原料
一、光合作用的探究过程
人们得出这一认识经历了漫长的探索历程， 科学家们用了200多年的时间，经过无数次的 实验才对光合作用有了一个比较清楚的认识。 现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验 他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。
（一）亚里士多德的观点
土壤减少的重量=植物增加的重量
问题讨论：
结果分析
植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要 的气体。 植物可以更新空气！
得出结论
普利斯特利通过实验证明了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。但是，他没有 发现光在植物更新空气中的作用，而是将空气的更新 归因于植物的生长。
当时有人重复普利斯特利的实验，却得到完全相 反的结论，认为植物跟动物一样能使空气变污浊。
第四节
能量之源——光与光合作用
练一练：
糖类 是细胞和生物体进行生命活动的主要 能源物质。 脂肪 是生物体内储存能量的重要物
质。 ATP 是生物体进行一切生命活动的直接 供能物质。动物和人形成ATP的途径是呼吸作用 。 绿色植物形成ATP的途径是 呼吸作用和光合作用 。
什么是光合作用？
条件
场所
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 成储存着能量的有机物，并且释放出 氧气的过程。 产物
柳树增重74.47kg
土壤只减少0.06kg
结果分析
5年后土壤的减少量很少 假设成立。 在植物生长过程中补充了大量的水分
植物的增重主要来自水分！
得出结论
１．植物建造自身的原料不全部来自土壤。 ２．植物的增重主要来自水分！
质疑：
海尔蒙特对他的实验结果分析合理吗？
他并没有考虑空气对物生长的影响！
(三)普利斯特利的实验：1771年
?
普利斯特利的实 验有时成功，有时 失败，可能的原因 是什么？
可能是在无光的条件下做的实验，因为无光 时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所 以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，所以实验 失败！
(四)英格豪斯的实验
1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次 植物更新空气的实验，结果发现：普利斯特利 的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只 有绿叶才能更新污浊的空气。
问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？ 为了将叶片中原有的淀粉耗尽。
问题3：为什么要对叶片进行脱色处理？ 因为叶片是绿色的，如果不脱色处理的话，叶 片的颜色将对后面的淀粉染色产生干扰。 问题4：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？
进行对照 问题5：实验中哪组是实验组？哪组是对照组？ 曝光组是实验组。
（九）鲁宾和卡门的实验：1939年
提出问题 作出假设 光合作用释放的氧气到底是来自二氧化碳还是水？ 假设1：光合作用释放的氧气来自二氧化碳。 假设2：光合作用释放的氧气来自水。
设计实验
结果分析
得出结论
光合作用产生的O2来自于H2O。
（十）卡尔文的实验：20世纪40年代
20世纪40年代，美国科 学家卡尔文利用放射性同位素 14C标记的14CO 做实验研究了 2 光合作用产生的有机物是怎样 合成的问题。最终探明CO2中 的碳在光合作用中转化成有机 物中的碳的途径，这一途径称 为卡尔文循环。
光合作用的原料有水和二氧化碳，那么，光合 作用释放的氧气到底是来自二氧化碳还是水？ 随着技术的进步，人们发现了放射性同位素， 利用放射性同位素做示踪原子去追踪物质的运行和 变化规律。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 同位素示踪法。 同位素示踪法为解决氧气是来自水还是二氧化 碳提供了技术手段。1939年，美国的科学家鲁宾和 卡门利用同位素标记法,用18O做示踪原子，对光合 作用的产物氧气中氧的来源进行了探究。
1961年诺贝 尔化学奖得主
思考与讨论：
1、光合作用的场所、条件、原料和产物分别是 什么？你能用一个化学反应式表示出来吗？
原料：二氧化碳和水 产物：淀粉和氧气
场所：叶绿体
条件：光，多种酶等。
CO2 + H2O
淀粉 + O2
2、从人类对光合作用的探究历程来看，生物学 的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的 进步有什么关系？试举例说明。
光能转化成化学能，储存于什么物质中 呢？也就是植物在吸收水分和二氧化碳、释 放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？
(八)萨克斯的实验: 1864年
一 半 曝 光 ， 一 暗处理 半 遮 光
碘蒸汽处理
光照
酒精 脱色
结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
问题1：萨克斯的实验目的是什么？
验证光合作用的产物是什么。
3、分析人类对光合作用的探究历 程，你还有哪些感悟？
1、亚里士多德的观点对吗？
2、植物生长所需的营养物质是否全部来源于土壤？有 可能来源于土壤以外的地方吗？ 3、从土壤中吸收来的营养物质是否全部转化成植物的 物质并储存于植物体内？
4、亚里士多德的观点是否完全没有进步意义？
（二）海尔蒙特的实验：1642年
提出问题 植物建造自身的原料全部来自土壤吗? 作出假设 植物建造自身的原料不全部来自土壤。 设计实验 五年后
从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学 和化学的研究进展关系很密切。例如，直到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，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展 密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释 放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技 术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径， 都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手 段的进步对科学发展的推动作用。
(五)拉瓦锡的发现
1785年，法国科学家拉瓦锡发现了空气的 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。
(六)恩格尔曼实验:1880年,美国
证明：1、光合作用的场所是叶绿体；
2、光合作用的产物有氧气！
(七)梅耶的研究
1845年，德国科学家梅耶根据能量转化 与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用 时，把光能转化成化学能储存起来。