《能量之源——光与光合作用》课件.pdf

有些蔬菜大棚用红色或蓝色的 塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色 的灯管。1,用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗?可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。2为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为光合作用。太阳光中有能量，我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢？捕获光能的色素我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮 噜电声菖簟普饕会死亡。可见光合作用与细今天，下面的这个实验，主要目的是探究 绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取 和分离的方法，并设法将这些色素分离开。绿叶中有哪些色素呢?【实验】叶绿体中色素的提取和分离、实验原理1,叶“本亩的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素 分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度 低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢,因而可用层析液将不同的色素分离。二、实验程序实验程序.，r(1)称取5g绿色叶片并剪碎 提取色素J L研钵f研磨f漏斗过滤一I(2)加入少量Sih CaC03和5ml丙酮J 收集到试管内并塞紧管口，(1)将干燥的滤纸剪成6cm长，1cm宽的纸条，剪去一端两角(使层析液同时到达滤液I 细线)制滤纸条：1(2)在距剪角一端1cm处用铅笔画线I r(D用毛细管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线滤液划线X1(2)干燥后重要划2-3次，r(l)向烧杯中倒入3ml层析液(以层析液不没及滤液细线为准)纸上层析J(2)将滤纸条尖端朝下略微斜靠烧杯内壁，轻轻插入层析液中J 1(3)用培养皿盖盖上烧杯，观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带(如下图)方法与步骤：称 取5g左右的鲜叶，剪碎,放入研钵中。加少许的 石英砂（充分研磨）和 碳酸钙（防止研磨中色 素被破坏）与10m I无水乙 醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。实验结果:讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样?宽窄如何？这说明了什么？2012-4-610绿叶中的色素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）（蓝绿色）（含量约3/4）叶绿素b（黄绿色）三、实验关键1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的 叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复 画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复 23次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液。注意事项1.因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的 有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用 棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶 剂的挥发。2.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研 磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙 的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的 色素受到破坏。3.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细 线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层 析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。2,色素的吸收光谱叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光吸收光能的百分比叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素：吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素：吸收蓝紫光结论：叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光。注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反 射回来，所以叶片才呈现绿色。问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？3.叶绿体 1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细 胞中的分布情况。1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非 普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在 一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。绿叶叶绿体亚显微捕捉光能的色素存在于细胞中的什 么部位？结构模式图叶肉细胞亚显微结构模式图叶片中的叶肉细胞恩吉尔曼实验讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?C1J、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿 体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。(2)、将临时装片置于黑暗且没有空军的环境 中，挑除了环境中光线和。2的影响，从而确保 实验能顺利进行。(3J、用极细的光束照射，并且用好氧菌进 行检测，能准确的判断水绵细胞中放。2部住。(4)、进行黑喑(局部光照)与曝光的对照实 验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。结论:叶绿体是进行光合作用的场所，它内 部的巨大膜表面上，不仅分布着许多 吸收光能的色素分子，还有许多进行 光合作用所必需的酶。二、光合作用的原理和应用1、光合作用的概念指绿色植物通过叶球体，利用光能,把二氧化碳和水样化成储存着能量 的有机物，并且释放出氧名的过程。2、光合作用的实质合成有机物，储存能量光合作用的探究历程普利斯特利的实验柳2.5kg77纪海尔装清破格的耕五年后土100kg只浇水约99.9kg辖俗：水台是 桢物室造a才 的原神。1771年普利斯特利实验一段时间后普利斯特利实验普里斯特利“771年转卷：植物可解更新变大Sp有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结 果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？tm*,看呈的美偌豪斯普利斯特利的实验只有在 阳先震射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新变气。到1785年，发现了宠气的姐 欣，人们才明确绿叶在宪干段出 的是。2，唳收的是CO2。光 化 储存在什堂 k么物质中？月匕 德国梅耶,巨1864年，萨克斯（德）的实验思考:目的是什么?为 了 使绿叶中 原有的有机物消 耗殆尽1864年，（德）萨克斯的实验绿色叶片中光合作用中产生了淀粉1864*,德图修克斯实龄黑暗处理 让一张叶片一半一昼夜 曝光一半遮光用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。结论桂叶点光千制造漆存。光合作用释放的。2来自CO?还是H2。？美臼鲁宾和卡门实验（同位素标记法）结论光合作用产金的。2束匈小出0。光合作用产生的有机物又是怎样合成的?光合作用氧气来源的探究（1 8 3 9年）光合作用氧来源探究实验Q假设一光合作用生成的氧气（02）中的氧原子来源 于二氧化碳（CO2）中的氧。假设二光合作用生成的氧气（02）中的氧原子来源 于水（H2O）中的氧。卜 II w）播放 暂停 返回 声音臼美卡尔文用14c标记14co2,供小球藻 进行光合作用，探明了 CO2中的C的去向，称为卡 尔文循环。年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更 新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是 光合作用的场所。1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自co2绿色植物通过叶绿体，利用光能，把 CC2和H2。转化成储存能量的有机物，并 释放出。2的过程。M)4业人“01-3 反应物、条件、总结光合作用的反应式 场所、生成物。2+H2P U体(CHzg);。2光合作用过程划分依据:反应过程是否需要光能T光反应暗反应光反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光、无光都能反应o类囊体膜光反应阶段U+ADP场所：叶绿体内的类囊体薄膜上进入叶绿 弭体基质，.H.参与暗反 片应ATPf供暗反 应使用条件：光、色素、酶f 7K的光解：H2o在能（还原剂）H+O2物质变化西每ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能）一支ATP能量变化光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中o类囊体膜叶绿体基质 多种酶co2 3卡尔文循环C3的I还原二碳化合物2c3也的 固定怎+ADP五碳化合物c5糖类暗反应阶段A 场所：叶绿体的基质中条件：H、ATP、酶 酶CO2的固定：C02+Cs-k 2c3物质变化，C3的还原：25-H、ATP ADP+Pi能量亦件ATP中活跃的化学能转变为糖类等 北工有机物中稳定的化学能二碳化合物2c3(CH2O)糖类叶绿体基质 墨的多种酶CO2 A五碳化合物C5 H糖类比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件光、色素、酶：不需光、酶、H、ATP场所叶绿体类囊体膜叶绿体基质中物质变化水的光解；ATP 的生成CC2的固定；C3的还原能量变化光能一线鳖熹 吠化子月匕ATP中活_有机物中稳 跃化学能 定化学能联系光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和 ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。CO2+H2(光能 1)-(CH2O)+O21叶绿体 t光合作用总过程:2H2。O22c3 Y C02S多种酶C5(CH2O)光反应暗反应总结：/水的光解：光反应H2O 2 H+l/2O2ATP的合成：ADP+Pi+光能酶.ATP 化能自养生物利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来 制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。所需的 能量来源不同（光能、化学能）