一 捕获光能的色素和结构.ppt
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1、 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用王如雪王如雪界首一中界首一中 我们经常听到这样的一句话:万物生长靠太阳。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: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地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨亿吨有机物;有机物;地球表面上的绿色植物每年储存的能量约地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为为7.111018kJ,这个数字大约相当于,这个数字大约相当于240000个三门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、峡水电站每年所发出的电力,相当于人类在工业生
2、产、日常生活和食物营养上所需能量的日常生活和食物营养上所需能量的100倍。倍。根据以上资料,我们可以得出什么结论?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太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢?内的呢?什么是光合作用?什么是光合作用?光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶绿体叶绿体,利用利用光能光能,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过程。的过程。光合作用的场所、原料、产物和光合作用的场所、原料、产物和条件分别是什么?条件分别是什么?如何理解光合作用的概念?如何理解光合
3、作用的概念?原料原料1原料原料2产物产物1产物产物2条件条件场所场所水水CO2O2淀粉等有机物淀粉等有机物光合作用的探究历程光合作用的探究历程观点:植物体由观点:植物体由“土壤汁土壤汁”构成,即植构成,即植物生长发育所需的物质完全来自物生长发育所需的物质完全来自土壤。土壤。问题:问题:植物生长所需的物质来自何处?植物生长所需的物质来自何处?亚里士多德亚里士多德(Aristotle)五年后五年后一、一、16271627年比利时科学家海尔蒙特年比利时科学家海尔蒙特开始开始柳树的质量柳树的质量2.27kg干土的质量干土的质量90kg+74.47kg0.06kg结论:植物的增重主要来自结论:植物的增重
4、主要来自水分水分,而不是土壤。而不是土壤。76.74kg89.94kg5年后年后实验前后的变化实验前后的变化柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少土壤减少土壤减少0.060.06kgkg 海尔蒙特实验得出的结论严海尔蒙特实验得出的结论严密吗?为什么?密吗?为什么?直到直到18世纪中期:人们一直认为只世纪中期:人们一直认为只有有土壤中的水分土壤中的水分是植物建造自身是植物建造自身的原料。的原料。结论:结论:植物可以植物可以更新更新污浊污浊的空气。的空气。二、二、17711771年英国科学家年英国科学家普利斯特利普利斯特利甲甲乙乙普利斯特利(普利斯特利(J.P
5、ristlyJ.Pristly)通过植物和动物)通过植物和动物之间进行气体交换的实验,第一次成功之间进行气体交换的实验,第一次成功地应用地应用化学方法化学方法研究植物的生长。研究植物的生长。三、三、17791779年年荷兰的科学家荷兰的科学家英格豪斯英格豪斯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:植物体只有结论:植物体只有在在光光下才能更新污下才能更新污浊的空气。浊的空气。甲甲乙乙英格豪斯知道植物更新了空气中英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗?为什么?的什么成分吗?为什么?不知道,受到当时化学发展水平的限不知道,受到当时化学发展水平的限制,
6、人们尚不知道植物吸收和释放的究竟制,人们尚不知道植物吸收和释放的究竟是什么气体。是什么气体。直到直到17851785年,由于发现了空气的组成,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人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气氧气,吸收的是吸收的是二氧化碳二氧化碳。这一过程中,光能哪里去了?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,守恒定律,指出植物在进行光合作用时,把把光能光能转换成转换成化学能化学能储存起来。储存起来。以上这些科学家的前期实验探究,对以上这些科学家的前期实验探究,对于光合作
7、用问题的解决没有取得实质的突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破,但启迪人们进一步去设计更加巧妙的实验。实验。四、四、18641864年德国的植物学家年德国的植物学家萨克斯萨克斯采用碘液检测淀粉的方法进行实验采用碘液检测淀粉的方法进行实验萨克斯,萨克斯,J.vonSachs(18321897)暗处理暗处理叶部分遮光叶部分遮光光照光照滴加碘液滴加碘液这个实验得出什么结论?这个实验得出什么结论?萨克斯的实验共有几个处理过程?萨克斯的实验共有几个处理过程?有四个处理过程:有四个处理过程:先把绿叶在暗处放置几先把绿叶在暗处放置几小时;小时;然后让叶片一半曝光,另一
8、半遮光;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;接着对叶片进行脱色处理;最后用碘蒸气处理。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?把绿叶在暗处把绿叶在暗处放置几小时放置几小时,在生物学上,在生物学上称为称为“饥饿饥饿”处理,目的是消耗掉叶片中处理,目的是消耗掉叶片中的有机物。的有机物。让叶片让叶片一半曝光,另一半遮光一半曝光,另一半遮光,这是为,这是为了设置(空白)对照实验。了设置(空白)对照实验。对叶片进行脱色处理,是为了排除色素对叶片进行脱色处理,是为了排除色素对检验结果造成干扰。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。用碘蒸气处理,是检验是
9、否有淀粉产生。这个实验得出什么结论?这个实验得出什么结论?萨克斯的实验共有几个处理过程?萨克斯的实验共有几个处理过程?有四个处理过程:有四个处理过程:先把绿叶在暗处先把绿叶在暗处放置几放置几小时小时;然后让叶片一半曝光,另一半遮光;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;接着对叶片进行脱色处理;最后用碘蒸气处理。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:植物在结论:植物在光光下产生了下产生了淀粉。淀粉。1880年,美国科学家恩格尔曼的水绵实验年,美国科学家恩格尔曼的水绵实验 实验证明:氧气是由实验证明:氧气是由叶绿体叶绿体释放出来的,叶绿释放出来的,叶绿体是
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