1、 能量之源光与光合作用 我们经常听到这样的一句话：万物生长靠太阳。为什么这么说呢？请同学们观察以下数据：据统计：地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物；地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.111018 kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍。根据以上资料，我们可以得出什么结论？太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？什么是光合作用？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。光合作用的场所、原料、产物和条件分别是什么？如何
2、理解光合作用的概念？原料1原料2产物1产物2条件场所水CO2O2淀粉等有机物光合作用的探究历程 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。问题：植物生长所需的物质来自何处？亚里士多德(Aristotle)五年后一、1627年比利时科学家海尔蒙特 开始柳树的质量2.27kg干土的质量90kg+74.47kg0.06kg结论：植物的增重主要来自水分,而不是土壤。76.74kg89.94kg5年后实验前后的变化柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg 海尔蒙特实验得出的结论严密吗？为什么？直到18世纪中期：人们一直认为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。结论：植物可以更
3、新污浊的空气。二、1771年英国科学家普利斯特利 甲乙普利斯特利（J.Pristly）通过植物和动物之间进行气体交换的实验，第一次成功地应用化学方法研究植物的生长。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？结论：植物体只有在光下才能更新污浊的空气。甲乙英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗？为什么？不知道，受到当时化学发展水平的限制，人们尚不知道植物吸收和释放的究竟是什么气体。直到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。这一过程中，光能哪里去了？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
4、进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。以上这些科学家的前期实验探究，对于光合作用问题的解决没有取得实质的突破，但启迪人们进一步去设计更加巧妙的实验。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(18321897)暗处理 叶部分遮光 光照 滴加碘液 这个实验得出什么结论？萨克斯的实验共有几个处理过程？有四个处理过程：先把绿叶在暗处放置几小时；然后让叶片一半曝光，另一半遮光；接着对叶片进行脱色处理；最后用碘蒸气处理。想一想，每个处理过程的目的分别是什么？把绿叶在暗处放置几小时，在生物学上称为“饥饿”处理，目的是消耗掉叶片中的有机物。让叶片一
5、半曝光，另一半遮光，这是为了设置（空白）对照实验。对叶片进行脱色处理，是为了排除色素对检验结果造成干扰。用碘蒸气处理，是检验是否有淀粉产生。这个实验得出什么结论？萨克斯的实验共有几个处理过程？有四个处理过程：先把绿叶在暗处放置几小时；然后让叶片一半曝光，另一半遮光；接着对叶片进行脱色处理；最后用碘蒸气处理。想一想，每个处理过程的目的分别是什么？结论：植物在光下产生了淀粉。1880年，美国科学家恩格尔曼的水绵实验 实验证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。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？3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光
6、下？因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。思考 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。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？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。放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律
7、。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。同位素标记法 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？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。1、需要标记什么元素？2、怎样设计对照实验？C18O2、H218OC18O2+H2OCO2+H218OCO2H218O?C18O2H2O?预测1：第一组的为O2，第二组为18O2，释放的氧气来自H2O；预测2：第一组为18O2，第二组为O2，释放的氧气来自CO2；预测3：两组既有18
8、O2、也有O2，释放的氧气来自两者。第一组第二组CO2H218O18O2C18O2H2OO2结论：光合作用释放的氧气来自水第一组第二组卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置他用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。六、1948年美国的科学家卡尔文（M.Calvin）等人的实验 原料 条件 场所 产物 海尔蒙特 普里斯特利 英格豪斯 萨克斯 恩格尔曼 H2O淀粉叶绿体（阳光）O2CO2课堂小结 6CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2你能写出光合作用的反应式吗？书写时请标出各种元素的去向。1下图表示德国科学
9、家萨克斯的实验，在叶片照光24 h后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色，本实 验说明()光合作用需要CO2光合作用需要光光合作用需要叶绿素光合作用放出氧光合作用制造淀粉AB CD课堂巩固练习C课堂巩固练习2.下图为鲁宾和卡门实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量之比是()A1：2 B2：1 C8：9 D9：8C3下面是某同学为了证实“2是绿色植物光合作用合成有机物所必需的原料”所设计的实验方案，请你完成有关内容的填写：实验方法和步骤：选取同等大小生长健壮的两株盆栽绿色植物，分别放入标记为A和B的两个同等大小的玻璃罩内，每组一株。并取1小杯NaOH溶液和1小杯等量的，分别放置于A 和B玻璃罩中。玻璃罩密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室里“饥饿”处理，其目的是。“饥饿”处理一定时间后，将植物自暗室中取出，在阳光下照射若干小时，使其充分进行光合作用。从两株植物体上分别剪取同等大小的叶片两片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出用清水处理后，分别平铺在两个培养皿内，并滴加碘液，可观察到A组叶片颜色的变化是，B组叶片颜色的变化是。实验结论：。清水消耗掉叶片中的有机物棕色蓝色绿色植物光合作用合成有机物需要2