1、第第4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用必修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 第二节第二节 能量之源能量之源 光合作用光合作用必修必修1 分子与细胞分子与细胞 第第4章章 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸1严选课件重点难点重点难点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。2严选课件光合作用的探究过程光合作用的探究过程 早在两千多年前，古希腊哲学家早在两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德亚里士多德根据经验推测得出结论：根据经验推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤植物的物质积累来
2、源于土壤”。人们受其影响，认为植物生长发育人们受其影响，认为植物生长发育所需的物质完全来自土壤。所需的物质完全来自土壤。真是这样的吗真是这样的吗?3严选课件 亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推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。测，并没有进行相应的科学实验。今天，老师今天，老师在课堂上引入六个科学实验，与同学们一起体在课堂上引入六个科学实验，与同学们一起体验光合作用发现的艰辛过程！验光合作用发现的艰辛过程！4严选课件l1648 1648 范范.海尔蒙特（比利时）实验海尔蒙特（比利时）实验l1771 1771 普利斯特莱（英国）实验普利斯特莱（英国）实验l
3、1779 1779 扬扬.英根豪斯（荷兰）实验英根豪斯（荷兰）实验l1864 1864 萨克斯（德国）实验萨克斯（德国）实验l1880 1880 恩吉尔曼（德国）实验恩吉尔曼（德国）实验l1939 1939 鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验l1948 1948 卡尔文（美国）实验卡尔文（美国）实验5严选课件16481648年年,比利时科学家比利时科学家 范范.海尔蒙特海尔蒙特柳树（柳树（2.3千克）千克）五年前五年前 土壤（土壤（90.8千克）千克）五年后五年后76.7千克千克90.743千克千克+74.4kg+74.4kg-0.057kg-0.057kg6严选课件真的只需要水就能长大吗？真的只需
4、要水就能长大吗？海尔蒙特的结论：海尔蒙特的结论：建造植物体的原料是水分建造植物体的原料是水分!没有考虑到植物能没有考虑到植物能从空气中得到什么从空气中得到什么!7严选课件植物的生长与空气的关系植物的生长与空气的关系 17711771年年,最先用实验方法证明绿色植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物从空气中吸收养分的是英国著名的科学家科学家普利斯特莱普利斯特莱。8严选课件1771 1771 普利斯特莱（英国）实验普利斯特莱（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浊的空气.9严选课件 人们重复普利斯特莱实验时，实
5、验人们重复普利斯特莱实验时，实验控制的条件不同，实验结果就不会相控制的条件不同，实验结果就不会相同。同。有的学者在有的学者在黑暗黑暗条件下重复普里斯条件下重复普里斯特利的实验，植物不仅不能进行光合特利的实验，植物不仅不能进行光合作用，还会因为作用，还会因为呼吸作用呼吸作用产生二氧化产生二氧化碳，更严重地污染了空气。碳，更严重地污染了空气。10严选课件1779 1779 英根豪斯（荷兰）实验英根豪斯（荷兰）实验11严选课件 黑 暗 光 下 普利斯特莱的实验普利斯特莱的实验只有在阳光照射下只有在阳光照射下才能成功才能成功结论结论1 1：植物体只有绿叶才能更植物体只有绿叶才能更新空气。新空气。结论2
6、：1779年年 英根豪斯英根豪斯设计如下实验设计如下实验12严选课件 他依据什么他依据什么这么说呢这么说呢?光能哪里去了光能哪里去了?18451845年年,德国植物学家德国植物学家梅梅耶耶指出指出:光能转换成化学光能转换成化学能储存起来了能储存起来了.13严选课件光能储存在哪里了呢光能储存在哪里了呢?18641864年年 萨克斯萨克斯的实验的实验14严选课件验证绿叶在光下合成淀粉验证绿叶在光下合成淀粉15严选课件 实验 实验 验证绿叶在光下 验证绿叶在光下 合成淀粉 合成淀粉 萨克斯利用对照实验法和淀 萨克斯利用对照实验法和淀粉遇碘变蓝的原理，发现了绿色粉遇碘变蓝的原理，发现了绿色植物的光合作
7、用。植物的光合作用。对照实验法原理 对照实验法原理 在本实验中，其它条件都相 在本实验中，其它条件都相同的情况下，一组有阳光,一组同的情况下，一组有阳光,一组无阳光，用有无阳光照射作对无阳光，用有无阳光照射作对照，实验结果可以说明阳光对绿照，实验结果可以说明阳光对绿叶合成淀粉的作用。如果只是在叶合成淀粉的作用。如果只是在阳光下做实验，没有对照实验，阳光下做实验，没有对照实验，就不能说明阳光对合成淀粉是必就不能说明阳光对合成淀粉是必需的。需的。目的要求：目的要求：验证绿叶在光下合成淀粉；验证绿叶在光下合成淀粉；材料器具：材料器具：盆栽的天竺葵、黑纸、回形针、盆栽的天竺葵、黑纸、回形针、小烧杯、大
8、烧杯、培养皿、三脚小烧杯、大烧杯、培养皿、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴、镊架、石棉网、酒精灯、火柴、镊18641864年年,萨克斯萨克斯结论：结论：绿叶在光合作用中产生了绿叶在光合作用中产生了淀粉淀粉,光是光合作用的光是光合作用的必需条件必需条件。实验过程：实验过程：黑暗黑暗处理处理 一半一半曝光曝光一半一半遮光遮光碘蒸气碘蒸气处理处理天竺葵天竺葵叶片叶片呈深蓝色呈深蓝色不变色不变色结果：结果：16严选课件讨论：讨论：1、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理？、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，、实验选用的叶片，一部分被遮光，一部分不遮光，这
9、两部分在实验中各有什么作用？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、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？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、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？验结果说明什么？是为了使天竺葵叶片中原有的淀粉运走耗尽是为了使天竺葵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。（制造有机物的必要条件。（有光时，有淀粉的产生；无光有光时，有淀粉的产生；无光时，无淀粉的
10、产生。）时，无淀粉的产生。）溶解叶绿素溶解叶绿素,使叶片脱色而使酒精溶液变绿。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。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。）（淀粉的特性：淀粉遇碘变蓝色。）17严选课件 极极 细细 光光 束束黑暗中黑暗中光照下光照下1880年，恩格尔曼年，恩格尔曼18严选课件 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
11、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;氧是由叶绿体释放出来的。光合作用需要在光下进行步步 骤骤 结结 果果结结 论论19严选课件思考：恩吉尔曼实验的巧妙之处？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，便于观察和分析体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。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环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正
12、常进行（水滴中容有（水滴中容有CO2，水绵的光合作用可以进行），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。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实验的结果完全是由光照引起的。20严选课件光合作用释放的氧气光合作用释放的氧气来自哪里来自哪里?光合作用的原料有光合作用的原料有水水和和二氧化碳二氧化碳,那那氧气是来自水呢还氧气是来自水呢还是来自二氧化碳是来自二
13、氧化碳?21严选课件19391939年年,鲁宾和卡门鲁宾和卡门利用同位素标记法利用同位素标记法22严选课件23严选课件绿藻绿藻绿藻绿藻H218OH2O C18O2 CO2H2OH218O O218O2（一）（一）（二）（二）光合作用释放的氧全部来自水。光合作用释放的氧全部来自水。结论结论:24严选课件探究实验总结探究实验总结原料原料条件条件/场所场所产物产物海尔蒙特海尔蒙特英根豪斯英根豪斯光光淀粉（淀粉（CH2O）普利斯特莱普利斯特莱更新空更新空气气H2O鲁宾和卡门鲁宾和卡门恩吉尔曼恩吉尔曼萨克斯萨克斯O2叶绿体叶绿体O2来自于来自于H2O25严选课件总反应式：总反应式：26严选课件 什么是光
14、什么是光合作用呢？合作用呢？光合作用是指光合作用是指：绿色植物绿色植物通过通过叶绿体叶绿体,利用利用光光能能,把把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着转化成储存着能量的能量的有机物有机物,并且释放出并且释放出氧气氧气的的过程过程.27严选课件思考回顾：思考回顾：1：叶绿体中为什么能进行光合作用？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？：是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？酶、色素酶、色素否，如蓝藻否，如蓝藻28严选课件基质基质外膜外膜类囊体类囊体基粒基粒内膜内膜（酶、色素）（酶、色素）（酶、（酶、DNA、RNA、核糖体）、核糖体）12345叶绿体结构叶绿体结构29
15、严选课件CD 1、木材燃烧时能放出大量热量，可以将水烧开，把饭、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煮熟，木材中贮存的能量是 （）A、太阳光能、太阳光能 B、电灯光能、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、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、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、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过的水中，过一段时间后，分析一段时间后，分析18O放射性标记，最先（放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现、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、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、在植物体周围的空气中发现30严选课件3.3.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A A与物质与物质B B的分子量之比是（的分子量之比是（）C18O2AH2OCO2BH218O光照射光照射下的小下的小球藻球藻 A.A.：B.B.：C.C.：D.D.：31严选课件D32严选课件谢谢大家！谢谢大家！33严选课件
