探究光合作用的历程(光合作用探究历程总结笔记)
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人们对光合作用的认识的研究历程是怎样的?
二百多年来,世界上许多科学家为了揭开光合作用的奥秘贡献了毕生的精力。不过,人们对于绿叶的光合作用,现在也只是知道一个粗略的轮廓,许多细节还不很了解。要想更深入地探求光合作用这样一个重要的自然现象的全部奥秘,还需要几代人长期不懈的努力。
光合作用的研究历史
光合作用的研究历程
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德认为:植物生长所需的物质全来源于土中。
1627年,荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。
1648年,比利时科学家海尔蒙特(Jan Baptist van Helmont)出于对亚里士多德观点的怀疑,做了类似范·埃尔蒙的实验:将一棵重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶里,木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后,他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。五年以后,柳树增重80多千克,而土壤却只减少了100g,海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水分这一观点。 但是当时他却没有考虑到空气的作用。
1771年,英国的普里斯特利(J.Priestley,1733-1804)发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验,他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里,他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着,于是,他得出了结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。但他并没有发现光的重要性。
1779年,荷兰的英格豪斯(J.Ingen-housz)证明:植物体只有绿叶才可以更新空气,并且在阳光照射下才成功。
1785年,随着空气组成成分的发现,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
1804年,法国的索叙尔通过定量研究进一步证实:二氧化碳和水是植物生长的原料。
1845年,德国科学家梅耶(R.Mayer) 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,把光能转换成化学能储存起来。
1864年,德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验:把绿色植物叶片放在暗处几个小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半曝光,一半遮光。过一段时间后,用碘蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。
1880年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵(水绵是多细胞低等绿色植物,其细而长的带状叶绿体是螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里,然后用极细光束照射水绵通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中:如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。恩格尔曼的实验证明了氧气是从中叶绿体释放出来的;叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
1897年,“光合作用”这个名称首次在教科书中出现。
1939年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)采用同位素标记法研究了“光合作用中释放出的氧到底来自水,还是来自二氧化碳”这个问题,这一实验有利地证明光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)用小球藻做实验:用14C标记的CO2(其中碳为14C)供小球藻(一种单细胞的绿藻)进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终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,这一途径被成为卡尔文循环。
21世纪初,合成生物学的兴起,人工设计与合成生物代谢反应链成为改造生物的转基因系统生物技术,2003年美国贝克利大学成立合成生物学系,开展光合作用的生物工程技术开发,同时美国私立文特尔研究所展开藻类合成生物学的生物能源技术开发,将使光合作用技术开发在太阳能产业领域带来一场变革。
光合作用的历程和过程
光合作用是指绿色植物通过叶绿体探究光合作用的历程,利用光能探究光合作用的历程,把二氧化碳和水转化成储存着能量探究光合作用的历程的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用的重要意义是把无机物转变成有机物,转化并储存太阳能,使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定等。总之,光合作用是地球上几乎一切生物的生存、繁荣和发展的根本源泉。
二、光合作用的场所和光合色素
叶片是植物进行光合作用的主要器官,叶绿体是光合作用的重要细胞器。叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素,在类囊体膜和间质中存在许多种光合作用需要的酶。
叶绿体中的色素有三类探究光合作用的历程:①叶绿素,主要是叶绿素a和叶绿素b。绝大多数叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集光能的作用,少数不同状态的叶绿素a分子有将光能转换为电能的作用。②类胡萝卜素,包括胡萝卜素和叶黄素。它们除有收集光能的作用之外,还有防止光照伤害叶绿素的功能。③藻胆素,是藻类进行光合作用的主要色素。
三、光合作用的过程
光合作用的总反应式概括为:
CO2+H2O(CH2O)+O2
(一)光反应阶段
是由光引起的光化反应,在叶绿体的类囊体上进行,包括两个步骤:1.光能的吸收、传递和转换,是通过原初反应完成的。这个过程使光能转换为电能。2.电能转换为活跃化学能过程,是通过电子传达和光合磷酸化完成的。结果使电能转变成的活跃化学能贮存于ATP和NADPH2中。
(二)暗反应阶段
是由若干酶所催化的化学反应,不需要光,在叶绿体的间质中进行。暗反应是活跃的化学能转变为稳定化学能的过程,通过碳同化来完成。碳同化的途径有卡尔文循环(C3途径)、C4途径和景天科酸代谢(CAM)。卡尔文循环是碳同化的主要形式,大体分三个阶段:1.羧化阶段(CO2的固定)。2.还原阶段。3.更新阶段。根据碳同化的最初光合产物的不同,把高等植物分为C3植物和C4植物两类。
四、外界条件对光合作用的影响
影响光合作用的外界条件主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度和水含量等。
简述人类对光合作用的探究历程
从情感,态度方面感悟光合作用探究光合作用的历程的历程(比如科学要严谨啊科学道路探究光合作用的历程的艰辛啊科学家坚韧不拔探究光合作用的历程的品质还有不要迷信权威啊什么的,还要有敢于质疑的科学精神等等),同时生物学的发展也是与化学和物理学息息相关的
光合作用的发现史?
1、过去,人们一直以为,小小的种子之所以能够长成参天大树,古希腊哲学家亚里士多德认为,植物生长所需的物质完全依靠于土壤。
2、1648年,一位荷兰科学家范·赫尔蒙特对此产生了怀疑,于是他设计了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。
虽然他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成,但从此拉开了光合作用的研究史。赫尔蒙特把90千克的土壤放在花盆中,然后种上2千克重的柳树,并经常浇水,5年过去了,柳树长到76千克重,而花盆中的土壤只少了60克。
3、1771年,英国牧师、化学家J. Priestley进行密闭钟罩试验。他发现有植物存在的密闭钟罩内蜡烛不会熄灭,老鼠也不会窒息死亡。于是在1776年,他提出植物可以“净化”空气。但是他不能多次重复他的实验,即表明植物并不总是能够使空气“净化”。
荷兰医生J. Ingenhousz在Priestley研究的基础上进行了多次实验,发现Priestley实验不能多次重复的原因是他忽略了光的作用,植物只有在光下才能“净化”空气。以上3位科学家便是光合作用研究的先驱,一般以J.Priestley为光合作用的发现者,把1771年定为光合作用的发现年。 [1]
4、1782年,瑞士人Jean Snebier用化学方法发现:CO2是光合作用必需物质,是光合作用产物。1804年,瑞士人N. T. De Saussure通过定量实验证明:植物所产生的有机物和所放出的总量比消耗的CO2多,进而证实光合作用还有水参与反应。
5、20世纪初,光合作用的分子机理有了突破性进展,里程碑式的工作主要是:Wilstatter等(1915)由于提纯叶绿素并阐明其化学结构获得诺贝尔奖。
随后,英国的Blackman和德国的O. Warburg等人用藻类进行闪光试验证明:光合作用可以分为需光的光反应(light reaction)和不需光的暗反应(dark reaction)两个阶段。
扩展资料
光合作用研究历史不算长,从1771年至今才200多年,然而由于各国科学工作者的努力探索,已取得了举世瞩目的进展,为指导农业生产提供了充分的理论依据。当前光合作用的研究拟将进一步阐明以下几个关键问题:
①光合作用结构与功能的关系及其遗传控制
②反应中心的结构与功能
③放氧复合体的结构与功能
④能量转换与电子、质子传递的规律
⑤CO2同化调节机理等。只有弄清了光合作用的机理,人类才能更好地利用太阳能,以至模拟光合作用人工合成有机物。
此外航天事业的迅猛发展也迫切需要为宇宙飞船、太空空间站乃至为开发其他星球提供氧气和食品等。这些都使光合作用的研究面临新的挑战与机遇。
参考资料来源:百度百科-光合作用
光合作用实验历程
)①将实验装置放在暗室内饥饿,消耗掉叶片内储藏的有机物,再转移到光下照射
②将摘下的叶片放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热
③应设对照实验,对照实验的装置需在玻璃罩内放一小杯NaOH溶液,其他与实验组的装置及处理方式相同 (每点2分)