能量之源光與光合作用

能量之源光與光合作用第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)能量之源－光與光合作用第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四一、捕獲光能的色素和結構玉米白化苗玉米白化苗第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四

捕獲光能的色素

我們知道，玉米中有時會出現白化苗。白化苗由于不能進行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死亡?？梢姽夂献饔门c細胞中的色素有關。

今天，下面的這個實驗，主要目的是探究綠葉中含有幾種色素和學習對色素進行提取和分離的方法，并設法將這些色素分離開。

第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四<一>、捕獲光能的色素（光合色素）綠葉中有哪些色素呢？第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四實驗：綠葉中色素的提取和分離[實驗原理]提取:分離:無水乙醇等有機溶劑不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙條上擴散得快；反之則慢。這樣不同色素就在濾紙上分離.（紙層析）1、光合色素的種類[實驗目的]提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類<一>、捕獲光能的色素（光合色素）第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四a、稱?。喝?g綠葉剪碎放入研缽中b、研磨SiO2CaCO3無水乙醇研磨充分防止色素破壞溶解色素[方法步驟]（1）色素的提取第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四c、過濾：收集濾液色素提取液呈淡黃綠色的原因分析：①研磨不充分②無水乙醇過多③碳酸鈣過少第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四a、制備濾紙條：干燥的定性濾紙1cm（2）色素的分離（紙層析法）鉛筆線第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四★要求：細而齊重復2—3次b、畫濾液細線第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四C、擴散分離總過程第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四提取和分離綠葉中色素的實驗中，正確的操作順序應該是（

）①進行紙層析；②制取濾液；③在濾紙條上畫線；④將實驗材料剪碎、研磨。A、①②③④ B、②①③④ C、④③②① D、④②③①隨堂練習D第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四實驗結果：討論：1.濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？2023/5/713第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四綠葉中的色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）3/41/4光合色素的種類第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四實驗關鍵1.選材時應注意選擇鮮嫩、色濃綠、無漿汁的葉片。如菠菜葉、棉花葉、洋槐葉等。2.畫濾液細線時應以細、齊、直為標準，重復畫線時必須等上次畫線干燥后再進行，重復2-3次。3.層析時不要讓濾液細線觸及層析液。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四注意事項1.因丙酮和層析液都是易揮發(fā)且有一定毒性的有機溶劑，所以研磨要快，收集的濾液要用棉塞塞住，層析時要加蓋，盡量減少有機溶劑的揮發(fā)。2.在研磨時要加少許二氧化硅，目的是為了研磨充分，有利于色素的提?。患由僭S碳酸鈣的目的是為了防止研磨過程中，葉綠體中的色素受到破壞。3.分離色素時，一定不要讓濾紙條上的濾液細線接觸到層析液，這是因為色素易溶解在層析液中，導致色素帶不清晰，影響實驗效果。第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四2、光合色素的作用吸收光能第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四主要吸收藍紫光和紅光主要吸收藍紫光葉綠素：類胡蘿卜素：第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同時間后，罩內O2最多的是()A．綠色罩B．黑色罩C．無色罩D．藍紫色罩C隨堂練習第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四葉綠素a和合葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉紅素主要吸收藍紫光。注：因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現綠色。結論：問題：這些捕獲光能的色素存在于細胞中的什么部位？第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四

1817年，兩位法國科學家首次從植物中分離出葉綠素，當時并不清楚葉綠素在植物細胞中的分布情況。1865年，德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時，發(fā)現葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個更小的結構里，后來人們稱之為葉綠體。3.葉綠體第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四葉片中的葉肉細胞綠葉

葉肉細胞亞顯微結構模式圖

葉綠體亞顯微結構模式圖捕捉光能的色素存在于細胞中的什么部位？第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四資料分析：葉綠體的功能1裝片中好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中。裝片中好氧細菌分布在葉綠體所有受光部位的周圍。氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。2結論：葉綠體的被光束照射到的部位是光合作用的場所結論：現象：現象：沒有空氣黑暗極細光束完全光照第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四恩格爾曼的水綿實驗第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四討論：恩格爾曼實驗在設計上有什么巧妙之處？（1）、用水綿作實驗材料，有細而長的帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細胞中，便于觀察和分析研究。（2）、將臨時裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2的影響，從而確保實驗能順利進行。（3）、用極細的光束照射，并且用好氧菌進行檢測，能準確的判斷水綿細胞中放O2

部位。（4）、進行黑暗（局部光照）與曝光的對照實驗，從而明確實驗結果完全是由光照引起的。第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四結論:葉綠體是進行光合作用的場所，它內部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四二、光合作用的原理和應用1、光合作用的概念指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。2、光合作用的實質合成有機物，儲存能量第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四光合作用的探究歷程普利斯特利的實驗第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四結論：水分是植物建造自身的原料。17世紀海爾蒙特栽培的柳樹實驗第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四一段時間后一段時間后1771年普利斯特利實驗第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四普利斯特利實驗第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四結論：植物可以更新空氣有人重復了普利斯特利的實驗，得到相反的結果，所以有人認為植物也能使空氣變污濁？第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四1779年，荷蘭的英格豪斯

普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。

到1785年，發(fā)現了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧氣光？光能化學能儲存在什么物質中？德國梅耶第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四1864年，薩克斯(德)的實驗（置于暗處幾小時）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四1864年，（德）薩克斯的實驗綠色葉片中光合作用中產生了淀粉第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四1864年，德國薩克斯實驗黑暗處理一晝夜讓一張葉片一半曝光一半遮光綠葉在光下制造淀粉。用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現曝光的一半呈深藍色，遮光的一半則沒有顏色變化。光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O？結論第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第一組光合作用產生的O2來自于H2O。H2180C02H20C18O2第二組180202美國魯賓和卡門實驗（同位素標記法）結論光合作用產生的有機物又是怎樣合成的？第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四

返回光合作用氧氣來源的探究（１８３９年）第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四美國卡爾文用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四年代科學家結論1664海爾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氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時把光能轉變成了化學能儲存起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所。1939魯賓卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀40代卡爾文光合產物中有機物的碳來自CO2第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四光合作用的定義

綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉化成儲存能量的有機物，并釋放出O2的過程?？偨Y光合作用的反應式反應物、條件、場所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四光合作用過程光反應暗反應劃分依據:反應過程是否需要光能光反應在白天可以進行嗎？夜間呢？暗反應在白天可以進行嗎？夜間呢？有光才能反應有光、無光都能反應第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反應階段光、色素、酶葉綠體內的類囊體薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉變?yōu)榛钴S的化學能貯存在ATP中[H]場所：條件：物質變化能量變化進入葉綠體基質，參與暗反應供暗反應使用第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原葉綠體基質多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環(huán)第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四暗反應階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質中

ATP中活躍的化學能轉變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學能2C3(CH2O)酶糖類[H]、ATP、酶場所：條件：物質變化能量變化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質多種酶糖類ATP[H]第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四

聯系比較光反應、暗反應光反應階段暗反應階段條件場所物質變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP葉綠體類囊體膜葉綠體基質中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的還原

ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能光反應是暗反應的基礎，為暗反應提供[H]和ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi。

CO2+H2O（CH2O)+O2光能葉綠體第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應暗反應光合作用總過程：第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四光反應H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成

：暗反應CO2的還原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶總結：第49頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四原料和產物的對應關系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉移途徑：碳的轉移途徑：光能ATP中活躍的化學能(CH2O)中穩(wěn)定的化學能CO2C3（CH2O）第50頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于____________________

。③圖中D是____