内容正文:
光合作用是怎样发现的
原料1
原料2
产物1
产物2
动力
场所
水
CO2
O2
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)
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第二级
第三级
第四级
第五级
4
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
+74.43kg
-0.1kg
结论:植物生长所需要的养料主要来自水,而不是土壤。
76.7kg
89.9kg
5年后
实验前后的差值
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:植物可以更新污浊的空气。
二、1771年英国的科学家普利斯特利
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?
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?
问题讨论:
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。
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,指出植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
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
叶部分遮光
光照
滴加碘液
13
问题讨论:
这个实验得出什么结论?
结论:植物在光下产生了淀粉。
实验证明:氧是由叶绿体释放出来的。
1880年,美国科学家恩格尔曼的水绵实验
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。
1、需要标记什么元素?
2、怎样设计对比实验?
问题讨论:
C18O2、H218O
C18O2+H2O
CO2+H218O
CO2
H218O
?
C18O2
H2O
?
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;
预测3:两组既有18O2、也有O2,来自两者。
第一组
第二组
CO2
H218O
18O2
C18O2
H2O
O2
结论:光合作用释放的氧气来自水。
第一组
第二组
同位素标记法
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。
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。
卡尔文循环
六、1948年美国的科学家卡尔文(M.Calvin)等人的实验
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