6-1 植物光合作用的发现

植物光合作用的发现及原理对光合作用的发现可以追溯到17世纪中期，当时的科学家冯·亨利（Jan Baptista van Helmont）进行了一系列的实验，他在一盆含有土壤的盆中种下一棵小柳树，除了定期浇水，他没有做其他任何操作。

几年后，小柳树生长茁壮，而实验中的土壤几乎没有发生明显变化。

通过这个实验，冯·亨利认识到植物生长并不是完全依靠土壤提供的养分，还需要其他因素，后来人们将这一现象称之为“是空气提供了植物生长所需的养分”。

直到18世纪，约瑟夫·普利斯特利（Joseph Priestley）和让·伯纳德·冯特东（Jean Senebier）进行了进一步的研究，他们发现，大量的氧气和光线可以促使植物在光照下进行光合作用。

后来，亨利·勃朗特勃鲁（Hendrik Willem van Bruntland）和雅克·雷蒙·狄尼斯·德·奎内（Jacques Raymond Denis Couerbe）将光合作用归纳为植物在光照下吸收二氧化碳、释放氧气并合成有机物的过程。

光合作用的原理是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物，同时释放出氧气。

这个过程发生在叶绿体中，主要包括两个阶段：光反应和暗反应。

光反应是指植物叶绿体中的色素分子吸收光能，将其转化为化学能的过程。

这个过程发生在叶绿体中的光合色素分子和电子传递链上。

在光反应的过程中，光合色素分子中的叶绿素吸收光能，并将其能量传递给电子传递链上的色素分子，最终将光能转化为ATP和NADPH等能量载体。

ATP和NADPH是暗反应所需的能源。

暗反应是指植物利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳转化为有机物质（如葡萄糖）的过程。

这个过程发生在叶绿体中的另一种色素分子，鲜艳紫细菌素（RuBP）上。

暗反应的关键酶是鲜艳紫细菌素羧化酶（RuBisCO），它能够将二氧化碳与RuBP结合，形成一个不稳定的分子，该分子在接下来的反应中被还原为葡萄糖等有机物质。

植物光合作用的发现过程早在17世纪，人们已经开始对植物如何通过光合作用进行能量转化产生兴趣。

当时，荷兰科学家Jan Baptista van Helmont提出了一种有关植物生长的假设。

根据他的实验，他发现当一棵小树苗在定置的土壤中生长多年后，土壤的重量几乎没有变化，但小树苗的重量却明显增加。

他得出结论，植物的重量增加是由于它们吸收了水分。

然而，他没有意识到，光合作用在水分摄取中扮演了重要角色。

1650年，英国科学家Robert Boyle对植物的光合作用进行了初步研究。

他注意到绿色植物的叶子在光照下产生氧气，并且实验中淹没植物的容器中的空气会变得不适宜呼吸。

尽管他还没有完全理解光合作用的机制，但他的研究对后来的科学家起到了重要的启发作用。

随着科学技术的进步，尤其是19世纪光谱学的发展，科学家们对光合作用的研究逐渐取得了突破。

在1771年至1796年之间，瑞士科学家Jean Senebier通过一系列的实验，证明了光合作用与氧气的产生有关，并且当时人们开始意识到植物通过其绿色色素光合作用来捕获光能。

1824年，法国科学家Joseph Priestley和荷兰科学家Jan Ingenhousz独立地提出了光合作用与氧气和二氧化碳的关系。

他们发现，光合作用只有在光照条件下才会发生，并且只有在有足够的二氧化碳存在时才能继续进行。

他们的发现为后来的研究奠定了基础，并强调了光合作用是一个氧气生成的过程。

20世纪初，荷兰生物化学家Frits Went和比利时-美国植物生理学家Albert Claude对光合作用进行了进一步的研究。

他们在绿色植物中分离出了叶绿体，并证明了光合作用在叶绿体内进行。

他们的工作奠定了现代植物生理学研究的基础。

到20世纪中叶，科学家已经基本理解了植物光合作用的机制。

英国分子生物学家Melvin Calvin在20世纪50年代彻底揭示了光合作用的化学过程，他利用放射性同位素对碳的追踪研究，证实了光合作用中二氧化碳的固定和转化为葡萄糖的过程。

第六章第一节植物光合作用的发现说课稿各位老师，下午好：今天我说课的内容是《植物光合作用的发现》。

下面我将从教材分析、学情分析、教法、学法和教学过程五个基本环节进行说课。

一、教材分析本节内容讲的是七年级上册第三单元第六章第一节的内容，本节是一部有关生物学史的教学，重演了光合作用的研究、发现的过程。

科学史是生物教学中一道亮丽的风景线，是一种宝贵的教学资源，但科学家的生活时代、背景离学生的距离太远，学生不容易身临其境。

二、教学目标分析知识目标：1、说出绿色植物光合作用发现的过程。

2、说明绿色植物光合作用发现的意义。

3、说明绿色植物光合作用的概念及表达方式。

能力目标：1、体验前人设计实验的技能和思维方式；2、经历科学家研究的一般过程；3、初步学会合作、交流，控制实验条件，设置对照等方法。

情感态度与价值观目标：1、领悟科学的不断发展；2、体验实事求是的科学态度；3、进一步增强热爱生命的意识。

三、教学重点、难点重点：1、说出绿色植物光合作用发现的过程。

2、说出绿色植物光合作用的意义。

3、说出绿色植物光合作用的概念及表达方式。

难点：1、说出绿色植物光合作用的意义。

2、说出绿色植物光合作用的表达方式。

四、教学准备教师：1、PPT：（1）范·海尔蒙特的实验；（2）普利斯特莱实验；（3）其他科学家实验（4）光合作用。

学生：1、搜集关于光合作用的应用知识。

五、学情分析本节课是一部有关生物学史的教学，重演了光合作用的研究、发现过程。

科学史是生物教学中的一道亮丽的风景线，是一种宝贵的教学资源。

但是科学家的生活时代、背景离学生的距离太远，学生不容易身临其境，而且，在前面的教学中有关光合作用的内容就只提到了“叶绿体与光合作用有关”这么一句话，所以，本节课的设计构想是：1、从学生身边的问题入手，提出问题，一环扣一环，一步扣一步，降低了知识的起点，缩短了科学与生活的距离。

让学生对本节课产生好奇心；2、利用科学史重演过程，学会科学的思维方法和研究方法。

发现植物的光合作用和光合速率实验光合作用是植物生存中至关重要的过程，它使植物能够利用阳光能合成有机物质并释放氧气。

了解光合作用和测量光合速率的实验对我们深入了解植物的生存机制和环境适应具有重要意义。

在本文中，我们将介绍如何发现植物的光合作用和测量光合速率的实验。

实验材料和仪器：1. 植物样本（如水葱、萝卜苗等）2. 紫外可见分光光度计3. 叶绿素提取液（如乙醇、丙酮等）实验步骤：1. 准备植物样本：选择新鲜健康的植物叶片作为实验样本。

洗净叶片并用纸巾擦干水分，确保表面干燥。

2. 光合作用测定：将一片叶片放置在光照充足的条件下，待适应一段时间后，覆盖一层不透光的纸片，使其遮光。

同时，在纸片上用剪刀剪一小孔，保证只有小部分叶片受到光照。

3. 透射检测：将光度计设置在透射模式下，即光线从叶片透射而过时，通过检测光强的差异来测量光合速率。

4. 叶绿素提取：将剩余的叶片放入试管中，加入叶绿素提取液（如乙醇或丙酮），摇晃均匀，使叶绿素溶于液体中。

5. 光吸收测定：用光度计设置在吸收模式下，即通过检测样品吸收光线的变化来确定叶绿素浓度。

实验结果与分析：根据光度计测量的光吸收数据，我们可以计算出光合速率和叶绿素浓度。

光合速率表示单位时间内植物进行光合作用的能力，而叶绿素浓度则是光合作用的一个重要指标。

通过实验，我们发现在光照充足的条件下，叶片的光合速率较高，光吸收较小。

而当实验样本处于遮光状态时，光合速率显著下降，光吸收也随之减少。

这表明光合作用与光照的强弱密切相关。

此外，我们还可以通过对不同植物样本的光合速率和叶绿素浓度进行比较，来研究不同植物种类对光合作用的适应能力。

例如，我们可以选取多种植物样本，并分析它们的光合速率和叶绿素浓度之间的关系，以探究不同植物在生态环境中的竞争优势和适应性。

结论：通过本次实验，我们成功地发现了植物的光合作用和测量了光合速率。

通过测量光吸收和叶绿素浓度，我们可以客观地评估植物对光照的响应能力和光合作用的效率。

第一节植物光合作用的发现资料6-1-120世纪关于植物的光合作用的研究历程资料6-1-2植物的光合作用的发现——海尔蒙特的实验资料6-1-3植物光合作用的概念和意义资料6-1-4光合作用的早期研究资料6-1-5普利斯特莱的实验资料6-1-6本节三个实验的简析资料6-1-7光合作用的新进展资料6-1-8光合作用能量代谢的分子机理与调控研究进展资料6-1-9光合作用：人类求解路漫漫资料6-1-10揭开光合作用起源与演化之谜资料6-1-11模拟光合作用分解海水带来新能源资料6-1-12光合作用的发现过程资料6-1-120世纪关于植物的光合作用的研究历程20世纪对光合作用的探讨，向着物理学和化学两个方面不断深入。

1905年英国植物学家 F.F.布莱克曼提出光合作用包括需要光照的“光反应”和不需光照的“暗反应”两个过程，二者相互依赖，光反应时吸收的能量，供给暗反应时合成含高能量的多糖等的需要。

20年代，O.瓦尔堡进一步提出在光反应中不是温度而是光的强度起作用。

1929～1931年荷兰微生物学家C.B.范尼尔通过比较生化研究，发现光合硫细菌与绿色植物一样，也进行光合作用。

只是绿色植物的供氢体是水，而光合硫细菌的供氢体是硫化氢或其他还原性有机物。

C.B.范尼尔的工作改变了长期以来认为光合作用一定要放氧的看法，扩大了光合作用的概念，对以后有深远影响。

对于光合作用的重要参与物质叶绿素，早就引起人们的注意。

德国化学家R.M.维尔施泰特经过了8年的努力,于1913年阐明了叶绿素的化学组成。

另一位德国化学家H.菲舍尔于1940年确定了它的结构，这些都为50年代“光合作用中心”的提出，以及色素吸收光子、能量传入作用中心等的发现奠定了基础。

虽然光合作用的部位早就被认为是叶绿体，但真正用实验加以证实则在20世纪30年代末40年代初。

英国植物生理学家R.希尔用离体叶绿体作实验,测到放氧反应,这是绿色植物进行光合作用的标志。

但是否代表光合作用未能肯定。

植物光合作用规律发现报告光合作用是植物和一些细菌通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的重要生化过程。

这个过程不仅为植物提供能量，还产生了大部分地球上的氧气。

通过对植物光合作用进行深入研究，科学家们揭示了许多规律和机制，从而更好地理解和利用植物这一独特的生化过程。

首先，光合作用规律的发现之一是光合色素对不同波长光的吸收的差异性。

植物中的叶绿素是最重要的光合色素之一，它吸收红光和蓝光的能力更强，而对绿光的吸收较弱。

这就解释了为什么植物的叶子呈现出绿色，因为它们反射了被叶绿素所吸收的绿光。

这一规律的发现对光合作用过程的研究具有重要意义，也为植物光合作用的人工模拟提供了依据。

其次，光合作用规律的另一个重要方面是光合速率与光照强度的关系。

科学家们通过一系列实验发现，光照强度对光合作用的速率有直接的影响。

当光照强度增大时，光合速率也随之增加，但到达一定阈值后，光合速率将不再增加，达到饱和状态。

这一规律的发现有助于我们更好地了解光合作用的能力极限，并优化光合作用的利用效率。

另外，光合作用规律的发现还包括光合速率与温度的关系。

科学家们发现，光合作用的速率在一定温度范围内随温度的升高而增加，但当温度超过一定阈值后，光合速率反而会下降。

这是由于过高的温度会破坏光合色素分子和酶的结构，从而影响光合作用的进行。

这一发现对于农业生产中植物生长的温度调控具有重要意义，也为农作物的品种改良提供了依据。

此外，光合作用规律的研究还发现了光合作用与二氧化碳浓度之间的关系。

随着二氧化碳浓度的增加，光合速率也会增加，但当达到一定浓度后，光合速率将不再增加。

这一发现引起了人们对于全球变暖及其对气候和生态系统的影响的关注，因为大气中二氧化碳浓度的升高会对植物光合作用产生积极的影响，但也可能对生态平衡造成负面影响。

除了以上几个主要的规律发现外，科学家们还通过对一些特殊植物和条件下的研究，进一步揭示了光合作用的复杂性和多样性。

例如，沙漠植物通过适应低水分环境和高温条件，演化出了一系列具有高效光合特性的生理机制。