拓展学习
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部来自土壤。
17世纪上半叶,比利时科学家海尔蒙特将一棵质量约为2.3 kg的柳树苗栽种到一个木桶里,木桶里盛有事先称过质量的土壤。之后,他只用雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。五年后,柳树长到了约74.4 kg,而土壤却只减少了约57 g。海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水这一观点,但是当时他没有考虑到空气的作用。
1771年,英国科学家普里斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别单独放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死亡了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一起放到一个密闭的玻璃罩里,结果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起放到一个密闭的玻璃罩里,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污浊的空气。但他并没有发现光在光合作用中的重要性。
1779年,荷兰科学家英恩豪斯证明植物体只有绿叶且在阳光照射下才可以更新空气。
1785年,随着空气组成成分被发现,人们才证实绿叶在光下放出氧气,吸收二氧化碳。
1804年,法国科学家索叙尔通过定量实验研究证实二氧化碳和水是植物生长的原料。
1845年,德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出,植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来。
1864年,德国科学家萨克斯把植物的叶片放在黑暗处几个小时,耗尽叶片中的有机物,然后把此叶片一半曝光,一半遮光。一段时间后,他用碘蒸气处理,发现叶片遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的部分则呈蓝色。这一实验成功地证明了植物的叶片通过光合作用产生了淀粉。
1880年,德国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细光束照射水绵,通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体受光部位集中。当上述临时装片完全暴露在光下时,好氧细菌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叶绿体是植物进行光合作用的场所。
1939年,美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了"光合作用中释放出的氧气到底来自水,还是来自二氧化碳"这个问题,这一实验有力地证明了光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文用小球藻做实验,用¹⁴C标记的二氧化碳(¹⁴CO₂)供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终证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,这一途径被称为卡尔文循环。
了解了科学家通过实验得到某个结论的过程后,你认为在实验过程中我们应该注意些什么?
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部来自土壤。
17世纪上半叶,比利时科学家海尔蒙特将一棵质量约为2.3 kg的柳树苗栽种到一个木桶里,木桶里盛有事先称过质量的土壤。之后,他只用雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。五年后,柳树长到了约74.4 kg,而土壤却只减少了约57 g。海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水这一观点,但是当时他没有考虑到空气的作用。
1771年,英国科学家普里斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别单独放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死亡了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一起放到一个密闭的玻璃罩里,结果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起放到一个密闭的玻璃罩里,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污浊的空气。但他并没有发现光在光合作用中的重要性。
1779年,荷兰科学家英恩豪斯证明植物体只有绿叶且在阳光照射下才可以更新空气。
1785年,随着空气组成成分被发现,人们才证实绿叶在光下放出氧气,吸收二氧化碳。
1804年,法国科学家索叙尔通过定量实验研究证实二氧化碳和水是植物生长的原料。
1845年,德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出,植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来。
1864年,德国科学家萨克斯把植物的叶片放在黑暗处几个小时,耗尽叶片中的有机物,然后把此叶片一半曝光,一半遮光。一段时间后,他用碘蒸气处理,发现叶片遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的部分则呈蓝色。这一实验成功地证明了植物的叶片通过光合作用产生了淀粉。
1880年,德国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细光束照射水绵,通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体受光部位集中。当上述临时装片完全暴露在光下时,好氧细菌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叶绿体是植物进行光合作用的场所。
1939年,美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了"光合作用中释放出的氧气到底来自水,还是来自二氧化碳"这个问题,这一实验有力地证明了光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文用小球藻做实验,用¹⁴C标记的二氧化碳(¹⁴CO₂)供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终证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,这一途径被称为卡尔文循环。
了解了科学家通过实验得到某个结论的过程后,你认为在实验过程中我们应该注意些什么?
答案：实验过程中应注意设置对照实验、控制单一变量；全面考虑影响实验的因素；注重实验严谨性，可采用定量实验；善于观察并完善结论；合理选择实验方法等（合理即可）
解析：
结合题干中科学家的实验研究历程，实验过程中应注意：1. 设置对照实验，保证实验结果的科学性与说服力，如萨克斯的半叶遮光、半叶曝光实验；2. 控制单一变量，排除无关因素对实验的干扰，如海尔蒙特实验中仅用雨水浇灌柳树，控制土壤等变量；3. 全面考虑影响实验的因素，避免遗漏关键条件，如普里斯特利最初未考虑光的作用，后续英恩豪斯补充了该条件；4. 注重实验严谨性，可通过定量实验提升结果准确性，如索叙尔的定量研究；5. 善于观察实验现象，及时完善实验结论；6. 根据实验需求合理选择实验方法，提升实验精准度。