教学流程 教师行为(讲授、提问、演示等) 学生行为(参与的活动、预想的回答) 备注(媒体展示及活动目的) 导入
我们已经知道了叶绿体是进行光合作用的主要场所。那么,什么是光合作用呢?光合作用是怎样被发现的呢?
17世纪以前人们认为,植物生长在土壤中,一定是从土壤中获得生长需要的各种物质。一株大树那粗大的树干、茂密的枝叶、丰硕的果实,都是由植物从土壤中吸收的物质变化来的。果真是这样吗?怎样证明这个观点是否正确呢?
思考及讨论后可能的回答是:
1. 用化学方法测试植物体内的物质与土壤中物质是否一致。
2. 称量植物增重量与土壤减轻量是否一致。
. 问题展示:植物生长的物质是否全部来自土壤?如何证实?
本过程引发学生讨论,激活思维,导入新课。 光合作用探究历程
1. 介绍:1648年,比利时的范·海尔蒙特(van Helmont)做了一个实验:盆栽一株柳树,五年后,柳树增重近80kg,而土壤只减少了不到100g。
提问:那么,那么将近80kg的物质从何而来?
介绍:在当时科学家不知道空气可以为植物生长提供原料,但知道植物生长要浇水,所以范·海尔蒙特的结论是:植物增重主要来自水分。
2. 介绍:1771年,英国科学家普里斯特利(J. Priestley)发现密闭的玻璃钟罩下燃烧的蜡烛会熄灭,生活的小鼠死亡;而将植物同时放进钟罩,则蜡烛不熄灭,小鼠正常生活。
提问:蜡烛熄灭和小鼠死亡的原因是什么?植物为什么能改变这种情况?
解释:当时这位科学家并不知道植物的光合作用,只是发现植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。由于他没有发现光在植物更新空气中的作用,所以有人重复该实验时,得到了相反的结论。
3. 介绍:1779年,荷兰科学家英格豪斯(J. Ingen-housz)做了多次实验发现:普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,植物体只有绿叶才能更新空气。
提问:为什么普利斯特利实验只有在光下成功?在黑暗下应有什么结果?
提问:植物为什么只有绿叶才能更新空气?
4. 介绍:1845年,德国科学家梅耶(R. Mayer)根据能量转化与守恒定律指出,植物在进行光合作用时,把光能转化为化学能储存起来。
5. 介绍:1864年,德国科学家萨克斯(J. von Sachs)做了实验:把绿叶先"饥饿"处理几小时,再让叶片一半曝光,另一半遮光,一段时间后用碘蒸气处理,发现曝光半边蓝色,另一半无颜色变化。
提问:叶子为什么要进行"饥饿"处理?
叶片在光下产生了什么?暗处呢?
结论:淀粉是光合作用的产物。
6. 介绍:知道光合作用原料有水和二氧化碳后,人们一直以为植物产生的氧气来自二氧化碳。1939年美国科学家鲁宾(S.Reben)和卡门(M.Kamen)利用同位素标记法进行研究,用18O分别标记H2O和CO2,使之成为H218O和C18O2。然后向第一组植物提供H2O和C18O2;向第二组植物提供H218O和CO2;其他条件相同。结果,第一组释放O2;第二组释放18O2。
提问:植物产生的O2和哪种原料一致?证明什么?
结论:光合作用释放的氧全部来自水。
7. 介绍:1948年,美国卡尔文(M. Calvin)用14C标记法最终探明CO2在光合作用中转化为有机物中的碳元素的途径,这一途径称为卡尔文循环。
回答:
使植物增重的物质主要是光合作用产生的有机物,光合作用的与昂聊主要是空气中的二氧化碳和水分。
回答:
蜡烛燃烧和小鼠呼吸会消耗钟罩内的氧气,导致钟罩内缺氧,所以使蜡烛熄灭,小鼠窒息死亡。
放入植物后,植物光合作用释放氧气能够支持燃烧和呼吸,所以蜡烛不熄灭,小鼠正常生活。
思考,讨论,然后回答问题。
回答:
光照是植物光合作用的必要条件,只有在光下植物才进行光合作用释放氧气。在暗处,植物不进行光合作用并且会因为呼吸作用消耗氧气,所以在暗处时,钟罩中放入植物反而会加速蜡烛熄灭和小鼠死亡。
植物只有绿叶才能更新空气,因为绿叶中的叶绿体是植物光合作用的场所。
思考,讨论。
回答:
"饥饿"处理是为了消耗调叶片中营养物质,防止干扰。
叶片在光下产生淀粉,在暗处没有。
回答:
O2始终和H2O元素组成一致,说明O2来自H2O。
展示:实验过程图片及问题。
展示实验过程图片及问题。
展示实验图片。
展示萨克斯实验过程图片和问题。
展示同位素标记法培养小球藻实验过程及装置示意图。