500多次植物更新空气的 实验，又有何新发现？
植物体只有在光 照下才能更新污 浊的空气。
甲
乙
（1）他在实验中控制的单一变量是什么？ （2）小组合作设计实验装置图，证明植物 需要光才能制造O2？怎样检验O2？ （备选实验材料和器材：金鱼藻、大烧杯、
漏斗、试管等）
设计实验
A组
B组
（3） 英格豪斯知道植物更新了空气 中的什么成分吗？为什么？
光合作用的总反应式:
光能 CO2 + H2O 叶绿体 (CH2O) + O2
条件:光照
原料:CO2、H2Oຫໍສະໝຸດ 产物:(CH2O)糖类、O2
场所:叶绿体
科学家的实验设计思想及方法，对 你有什么启发？
（1）设置对照实验（如萨克斯的曝光和遮光实验、 扬·英根豪斯将枝条放在光下和放在暗处）；
（2）控制单一变量（鲁宾和卡门分别标记水和二氧 化碳中的氧）；
（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创 造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）.
实验常考点 萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉 叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照， 检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目 的是溶解色素； 恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处： 叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化 作用类型为需氧型； 鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法 (同位素标记法)。
1939，鲁宾和卡门(美国)
O2 O2 O2 O2 O2
18O
18O 2
2
18O
18O
2
18O 2
O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 18 H2O C O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O 2 O2
2
18O H218O 2 18O 2 18O 2
CO2 18O 2
六、1948年美国的科学家卡尔文 （M.Calvin）等人的实验
二、1771年英国的科学家普利斯特利 结论： 植物可以 更新污浊 的空气。
普利斯特利（J.Pristly）通过植物和动物 之间进行气体交换的实验，第一次成功 地应用化学方法研究植物的生长。 乙 甲
（1）为什么学者们会得到不同的实验结 果呢？
（2）你认为普利斯特利在实验中忽视了 哪种条件？
三、1779年荷兰的科学家英格豪斯
1785年，在拉瓦锡的努力下人们才发现了空气 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。 1845年，德国科学家梅耶（R.Mayer）根据能 量转换和守恒定律明确指出，植物在进行光 合作用时，把光能转换成化学能储存起来
四、1864年德国的植物学家萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法进行实验
参考问题： ①为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜？ ②叶片部分遮光，部分曝光，目的是什么？ ③这个实验得出什么结论？
结论：植物在光下产生了淀粉
1880年，美国科学家恩格尔曼的水绵实验
现象： 好氧细菌只集中在被光线
极 细 光 束
黑暗中
照射的叶绿体附近。
分析 ： 光线照射部位进行光合作 用产生了氧气。
实验证明：氧是由叶绿体释放出来的。 结论:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
C18O2
?
CO2
?
小球藻
小球藻 H 2O
第二组
H218O
第一组
预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O； 预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2 ；
C18O
2
O2
CO2
18O
2
H2O
第一组 第二组
H218O
结论：光合作用释放的氧气来自水
预测1正确：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；
一、1627年比利时科学家海尔蒙特
图A
图B
图C
图D
开始时 柳树的质量 2. 27kg 干土的质量 90kg
5a后 76.7kg 89.9kg
实验前后的差值 +74.43kg －0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来 自水,而不是土壤。
（1）你认为他的结论正确吗？
（2）你认为海尔蒙特的实验设计 存在什么问题？
萨克斯， J.von Sachs (1832～ 1897)
叶部分遮光
暗处理 24小 时 观察现象 滴 加 碘 液
酒精脱色
光照
德国科学家萨克斯的实验过程
目的？
实验：把绿色叶片放在暗处一昼夜，然后把 这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后， 放入酒精中隔水加热,再用碘蒸气处理叶片。
何作用？
何作用？
他用14C标记的CO2 追踪了光合作用过 程中碳元素的行踪， 从而进一步揭示了 光合作用中复杂的 化学反应。
卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置
小资料：
二次世界大战之后,美国加州大学贝克利分校的 梅尔文·卡尔文和他的同事们用14C标记的CO2供 小球藻进行光合作用,来研究小球藻在光合作用中 怎样固定CO2的。 在卡尔文的实验中,发现标记的CO2转变成有机 物的速度很快,几秒钟之内,在第一个中间产物(三碳 化合物)中发现了放射性, 所以将CO2的这种固定途 径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称 为C3植物。 最终的研究结果发现, CO2固定的C3途径是一 个循环过程,称为C3循环,由于这一循环是卡尔文发 现的,故又称卡尔文循环。
1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光 合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。
五、1939年美国的科学家鲁宾 （S.Ruben）和卡门（M.Kamen）利 用同位素标记法进行了探究实验。
提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧 化碳还是水？
1、需要标记什么元素？ 2、如何作出假设？ 3、怎样设计分组对照实验？ 4、预测实验结果有几种情况？ 5、得出什么结论？
新叶沐浴着和煦的阳光，
鸟儿在绿叶间尽情欢唱：
“是你给了我生命的甘露，
光合作用
是你给了我无穷的能量！”
动力
原料 CO2 2
场所
淀粉等有机物 产物2 水1 原料
产物 O2 1
光合作用的探究历程
问题：植物生长所需的物质来自何处？
亚里士多德 (Aristotle)
观点：植物体由“土壤汁”构成，即植 物生长发育所需的物质完全来自土壤。
想一想：恩格尔曼(1880年)的实验 在设计上有何巧妙之处？
1、实验材料的选择：水绵，细胞中有细长、 带状且螺旋状分布的叶绿体，利于观察； 2、环境选择：黑暗、无空气；排除环境中的 光线、氧气对实验的影响； 3、光束：极细的光束照射水绵，且利用好氧 细菌检测，可以准确判断水绵细胞中释放O2 的部位； 4、对照实验：黑暗与曝光对比，证明结果完 全由光照引起。