公开课能量之源光及光合作用课件.ppt
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- 公开 能量 光合作用 课件
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1、第一页,共68页。我们知道,玉米中有时会出现白化苗。我们知道,玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进展光合作用,待种子中白化苗由于不能进展光合作用,待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与可见光合作用与细胞中的色素有关。细胞中的色素有关。1、捕获光能的色素、捕获光能的色素第二页,共68页。【实 验】叶绿体中色素的提取和别离叶绿体中色素的提取和别离 二、实验程序二、实验程序 一、实验原理一、实验原理三、方法与步骤三、方法与步骤四、实验结果四、实验结果五、实验关键五、实验关键六、本卷须知六、本卷须知下面这个实验,主要目下面这个实验,主要目的是探究绿叶中含有几的是探究
2、绿叶中含有几种色素和学习对色素进种色素和学习对色素进展提取和别离的方法,展提取和别离的方法,并设法将这些色素别离并设法将这些色素别离开。开。第三页,共68页。一、实验原理一、实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无叶绿体中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水乙醇中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的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,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
3、素别扩散得慢,因而可用层析液将不同的色素别离。离。第四页,共68页。二、实验程序二、实验程序 乙醇第五页,共68页。三、方法与步骤三、方法与步骤提取色素提取色素1.选材时应注意选择选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。洋槐叶等。五、实验关键五、实验关键第六页,共68页。别离绿叶中别离绿叶中 的色素的色素滤液细线滤液细线层析液层析液滤纸条滤纸条2.画滤液细线时画滤液细线时应以细、齐、应以细、齐、直为标准,重直为标准,重复画线时必须复画线时必须等上次画线枯等上次画线枯燥后再进展,燥后再进展,重复重复2-3次。次。3.层析
4、时不要层析时不要让滤液细线让滤液细线触及层析液。触及层析液。第七页,共68页。四、实验结果四、实验结果讨论讨论:滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如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?何?这说明了什么?2023-1-298橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色四条,说明有四条,说明有四种色素,宽四种色素,宽窄代表色素含窄代表色素含量量第八页,共68页。橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色叶绿素叶绿素 a叶绿素叶绿素 b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素第九页,共68页。光合色素的种类光合色素的光合色素的作用作用绝大多数色素分子具有绝大多数色素分
5、子具有吸吸收收、传递传递光能的作用光能的作用少数叶绿素少数叶绿素a具有具有转化转化光光能的作用能的作用第十页,共68页。六、本卷须知六、本卷须知1.因因丙酮和层析液丙酮和层析液都是易挥发且都是易挥发且有一定毒性的有机有一定毒性的有机溶剂,溶剂,所以研磨要快,收集的滤液要用棉塞塞住,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。层析时要加盖,尽量减少有机溶剂的挥发。2.在研磨时要加少许在研磨时要加少许二氧化硅,目的是为了研磨充二氧化硅,目的是为了研磨充分,分,有利于色素的提取;加少许有利于色素的提取;加少许碳酸钙碳酸钙的目的是的目的是为了为了防止防止研磨过程中,研磨
6、过程中,叶绿体中的色素受到破坏。叶绿体中的色素受到破坏。3.别离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细别离色素时,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。析液中,导致色素带不清晰,影响实验效果。第十一页,共68页。2 2、色素的吸收光谱、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比照分析比照分析第十二页,共68页。色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图 400 500 600 700n
7、m 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比吸收光能百分比叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素可可 见见 光光 区区叶绿素:吸收蓝紫光和红光叶绿素:吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素:吸收蓝紫光类胡萝卜素:吸收蓝紫光第十三页,共68页。叶绿素叶绿素a a和合叶绿素和合叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光蓝紫光。注:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反注:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射回来,所以叶片才呈现射回来,所以叶片才呈现绿色绿色。结论:结论:问题:这些捕获光能的色素存在于细胞中问题:这些捕获光能的
8、色素存在于细胞中的什么部位?的什么部位?第十四页,共68页。18651865年,德国植物学家萨克斯研究叶绿素在年,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,而是集中在遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在一个更小的构造里,后来人们称之为叶绿一个更小的构造里,后来人们称之为叶绿体。体。第十五页,共68页。叶片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微构造模式图亚显微构造模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 构造模式图构造模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位?捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位
9、?第十六页,共68页。水绵水绵第十七页,共68页。讨论:讨论:恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?1 1、用水绵作实验材料,有细而长的带状叶绿体,、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。螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。2 2、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中,排除了、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中,排除了环境中光线和环境中光线和O2O2的影响,从而确保实验能顺利进展。的影响,从而确保实验能顺利进展。3 3、用极细的光束照射,并且用好氧菌进展检测,能、用极细的光束照射,并且用好氧菌进展检测,能准确的判
10、断水绵细胞中放准确的判断水绵细胞中放O2 O2 部位。部位。4、进展黑暗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。第十八页,共68页。叶绿体是进展光合作用的场所,叶绿体是进展光合作用的场所,它内部的巨大膜外表上,不仅分它内部的巨大膜外表上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进展光合作用所必需的还有许多进展光合作用所必需的酶。酶。第十九页,共68页。人们得出这一认识经历了漫长的探索历程,科人们得出这一认识经历了漫长的探索历程,科学家们用了学家们用了200多年的时间,经过无数次的实多年的时间,经过无数次的实验才对光合作用有了一个比较清楚的认识
11、。现验才对光合作用有了一个比较清楚的认识。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹,去体验他在我们就沿着科学家们探寻的足迹,去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。第二十页,共68页。植物为什么会生长?植物为什么会生长?古希腊古希腊亚里士多德亚里士多德认为根吸收土壤中的养分认为根吸收土壤中的养分土壤减少的重量土壤减少的重量=植物增加的重量植物增加的重量第二十一页,共68页。结论:水分是植物建造自身的原料。结论:水分是植物建造自身的原料。17 17世纪海尔蒙特栽培柳树的实验世纪海尔蒙特栽培柳树的实验五年后五年后海尔蒙特的实验设海尔蒙特的实验设计有什么不足的地方
12、?计有什么不足的地方?第二十二页,共68页。1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验一段时间后一段时间后第二十三页,共68页。结论:结论:植物可以更新空气植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的有人重复了普利斯特利的实验,得到相反的结果,实验,得到相反的结果,所以有人认为植物也能使所以有人认为植物也能使空气变污浊空气变污浊?普利斯特利普利斯特利第二十四页,共68页。17791779年,荷兰的英格豪斯年,荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功;植物体只有绿叶才能下才能成功;植物体只有绿叶才能更新更新空气空气。到到1785年,发现了空气的组成,人年,发
13、现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是们才明确绿叶在光下放出的是O2,吸吸收的是收的是CO2。光光能能化化学学能能储存在什么储存在什么物质中?物质中?德国德国梅耶梅耶500屡次实验才发现屡次实验才发现第二十五页,共68页。1864年,萨克斯年,萨克斯(德德)的实验的实验一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光“半叶法半叶法第二十六页,共68页。酒精脱绿酒精脱绿酒精酒精目的:除去绿色目的:除去绿色防止绿色影响实验现象防止绿色影响实验现象第二十七页,共68页。1864年,德萨克斯的实验年,德萨克斯的实验 用碘处理这片叶,发现曝光的一半呈深用碘处理这片叶,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半那么没有颜色
14、变化。蓝色,遮光的一半那么没有颜色变化。绿叶在绿叶在光光下制造下制造淀粉淀粉。第二十八页,共68页。一半曝光,一半遮光一半曝光,一半遮光18641864年萨克斯的实验年萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照碘蒸汽处理碘蒸汽处理酒精脱色酒精脱色 用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半那么没有颜色变化。蓝色,遮光的一半那么没有颜色变化。在暗处放置在暗处放置几小时后几小时后“半叶法半叶法第二十九页,共68页。光合作用释放的光合作用释放的O2中的中的O来自来自CO2还是还是H2O?第三十页,共68页。第一组第一组光合作用产生的光合作用产生的O2中的中的O
15、全部来自于全部来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组第二组180202美国鲁宾和卡门实验同位素标记法美国鲁宾和卡门实验同位素标记法培养小球藻培养小球藻第三十一页,共68页。返回返回光合作用氧气来源的探究年光合作用氧气来源的探究年第三十二页,共68页。卡尔文美国卡尔文美国用用14C14C标记标记14CO214CO2,供小球藻进展,供小球藻进展光合作用,探明了光合作用,探明了CO2CO2中的中的C C的去的去向,称为卡尔文循环。向,称为卡尔文循环。同位素标记法同位素标记法光合作用产生的有机物又是怎样合成的?光合作用产生的有机物又是怎样合成的?光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的
16、碳来自CO2第三十三页,共68页。第三十四页,共68页。绿色植物通过叶绿体,利用光能,把绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和和H2O转化成储存能量的有机物,并释转化成储存能量的有机物,并释放出放出O2的过程。的过程。反响物、条件、反响物、条件、场所、生成物场所、生成物CO2H2O CH2OO2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类第三十五页,共68页。光合作用过程光合作用过程光反响光反响暗反响暗反响划分依据划分依据:反响过程是否需要光能反响过程是否需要光能光反响在白天可以进展吗?夜间呢?光反响在白天可以进展吗?夜间呢?暗反响在白天可以进展吗?夜间呢?暗反响在白天可以进展吗?夜间呢?有光才能反响有光才
17、能反响有光、无光都能反响有光、无光都能反响第三十六页,共68页。光反响阶段光反响阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解:水的光解:H2O H +O2光能光能复原剂复原剂ATP的合成:的合成:ADPPi 能量(能量(光能光能)ATP酶酶光能转变为活泼的化学能贮存在光能转变为活泼的化学能贮存在ATP中中场所:场所:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化必须有光才能进展必须有光才能进展第三十七页,共68页。暗反响阶段暗反响阶段方法:同位素标记法、层析法方法:同位素标记法、层析法卡尔文和他卡尔文和他的实验装置的实验装置第三十八页,共68页。暗反响阶段暗反
18、响阶段CO2的固定:的固定:CO2C5 2C3酶酶C3的复原:的复原:ATPH、ADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中 ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H、ATP、酶、酶场所:场所:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化有光、无光都能反响有光、无光都能反响C5第三十九页,共68页。科学家阿尔农在对叶绿体照光时还科学家阿尔农在对叶绿体照光时还发现:只要供给了发现:只要供给了ATPATP和和HH,黑暗,黑暗中叶绿体也可将中叶绿体也可将CO2CO2转化为糖类。转化为糖类。CO2转化为糖类需要转
19、化为糖类需要ATP和和H,但但不一定需要光。不一定需要光。分析资料分析资料1 1探究问题探究问题得出结论得出结论这段材料说明了什么?这段材料说明了什么?第四十页,共68页。(2021 课标卷课标卷,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态一样的某种植物为材料设计了响,科学家以生长状态一样的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件一样、浓度等条件一样、适宜且稳定,每组处理的总时间均为适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理完毕时测定各组,处理完毕
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