叶绿体与光合作用的探究历程.ppt

第4节能量之源光与光合作用,第5章细胞的能量供应和利用,学习目标,一、绿叶中色素的提取和分离二、绿叶中四种色素的含量与功能三、叶绿体的结构与功能四、光合作用的探究历程,光合作用需要色素去捕获光能。,正常苗,白化苗,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料。,白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。,（1）提取绿叶的色素,原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。,称取5g新鲜的绿色较深的绿叶，剪碎，放入研钵中。,一、捕获光能的色素,1.色素的种类,保证色素含量,（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可中和细胞中的有机酸，防止镁从叶绿素分子中移出，从而防止研磨中色素被破坏。）,少许二氧化硅和碳酸钙再放入10mL无水乙醇,迅速、充分的研磨,叶绿素不稳定，研磨要快；充分研磨以获得足够多的色素,提取液不要加入太多，否则色素浓度减小,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（底部放一块单层尼龙布）中进行过滤。,收集滤液,封口。,滤纸容易吸附色素,防止滤液挥发,（2）制备滤纸条,（3）画滤液细线,要求：细、直、齐重复23次,（剪去两角防止两边色素扩散过快导致色素带不整齐）,重复画线时，必须在前一次画的线干燥后再画第二次，否则引起滤液线过粗，不能将色素分开,（4）分离绿叶中的色素,原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散速度快，反之则慢，从而使色素得到分离,层析液不能没及滤液线,（石油醚：丙酮：苯=20:2:1）,在层析液中溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢,层析液,滤液细线,色素的种类,叶绿体中的色素提取液,四种色素对可见光的吸收,叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1、树叶为什么是绿色？2、P97问题探讨？3、P99与社会的联系,叶绿体的结构,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,捕获光能的色素分布在_,叶绿体基粒类囊体的薄膜上,众多的基粒和类囊体极大的扩展了受光面积,含2-100个类囊体,叶绿体中光合色素的分布,2、绝大多数叶绿素a及全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,吸收、传递光能,1、少数处于特殊状态的叶绿素a,吸收、转换光能,叶绿体中的类囊体薄膜上色素的功能,二、捕获光能的结构,1880年恩格尔曼的实验,隔绝空气黑暗环境用极细光束照射,完全暴露在光下,结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。光合作用需要光照。,选材好。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧多的部位。,设计妙。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相对于一组对比实验。,恩格尔曼实验的巧妙之处？,1883年生物学家恩吉尔曼,叶绿体是进行光合作用的场所,在叶绿体的类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大的膜面积上，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。,三、光合作用的探究历程,光合作用的概念,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放O2的过程。,三、光合作用的探究历程,17世纪以前，普遍认为植物生长所需的物质全部来自土壤。,只浇水，5年后,17世纪40年代，赫尔蒙特(J.B.vanHelmont，荷兰),柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg,植物增重主要来自水分,不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。,1771年英国约瑟夫普里斯特利,蜡烛熄灭。,蜡烛持续燃烧。,小鼠死亡。,小鼠存活。,植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气。,结论：绿叶在光下吸收CO2，释放O2。,1779年,荷兰科学家英格豪斯确定植物只有绿叶才能更新空气，并且依赖于光。,1785年,拉瓦锡发现了空气的组成。,1845年，德国科学家梅耶指出，植物光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。,1864年德国萨克斯,光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,光能转化成的化学能贮存在什么物质中呢？,消耗掉叶片中的营养物质,用碘蒸气处理,1939年美国鲁宾和卡门同位素标记法,光合作用释放的氧全部来自水。,C18O2H2O,CO2H218O,18O2,O2,光合作用原料有水和CO2,那么释放的氧气来自水还是CO2？,20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)放射性同位素标记法,用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。,卡尔文循环：CO2C3(CH2O),CO2+,H2O,(CH2O)+,O2,光能,叶绿体,光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？请用一个化学反应式表示出来。,(CH2O)表示糖类,三、光合作用的探究历程,光合作用的概念,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放O2的过程。,色素分子,可见光,吸收,光反应,暗反应,四、光合作用的过程,光反应暗反应,场所,条件,物质变化,能量变化,光化学反应,酶促反应,类囊体薄膜上,基质中,光、色素、酶,多种酶,水的光解ATP的生成,CO