下面内容是关于光合影响发现历程的板书设计,结合科学史的关键实验与科学家贡献,按时刻顺序梳理,便于教学展示:
光合影响的发现历程
核心难题: 植物怎样制造有机物能量怎样转化
一、早期见解:土壤营养论(公元前3世纪)
亚里士多德:认为植物生长所需物质全部来自土壤。
二、关键实验突破
1. 1648年:海尔蒙特(比利时)——水的影响
柳树实验:
种植5年,柳树增重74.5 kg,土壤仅减少0.06 kg。
重点拎出来说:植物增重主要来自水,而非土壤。
2. 1771年:普利斯特莱(英国)——气体交换
密闭玻璃罩实验:
植物 + 蜡烛 → 蜡烛不熄灭;植物 + 小鼠 → 小鼠存活。
重点拎出来说:植物能更新空气(释放O,吸收CO)。
3. 1779年:英根豪斯(荷兰)——光的影响
重复普利斯特莱实验,发现:
重点拎出来说:植物仅在光照下释放氧气。
4. 1864年:萨克斯(德国)——有机物合成
叶片半曝光实验:
遮光部分无淀粉,曝光部分变蓝(碘液检测)。
重点拎出来说:光照下植物合成淀粉。
5. 1880年:恩吉尔曼(德国)——场所定位
水绵与好氧细菌实验:
好氧细菌聚集于叶绿体受光部位。
重点拎出来说:叶绿体是光合影响场所,光反应产氧。
6. 1941年:鲁宾与卡门(美国)——氧来源
同位素标记法:
H1O + CO → 光照 → 释放1O。
重点拎出来说:氧气来自水的分解,而非CO。
7. 1948年:卡尔文(美国)——碳转化路径
1C标记实验:
追踪CO → 有机物(糖类)的转化经过。
重点拎出来说:揭示碳反应循环(卡尔文循环)。
三、现代研究进展(2024年)
叶绿体基因转录机器:
中国科学家解析叶绿体PEP复合体结构(20个蛋白亚基),揭示光合基因表达机制。
四、科学启示
1. 技巧演进:
定性观察(海尔蒙特)→ 对照实验(萨克斯)→ 同位素标记(鲁宾)→ 分子结构(现代)。
2. 核心重点拎出来说:
反应式:
$$ ce6CO2 + 12H2O ->[光][叶绿体] C6H12O6 + 6O2 + 6H2O} $$
能量转化:光能 → 化学能(ATP、NADPH → 糖)。
板书设计要点:
时刻轴布局:左侧列科学家与年代,右侧简绘实验图示(如柳树、玻璃罩、滤纸条等)。
关键词标红:如“水的影响”“光必需”“淀粉”“叶绿体”“HO→O”。
箭头连接:体现“难题→实验→重点拎出来说”的逻辑链条。
> 此设计整合了经典实验与现代突破,突出科学思考的递进性,适合课堂逐步展开讲解。