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1、光合作用发现史学案引入：公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据经验植物生长在土壤中， 土壤是构成植物体的原材料。推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤”。 这一观点长期被奉为经典，直到经典实验一：比利时科学家范赫尔蒙特的盆栽柳树称重实验1648年比利时科学家范赫尔蒙特的盆栽柳树称重实验柳树与干燥土壤称重 用有孔铁盖盖好 只浇雨水 5年后分别称重海尔蒙特的实验结论：柳树生长所需的物质来自于水，而不是土壤。师生共同讨论：1.海尔蒙特的实验是对哪一权威的挑战？2.比较而言上述哪一结论更可信？为什么？学生分组讨论：.海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干”重、要“加桶盖”，有何意义？.柳树真的
2、只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特忽视了哪个重要因素经典实验二：英国科学家普里斯特利和荷兰科学家英格豪斯的钟罩实验【普里斯特利的实验】1771年普里斯特利的实验设计运用点燃的蜡烛、绿色植物和密闭玻璃罩创造情境：点燃的蜡烛绿色植物密闭的玻璃罩点燃的蜡烛不久熄灭蜡烛不易熄灭密闭的玻璃罩结论：植物可以更新空气。学生分组讨论：1.该实验材料的组合巧妙吗？在哪？2.人们严格按照普里斯特利的实验要求重复他的实验，有的能成功，有的失败，你认为失败最可能的原因是什么？你认为可以怎样进一步实验？【英格豪斯的实验】结论：光在植物更新空气的过程中起关键作用。学生讨论：英格豪斯实验是对照实验吗？其中变量涉及几个因子？
3、经典实验三：萨克斯的紫苏叶片实验1864年德国科学家萨克斯的实验：黑暗处理一半照光、一半遮光酒精脱色碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色）。暗处理光照脱色变蓝问：这个实验可以得出什么结论： 小组合作讨论：1.这个实验是否设置了对照？实验中所需控制的单一变量是什么？1. 2.实验结果如何显示？3.实验中哪些处理用于排除干扰？经典实验三：德国科学家恩格尔曼的水绵和需氧细菌实验水绵好氧细菌黑暗无空气环境里水绵好氧细菌黑暗无空气环境里好氧细菌集中在叶绿体的受光部位光好氧细菌集中在叶绿体周围极细光速照射师生讨论分析： 1.为什么好氧性细菌集中在叶绿体的受光部位？ 2.氧是由哪个部位放出的？ 3.
4、两组对比说明了什么？ 小组合作讨论：1.有人认为，该实验成功的关键在于材料选择极为巧妙！你认为这些材料（水绵和好氧细菌）有何巧妙之处？ 2.在图1中是否设置了对照？怎样设置的？3.为何要把临时装片放在没有空气、黑暗的环境里？4, 恩格尔曼的实验结论是什么？得出此结论的理由是什么？思维拓展：利用恩格尔曼的实验装置能验证“不同波长的可见光引起的光合作用强度是不同的”这一结论吗？如何验证？把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，使七种不同颜色的光束照射水绵的不同部位
5、，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆（如下图所示）。请回答：（1）放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是 总结光合作用反应式：请同学根据实验写出光合作用总反应方程式学生活动：光合作用氧气来源的进一步探索设计实验来探究光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2背景资料：同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法实验材料：小球藻悬浮液、水（H218O 和 H2O）、二氧化碳（C18O2 和 CO2）、试管、元素放射性检测装置等经典实验五：鲁本和卡门的同位素标
6、记实验阅读：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。1. 采用什么技术探明CO2中C的途径？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,30秒钟之内,就发现很多含C化合物中含有放射性，C3,C5,C6等。2. 用什么方法才能按反应的顺序找到生成的产物？他发现把时间缩短到几分之一秒的时候，发现C3占放射性的物质的90%。3. 这一结果说明了什么？研究发现C3上只有一个C是含有放射性的。卡尔文发现在光照条件下C3和C5很快达到饱和。如果在光照的情况下突然终断CO2的供应，C3含量下降了，同时一种C5化合物增加了。在避光的条件下，C3含量增加了，C5的含量下降了。4. 解释下为什么会有这样的现象？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。