1、第二节 光合作用-光能的捕获和转换第一课时 光合作用的认识过程与光合色素动物会摄取不同种类的食物，以获得生命活动所需要的物质和能量。那么，植物是采用的哪种方式呢？亚里士多德 2000多年前，古希腊的亚里土多德认为植物生长在土壤里，土壤是植物生命活动的源泉。这只是我的推测哦这只是我的推测哦，但，但没有证实。没有证实。这只是我的推测哦，但没有证实。揭开光合作用之谜PART01海尔蒙特（比利时）的“柳树实验”5年前5年后柳树苗2.5kg 土壤100kg 柳树约82.5kg 土壤约99.9kg 称 重1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年树木只要有水，就能生
2、长发育。你认为海蒙特的实验结论是否正确？他忽视了哪个重要因素？空气、光照等否海尔蒙特（比利时）的“柳树实验”1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年结果：绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗条件下不产生气体。后来人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是 O2。放入水里的带叶枝条英格豪斯（荷兰）的实验1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年确定叶片在光下能产生淀粉碘蒸气处理叶片暗处理（饥饿处理）部分叶片遮光（光照）萨克斯（德国）的实验1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年
3、1948年 利用光学仪器发现，叶绿素的吸收光谱与光合作用的作用光谱相吻合，证明了：光合作用中利用的光和叶绿素吸收光能有关。俄国科学家的研究1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年水绵叶绿体水绵无空气的黑暗环境无空气的曝光环境极细光束细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位。细菌聚集现象消失，分布于叶绿体所有受光部位。恩格尔曼的实验一1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年 用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射水绵的带状叶绿体上。在红光和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。1632年1779年18
4、64年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年恩格尔曼的实验二恩格尔曼的实验一1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年u1.为什么选用水绵和好氧细菌做为实验材料？水绵带状叶绿体，螺旋分布，便于进行观察分析研究。好氧细菌能指示释放氧的部位。恩格尔曼实验的巧妙之处恩格尔曼的两个实验说明了什么？3.这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关。1.光合作用的场所是叶绿体2.叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝紫光的物质研究方法：放射性同位素标记法同位素是指原子序数相同，而质量数不同的原子。同位素有的具有放射性，有的没有放射性。用放射性同位素标记的化合
5、物在化学性质上不会改变。作用：研究生物体内发生的反应历程，追踪物质的运行和变化规律。1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年鲁宾和卡门（美国）的实验光照下的小球藻悬液第二组第一组H218OCO2H2OC18O2？18O2O2光合作用产生的O2来自于H2O。实验结论：实验结果：第一组产生的是O2，第二组产生的是18O2。1632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年鲁宾和卡门（美国）的实验用14C标记14CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，历经十年终于发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径卡尔文循环。（14CH2O)2
6、14C314C514CO21632年1779年1864年19世纪60年代19世纪80年代1940年1948年卡尔文（美国）的实验根据探究历程，尝试写出光合作用的反应式：光照叶绿体H2O+CO218O2+14CH2O 太阳光中有能量，太阳光中有能量，我们制造出我们制造出太阳能电池太阳能电池板板可以捕获其中的能量可以捕获其中的能量并转化为并转化为电能电能。绿色植物也能捕获绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，并转化太阳光中的能量，那么，那么，绿叶通过什么绿叶通过什么物物质或结构质或结构捕获并转化光捕获并转化光能的呢能的呢？太阳能电池板太阳能电池板提取和分离叶绿体中的色素PART021.提取色素的原
7、理无水乙醇、丙酮等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素。色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上的扩散速度也有差异。溶解度高，扩散速度快溶解度低，扩散速度慢一、实验原理2.分离色素的原理分离方法：纸层析法二、实验目的二、实验目的1 1.进行绿叶中色素的提取和分离。进行绿叶中色素的提取和分离。2 2.探究绿叶中含有探究绿叶中含有几种几种色素。色素。二、实验材料与试剂1.新鲜的绿叶、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙0102030405实验步骤1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察与记录三、实验步骤提取色素：提取色素：取材取材研磨研磨过滤过滤收集收集无水乙醇溶解
8、绿叶中的色素层析液分离绿叶中的色素SiO2使研磨更充分CaCO3 防止研磨中色素被破坏制备滤纸条制备滤纸条思考：减去两角的的原因？思考：减去两角的的原因？防止色素带不整齐。防止色素带不整齐。画滤液细线画滤液细线要求要求细、直、齐细、直、齐目的：目的：干燥后，重复干燥后，重复2-32-3次次目的：目的：分离色素分离色素注意：注意：层析液不能没及滤液细线（或层析液不能没及滤液细线（或滤液细线不能触及层析液）。滤液细线不能触及层析液）。原因：色素会溶解在层析液中。原因：色素会溶解在层析液中。实验结果：实验结果：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素（蓝绿色）叶绿素（黄绿色）色素分布示意图最少较少最多
9、较多讨论：讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？其距离滤液细线之色带？其排序怎样？其距离滤液细线之间的距离说明了什么？间的距离说明了什么？2.色素带的宽度如何？这说明什么问题？距离越远，说明在层析液中溶解度越大。四条，从上往下分别是胡罗卜素、叶黄色、叶绿素a、叶绿素b。宽度越宽，说明其含量越多。记忆小窍门：“胡、黄、a、b”下图是下图是“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答下实验的部分材料和用具。据图回答下列问题：列问题：(1)图中步骤加入研钵内的物质：图中步骤加入研钵内的物质：A 5 mL，作用是溶解色素；，作
10、用是溶解色素；B 少许，作用是研磨得充分；少许，作用是研磨得充分；C 少许，作用是防止少许，作用是防止色素被破坏。色素被破坏。(2)画滤液细线的要求是画滤液细线的要求是 。(3)图中步骤中关键应注意图中步骤中关键应注意 ；色素带最宽的；色素带最宽的是是 ，扩散速度最快的是，扩散速度最快的是 。无水乙醇CaCO3SiO2细、齐、直层析液不要没及滤液细线胡萝卜素叶绿素叶绿素a光和色素的分布及其特征PART03分类类胡萝卜素叶绿素分布：叶绿体的类囊体薄膜上色素的吸收光谱：胡萝卜素叶黄素叶绿素叶绿素主要色素2.色素的吸收光谱叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝
11、卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液色素主要吸收蓝紫光和红光。色素主要吸收蓝紫光和红光。注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色绿色叶肉细胞叶肉细胞绿叶绿叶 叶绿体叶绿体亚显微结构模式图亚显微结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？类囊体膜上 太阳光中有能量，太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量板可以捕获其中的能量并转化为并转化为电能电能。绿色植物也能捕获绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，并转化太阳光中的能量，那么，那么，绿叶
12、中通过什么绿叶中通过什么物质或结构物质或结构捕获并转化捕获并转化光能呢光能呢？叶绿体中的类囊体膜上因为光合色素能吸收大部分的可见光用于光合作用，但对绿光吸收最少，大部分绿光被反射回来，所以叶片才呈现。太阳光照射到海面上，不同波长的光透过海水的深度是不同的。按照物理学原理，波长越短其能量就越大，透射力就越强，穿透海水的深度也就越深。在可见光中红光的波长最长，也就意味着其能量最小，故透射的深度最浅。一般在表层海水中有足够的红光可以满足藻类植物的光合作用，所以在表层海水中分布有大量的绿藻。蓝紫光的透射深度最深，但大部分蓝光被海水反射掉了，因此显示的海水是蓝色。学科交叉从物理学视角，我们能分析海洋中这
13、些藻类的分层现象吗？NO.1光合作用的发现过程NO.3NO.2绿叶中光和色素的提取和分离光和色素的分布及其特征本节小结1在生命科学发展过程的经典实验中，未用到放射性同位素标记法的是（）A萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉B卡尔文发现的卡尔文循环C光合作用产物O2中O来源D分泌蛋白的合成与运输A2在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（）A、防止叶绿素被破坏 B、使叶片充分磨碎C、使各种色素充分溶解在无水乙醇里D、为了使叶绿素溶解在无数乙醇里C当堂检测3.光合作用的原料是光合作用的原料是()A叶绿素、水和二氧化碳叶绿素、水和二氧化碳 B二氧化碳和水二氧化碳和水 C淀粉和氧气淀
14、粉和氧气 D光、叶绿素和水光、叶绿素和水4.4.在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（无水乙醇，其目的是（）A A、防止叶绿素被破坏、防止叶绿素被破坏 B B、使叶片充分磨碎、使叶片充分磨碎C C、使各种色素充分溶解在无水乙醇里、使各种色素充分溶解在无水乙醇里D D、为了使叶绿素溶解在无数乙醇里、为了使叶绿素溶解在无数乙醇里BC4下图表示德国科学家萨克斯的实验。绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是()本实验未设专门的对照组有无光照是a、b区域出现不同结果的唯一原因实验初始时a、b均达到无淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉A只有B只有C只有 D全部A
