP和还原型的辅酶Ⅱ，将二氧化碳还原为有机物质，如糖类。
这一过程需要多种酶的参与，包括羧化酶、磷酸二氢酶等。
暗反应生成的有机物质被运输到植物体内的各个部位，供生长发育所需。
3.产物运输阶段：在光合作用过程中生成的有机物质需要通过运输才能到达植物体内的各个部位。
植物体内有一套复杂的运输系统，可以将光合作用生成的有机物质从叶绿体运输到其他部位，以满足生长发育的需要。
三、光合作用的机制光合作用的机制涉及到许多生物化学反应和能量转化过程。
其中最重要的是反应中心的电子转移和伴随的能量变化。
在光反应阶段，光合色素吸收太阳光能后，将电子从水分子中激发到高能态，再传递给氧气生成高能态的电子和还原型的辅酶Ⅱ。
《光合作用的探究历程》 导学案
《光合作用的探究历程》导学案一、学习目标1、了解光合作用探究历程中的重要实验及结论。
2、学习科学家的研究思路和科学方法。
3、理解光合作用的概念和反应式。
二、学习重点1、光合作用探究历程中的经典实验。
2、光合作用的反应式。
三、学习难点1、各实验的设计思路和结论分析。
2、理解光合作用的实质。
四、知识链接1、细胞呼吸：细胞通过一系列的氧化还原反应，将有机物中的化学能释放出来，并生成 ATP 的过程。
2、叶绿体的结构：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，由外膜、内膜、基粒（由类囊体堆叠而成）和基质组成。
五、学习过程（一）早期探索1、 17 世纪，比利时科学家海尔蒙特做了一个著名的柳树实验。
他把一棵重 25kg 的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。
之后，他只用雨水浇灌柳树。
5 年后，柳树增重了 80 多千克，而土壤却只减少了不到 100 克。
海尔蒙特由此得出结论：柳树的增重主要来自水，而不是土壤。
思考与讨论：（1）海尔蒙特的实验有什么不足之处？（2）这个实验为后来的研究提供了什么启示？2、 1771 年，英国科学家普利斯特利做了一个实验。
他把一支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，小白鼠很快也死去了。
然后，他把一盆绿色植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，蜡烛没有熄灭。
他又把一盆绿色植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里，小白鼠能够正常地活着。
普利斯特利由此得出结论：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。
思考与讨论：（1）普利斯特利的实验想要探究什么问题？（2）他的实验结论是否完全正确？为什么？（二）科学实验的进一步发展1、 1779 年，荷兰科学家英格豪斯做了 500 多次植物更新空气的实验。
他发现，普利斯特利的实验只有在有光的条件下才能成功。
也就是说，植物体只有在光下才能更新空气。
思考与讨论：（1）英格豪斯的实验对普利斯特利的实验有什么补充和完善？（2）英格豪斯的实验说明了什么？2、 1845 年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。
《光合作用的探究历程》 说课稿
《光合作用的探究历程》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《光合作用的探究历程》。
接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“光合作用的探究历程”是人教版高中生物必修 1《分子与细胞》第五章第四节的内容。
这部分内容是在学生已经学习了叶绿体的结构和功能的基础上，进一步探究光合作用的发现过程。
通过对光合作用探究历程的学习，学生可以了解科学家们是如何通过实验和观察来揭示光合作用的本质和规律的，培养学生的科学思维和实验探究能力。
二、学情分析本节课的授课对象是高一年级的学生。
他们在初中阶段已经对光合作用有了初步的了解，但对于光合作用的探究历程还缺乏系统的认识。
此时的学生已经具备了一定的观察、分析和逻辑推理能力，但在实验设计和科学方法的运用方面还需要进一步的培养和提高。
三、教学目标1、知识目标（1）说出光合作用的探究历程中的重要实验及结论。
（2）理解光合作用的概念和反应式。
2、能力目标（1）通过对光合作用探究历程的学习，培养学生的科学思维和实验探究能力。
（2）通过对实验的分析和讨论，提高学生的信息处理和语言表达能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体验科学家们探索科学的艰辛历程，培养学生的科学精神和创新意识。
（2）使学生认识到科学是不断发展的，激发学生对科学的热爱和追求。
四、教学重难点1、教学重点（1）光合作用的探究历程中的重要实验及结论。
（2）光合作用的概念和反应式。
2、教学难点（1）科学实验的设计思路和方法。
（2）光合作用的探究历程中各实验之间的逻辑关系。
五、教学方法1、讲授法：讲解光合作用的探究历程中的重要实验及结论，使学生形成系统的知识体系。
2、讨论法：组织学生对实验进行分析和讨论，培养学生的思维能力和合作精神。
3、直观教学法：通过多媒体展示实验过程和结果，增强学生的感性认识，提高教学效果。
六、教学过程1、导入新课通过展示一张绿色植物的图片，提问学生：“植物为什么是绿色的？植物是如何获取营养物质的？”从而引出本节课的主题——光合作用的探究历程。
光合作用探究历程
光合作用探究历程光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和释放氧气的过程。
对光合作用的探究历程可以追溯到17世纪初，随着科学技术的进步，人们对光合作用的了解也不断深入。
光合作用的起源可以追溯到植物生命的初期。
早期的地球大气中主要是二氧化碳和水蒸汽，而光合作用是植物生存和繁衍的基础。
然而，对于光合作用的探究是在17世纪初开始的。
在1643年，意大利人查尔斯·斯图尔特发现了光对绿色植物的作用。
他将一堵墙分成两半，一半被遮住不透光，另一半则被阳光照射。
经过一段时间后，他发现被阳光照射的一半植物长得更好，而被遮住的一半则几乎不生长。
这个实验引起了人们的兴趣，也为后来的研究提供了基础。
到了18世纪，研究者开始深入研究光合作用的化学过程。
英国科学家约瑟夫·普利斯特利发现了绿色植物在光照下会产生氧气。
他将一片绿色植物放置在密闭的容器中，使用酒精燃烧，发现氧气的火焰更为明亮。
这个实验进一步确认了光合作用是植物释放氧气的过程。
到了19世纪，研究者开始探索光合作用的化学方程式和机理。
德国科学家朱斯塞普·法托尼提出了光合作用是通过光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
这个方程式被称为光合作用方程式，成为了后来研究的基础。
在20世纪初期，科学家们追溯和发现光合作用的主要酶。
瑞典生物化学家卡尔·辛斯泰恩和德国生物化学家奥托·瓦沃尔德研究了光合作用的黑暗反应。
他们发现黑暗反应需要一种酶－鲨烯二磷酸羧化酶，这个酶可以催化二氧化碳和鲨烯二磷酸转化为有机物质。
随着科学技术的不断发展，人们对光合作用的研究也在不断深入。
现代科学家已经发现光合作用的详细过程和整个过程中所涉及的酶和分子。
他们通过利用生物化学技术和分子生物学技术，揭示了光合作用的机理以及植物如何感知光线，利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质。
今天，光合作用的研究已经超出了单个植物的范畴，也包括了微生物和其他光合细菌。
下列有关光合作用探究历程的叙述,正确的是
下列有关光合作用探究历程的叙述,正确的是
A. 英格豪斯认为密闭玻璃罩中蜡烛熄灭的根本原因是缺乏足够的氧气
B. 萨克斯的实验中叶片曝光的一半变蓝,说明叶绿体在光下产生了淀粉
C. 鲁宾和卡门只用18O标记H2O,证明了光合作用释放的氧气都来自于水
D. 恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标
答案：
[答案]D
分析：
[解析]英格豪斯认为植物体只有绿叶才能更新污浊的空气,A错误;萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光,一段时间后用碘蒸汽处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半没有颜色变化,证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉,B错误;鲁宾和卡门用18O分别标记CO2和H2O,一组植物提供C18O2和H2O,另一组植物提供CO2和H218O,分析两组植物释放的O2,证明了光合作用释放的氧气都来自于水,C错误;恩格尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗、无空气的环境中,用极细光束照射水绵,发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中,如果临时装片暴露在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光部位,证明了O2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,可见,恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标,D正确。
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陈小清 黄志坚
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1.认识光合作用的发现过程，从中 认识光合作用的发现过程， 认识光合作用的发现过程 理解光合作用的概念 2.培养学生分析实验、设计实验的 培养学生分析实验、 培养学生分析实验 能力 3.体验科学家的探究历程 体验科学家的探究历程 探究 历程
探究历程 光合作 用概念 课堂练习 主页
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光合作用的探究到此结束了吗？
20世纪 年代，美国科学家卡尔 世纪40年代 美国科学家卡尔 世纪 年代， 文用同位素标记法发现了卡尔文 同位素标记法发现了卡尔文 循环，探明了二氧化碳在光合作 循环， 用中转化成有机物中碳的途径. 用中转化成有机物中碳的途径
发 现 内 容
1771年 年 1648年 年 公元前3世纪 公元前 世纪 植物生长 需要的物 质是水 植物生长 H2O（比 （ 所需物质 利时： 利时：海 来自土壤 古希腊： 尔蒙特） （古希腊： 尔蒙特） 亚里士多 德）
1782年 年 1773年 年 植物更新 空气需要 光照（ 植物可以 光照（荷 兰: 更新空气 英国： 英格豪斯） （英国： 英格豪斯） 普里斯特 利 绿色植物 通过光合 作用吸收 CO2释放 O2（瑞士： 瑞士： 塞尼比尔） 塞尼比尔）
500多次植物更新空气的 多次植物更新空气的 实验，又有何新发现？ 实验，又有何新发现？
结论:植物体 结论 植物体 只有在光 只有在光下才 探究历程 能更新污浊的 光合作 用概念 空气。 空气。 课堂练习
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1939年 年甲乙来自导航（1）在该实验中控制的单一变量是什么？ ）在该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 ）小组合作设计实验装置图， 需要光才能制造O 怎样检验O 需要光才能制造 2？怎样检验 2？ 备选实验材料和器材：金鱼藻、大烧杯、 （备选实验材料和器材：金鱼藻、大烧杯、
新叶沐浴着和煦的阳光， 新叶沐浴着和煦的阳光， 鸟儿在绿叶间尽情欢唱： 鸟儿在绿叶间尽情欢唱： “是你给了我生命的甘露， 是你给了我生命的甘露， 是你给了我无穷的能量！ 是你给了我无穷的能量！”
光合作用的探究历程
——光合作用的原理和应用 ——光合作用的原理和应用 节选高中生物必修1 分子与细胞） （节选高中生物必修1 分子与细胞）
1845年 年 1864年 年
亚里士多德认为： 亚里士多德认为：植物 认为 体由“土壤汁”构成， 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。 物质完全来自土壤。 土壤减少的重量=植物增 土壤减少的重量 植物增 加的重量
探究历程 亚里士多德 (Aristotle) 光合作 用概念 课堂练习 主页
柳树的质量 2. 27kg 76.7kg 干土的质量 90kg
89.9kg
结论： 结论：植物生长所需要的养料 主要来自水 而不是土壤。 主要来自水,而不是土壤。
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公元前 3世纪 世纪 1648年 年 1771年 年 1779年 1779年
二、1771年英国科学家普利斯特利 1771年英国科学家普利斯特利
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第一题
3、有关右图所示模拟实验的 、 叙述中， ] 叙述中，正确的是[ A 、甲和乙都不产生气泡
第二题
B 、甲产生气泡与光有关
第三题
C 、甲和乙都产生气泡，气泡成分相同 甲和乙都产生气泡， 甲和乙都产生气泡， D 、甲和乙都产生气泡，气泡成分不同
恭喜你， 恭喜你，答 对了！ 对了！再接 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心， 再厉！ 再厉探究历程 ！ 再来一次！ 再来一次！
光合作 用概念
1845年 年 1864年 年 1980年 年 1939年 年
结论
光合作用时将光能转变 成有机物中的化学能
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公元前3 公元前 世纪 1648年 年 1771年 年 1779年 1779年
五、1864年德国科学家萨克斯 1864年
1843年 年 1864年 年 1980年 年
1939年 年
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公元前 3世纪 世纪 1648年 年 1771年 年
一、1648年比利时科学家海尔蒙特 1648年比利时科学家海尔蒙特
五年后
1779年 年
开始时
1845年 年 1864年 年 1980年 年 1939年 年
5年后 年后
实验前后的差值 +74.43kg －0.1kg
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光合作 用概念
课堂 练习
公元前 3世纪 世纪 1648年 年
光合作用的探究历程
公元前3世纪亚里士多德 公元前 世纪亚里士多德 世纪 1648年 年 海尔蒙特实验 1771年 普利斯特利实验 年
1771年 年 1779年 年
1779年 1779年
英格豪斯实验
探究历程 光合作 用概念 课堂练习
1845年 年 1864年 年 1880年 年 1939年 年
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七、1939年美国科学家鲁宾和卡门实验 1939年美国科学家鲁宾和卡门实验
公元前 3世纪 世纪 1648年 年 1771年 年 1779年 1779年
1843年 年 1864年 年 1980年 年
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1939年 年
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光合作用发现过程
1939年 年 1880年 年 光合作用 释放的O 释放的 2 全部来自 H2O（美 （ 国：鲁宾 和卡门） 和卡门）
再来一次！ 再来一次！
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注：答题请单击选项
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教师寄语: 21世纪是生命科学的世纪 世纪是生命科学的世纪, 21世纪是生命科学的世纪,科 学技术发展的车轮在不断前进! 学技术发展的车轮在不断前进! 希望同学们能站在先人的 肩膀上成为”车轮” 肩膀上成为”车轮”前进的有 力推动者! 力推动者!
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1939年 年
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公元前 3世纪 世纪
六、1880年美国科学家恩格尔曼实验 1880年美国科学家恩格尔曼实验
1648年 年 1771年 年 1779年 1779年
1843年 年 1864年 年 1880年 年
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1939年 年
叶绿体是 叶绿体是 1864年 光合作用 年 绿色植物 的场所 美国： 通过光合 （美国： 恩格尔曼） 作用制造 恩格尔曼） 了淀粉 德国： （德国： 萨克斯） 萨克斯）
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发现年代
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光合作用的概念
绿色植物通过叶绿体， 绿色植物通过叶绿体 ， 利用可见 光中的光能， 光中的光能 ， 把二氧化碳和水合 成为储存能量的有机物（ 通常指 成为储存能量的有机物 （ 糖类中葡萄糖） 糖类中葡萄糖 ） 并且释放出氧气 的过程。 的过程。
结论： 结论：植
1845年 年 1864年 年 1980年 年 1939年 年
物可以更 物可以更 新污浊的 空气。 空气。 甲 乙
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公元前 3世纪 世纪 1629年 年 1771年 年 1779年 年 1845年 年 1864年 年 1980年 年
三、1779年荷兰的科学家英格豪斯 1779年
恭喜你， ， 恭喜你， ， 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心答 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心 对了！ 对了！再接 再来一次！ 再来一次！ 再来一次！ 再来一次！ 再来一次！ 再来一次！ 再厉！ 再厉！
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第三题
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第一题
2．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器.下列有 ．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器 下列有 关叶绿体的叙述中正确的是[ ] 关叶绿体的叙述中正确的是 A．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 ． B．光合作用的酶只分布在外膜内膜和基粒 ．
漏斗、试管等） 漏斗、试管等）
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公元前 3世纪 世纪 1648年 年 1771年 年 1779年 1779年
四、1845年德国科学家梅耶 1845年
理论依据 能量守恒定律：能量既不会消 失，也不会创生，它只会从一 种形式转化为其他形式，或者 从一个物体转移到另一个物体， 而在转化和转移的过程中，能 量的总量保持不变。 探究历程
1843年 梅 耶 实 验 年 1864年 萨 克 斯 实 验 年 1980年 恩格尔曼实验 年 1939年鲁宾与卡门实验 年鲁宾与卡门实验
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问题：植物为什么长大 所需的营养物 问题：植物为什么长大?所需的营养物 质来自何处？ 质来自何处？
公元前 3世纪 世纪 1648年 年 1771年 年 1779年 年
第二题
第三题
C．叶绿体中的色素都分布在囊状结 ． 构的膜上 D．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜 ．
恭喜你， 恭喜你，答 对了！ 对了！再接 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心， 探究历程 再厉！ 再厉！！ 再来一次！ 再来一次 再来一次！ 再来一次！
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注：答题请单击选项
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课堂练习
第一题 第二题
1、在光合作用实验里，如果所用的水中有0.2%的 、在光合作用实验里，如果所用的水中有 的 水分子含18O，二氧化碳中有 ，二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含 的二氧化碳分子含 18O ，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O 那么，植物进行光合作用释放的氧气中， 的比例为[ 的比例为 ] A．0.20% ． B．0.48% ． C．0.88% ． D．0.68% ． 注：答题请单击选项