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1、第4节 能量之源光与光合作用 必修1 分子与细胞 第5章细胞的能量供应和利用 教学目标重点难点问题探讨教学过程知识结构课后习题教学参考 第二节 能量之源 光合作用 必修1 分子与细胞 第4章 光合作用与细胞呼吸 重点难点 1.教学重点 （1）光合作用的探究历程。 2.教学难点 （1）光合作用的探究历程。 光合作用的探究过程 早在两千多年前，古希腊哲学家 亚里士多德根据经验推测得出结论 ：“植物的物质积累来源于土壤”。 人们受其影响，认为植物生长发育 所需的物质完全来自土壤。 真是这样的吗? 亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推 测，并没有进行相应的科学实验。 今天，老师 在课堂上引入六个科
2、学实验，与同学们一起体 验光合作用发现的艰辛过程！ 七个科学实验七个科学实验 l1648 范.海尔蒙特（比利时）实验 l1771 普利斯特莱（英国）实验 l1779 扬.英根豪斯（荷兰）实验 l1864 萨克斯（德国）实验 l1880 恩吉尔曼（德国）实验 l1939 鲁宾和卡门实验 l1948 卡尔文（美国）实验 1648年,比利时科学家 范.海尔蒙特 柳树（2.3千克） 五年前 土壤（90.8千克） 五年后 76.7千克 90.743千克 +74.4kg -0.057kg 真的只需要水就能长大吗？ 海尔蒙特的结论： 建造植物体的原料是水分! 没有考虑到植物能 从空气中得到什么! 植物的生长
3、与空气的关系 1771年,最先用实验方法证明绿色植 物从空气中吸收养分的是英国著名的 科学家普利斯特莱。 1771 普利斯特莱（英国）实验 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. 人们重复普利斯特莱实验时，实验 控制的条件不同，实验结果就不会相 同。 有的学者在黑暗条件下重复普里斯 特利的实验，植物不仅不能进行光合 作用，还会因为呼吸作用产生二氧化 碳，更严重地污染了空气。 1779 英根豪斯（荷兰）实验 普利斯特莱的实验 只有在阳光照射下 才能成功 结论1： 植物体只有绿叶才能更 新空气。 结论2： 1779年 英根豪斯 设计如下实验 他依据什么这 么说呢? 光能哪里去了?
4、1845年,德国植物学家梅 耶指出:光能转换成化学 能储存起来了. 光能储存在哪里了呢? 1864年 萨克斯的实验 验证绿叶在光下合成淀粉 1864年, 萨克斯 结论：绿叶在光合作用中产生了淀粉,光是光合作用的 必需条件。 实验过程： 黑暗处理 一半曝光 一半遮光 碘蒸气处理 天竺葵 叶片 呈深蓝色 不变色 结果： 讨论： 1、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理？ 2、实验选用的叶片，一部分被遮光，一部分不遮光， 这两部分在实验中各有什么作用？ 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变 绿的实验现象？ 4、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实 验结果说明什么？ 是为了使天竺葵
5、叶片中原有的淀粉运走耗尽。 遮盖一部分叶片的原因是设置对照：看光是否是绿色植物 制造有机物的必要条件。（ 有光时，有淀粉的产生；无光 时，无淀粉的产生。） 溶解叶绿素,使叶片脱色而使酒精溶液变绿。 用碘液染色后，叶片不遮光部分变成蓝色，叶片遮光部分 不变颜色。说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。 （淀粉的特性：淀粉遇碘变蓝色。） 极 细 光 束 黑暗中 光照下 1880年，恩格尔曼 丝状绿藻与好氧细菌放在没有空气且黑暗的 环境中，用极细光束照射丝状绿藻 完全曝光 好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射的部位 好氧细菌集中在叶绿体的所有部位。 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所; 氧是由叶绿体释放
6、出来的。 光合作用需要在光下进行 步 骤 结 果 结 论 思考：恩吉尔曼实验的巧妙之处？ n 选用水绵作实验材料，它不仅具有细而长的带状叶绿 体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析 研究。 n 将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了 环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行（ 水滴中容有CO2，水绵的光合作用可以进行） n选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从 而能够准确的判断出水绵细胞中释放氧的部位。 n进行黑暗（局部光照）和曝光的对照实验，从而明确 实验的结果完全是由光照引起的。 光合作用释放的氧气 来自哪里? 光合作用的原料有 水和二氧化碳,那 氧气是来自
7、水呢还 是来自二氧化碳? 1939年,鲁宾和卡门 利用同位素标记法 绿藻绿藻 H218O H2O C18O2 CO2 H2O H218O O2 18O2 （一 ） （二 ） 光合作用释放的氧全部来自水。结论: 探究实验总结 原料条件/场所产物 海尔蒙特 英根豪斯光 淀粉（CH2O） 普利斯特莱更新空气 H2O 鲁宾和卡门 恩吉尔曼 萨克斯 O2叶绿体 O2来自于H2O 叶绿体叶绿体 光光 COCO 2 2 +H+H 2 2 O*O* (CH(CH 2 2 O)+OO)+O 2 2* * 总反应式： 什么是光 合作用呢？ 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
8、 能量的有机物,并且释放出氧气的 过程. 思考回顾： 1： 叶绿体中为什么能进行光合作用？ 2：是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？ 酶、色素 否，如蓝藻 基质 外膜 类囊体 基粒 内膜 （酶、色素） （酶、DNA、 RNA、核糖体） 1 2 3 4 5 叶绿体结构 当堂检测当堂检测 C D 1、木材燃烧时能放出大量热量，可以将水烧开，把饭煮 熟，木材中贮存的能量是 （ ） A、太阳光能 B、电灯光能 C、光合作用把光能转变成贮藏在有机物里的能量 D、呼吸作用分解有机物时释放的能量 2、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过 一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） A、在植物
9、体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现 3.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质 A与物质B的分子量之比是（ ） C18O2 A H2O CO2 B H218O 光照射 下的小 球藻 A. ： B. ： C. ： D. ： 当堂检测当堂检测 4.4.光合作用的实质是（光合作用的实质是（ ） A. A. 把把 CO2CO2转换成转换成 ATP ATP B. B. 产生化学能、储存在有机物中产生化学能、储存在有机物中 C.C.把光能转变成化学能，储存在把光能转变成化学能，储存在 ATP ATP 中中 D.D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学把无机物转化成有机物，把光能转变成化学 能能 D 谢谢大家！
