能量之源—光与光合作用2014(一）

1、一一. .实验原理：实验原理： 1.1.提取提取: : 绿叶色素能溶解于有机溶剂中绿叶色素能溶解于有机溶剂中，如无水，如无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素。的色素。 2.2.分离分离: : 色素在层析液中的溶解度不同色素在层析液中的溶解度不同, ,色素扩散速度色素扩散速度不同。不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之反之, ,则慢。这样，几分钟之后，绿叶中的色素则慢。这样，几分钟之后，绿叶中的色素就在扩散过程中分离开来。就在扩散过程中分离开来。二、实验方法二、实验方法l 、分离色素的方法、分离色素的方

2、法-纸层析法纸层析法三三. .材料用具材料用具: : 菠菜叶片若干，石英砂，碳酸钙，无菠菜叶片若干，石英砂，碳酸钙，无水乙醇，层析液，滤纸条，天平、棉花，水乙醇，层析液，滤纸条，天平、棉花，剪刀，铅笔，直尺剪刀，铅笔，直尺. . 四四. .方法与步骤方法与步骤1.提取色素提取色素称取叶片称取叶片迅速充分研磨迅速充分研磨过滤过滤加入加入10ml无水乙醇，无水乙醇， 少许二氧化硅，碳酸钙少许二氧化硅，碳酸钙用棉塞将试管口塞紧用棉塞将试管口塞紧剪碎剪碎目的目的？2.制备滤纸条制备滤纸条2.制备滤纸条制备滤纸条1 1厘米厘米铅笔细线铅笔细线-目的是起标记作用目的是起标记作用 剪去两角剪去两角? ?-使

3、层析液上升均使层析液上升均匀，速度适当匀，速度适当 . . (2).(2).每画一次滤液线每画一次滤液线, ,待干燥后待干燥后, ,再重复画再重复画2-32-3次次, ,增加色素的含量，使实验效果明显增加色素的含量，使实验效果明显 。3.画滤液细线画滤液细线滤液线要滤液线要均匀均匀. .细而直细而直? ?4.分离叶绿体中的色素分离叶绿体中的色素滤液细线滤液细线3 3、滤纸条上的滤液细线不能触及层析液面、滤纸条上的滤液细线不能触及层析液面. .1.1.将将3 3 mLmL层析液倒入烧层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略液细线的一端朝下）略微料靠着烧杯的内壁，微

4、料靠着烧杯的内壁，轻轻地轻轻地插入到层析液中插入到层析液中 . .2 2、烧杯一定要用培养皿、烧杯一定要用培养皿盖上盖上( (防止层析液挥发防止层析液挥发).).防止色素溶解于层析液中，导致色素带不清防止色素溶解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。晰，影响实验效果。 -溶解度最大溶解度最大 扩散最快扩散最快5.观察实验结果观察实验结果演示演示1 1：调整好分光三棱镜，在投射屏上出现七色光谱：调整好分光三棱镜，在投射屏上出现七色光谱 演示演示2 2：在入射光路上置入绿叶色素提取液试管，：在入射光路上置入绿叶色素提取液试管， 观察投射屏上的光谱。观察投射屏上的光谱。叶绿素：吸收蓝紫光和红光

5、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：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 胡萝卜素胡萝卜素 叶黄素叶黄素 叶绿素叶绿素a、b注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现叶片才呈现绿色绿色。 囊状结构囊状结构-类囊体类囊体四种色素和与光反四种色素和与光反应有关的酶分布在应有关的酶分布在类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上1.1.叶绿体的结构叶绿体的结构分布有与暗反分布有与暗反应有关的酶应有关的酶资料资料1 1：18801880年年 德国科学家德国科学家 恩格尔曼恩格尔曼在没有空气的光亮环境中在没有空气的光亮环境中现

6、象：现象：集中原因：集中原因： 见光见光叶绿体叶绿体部位有氧部位有氧气的产生。气的产生。 好氧细菌集中在好氧细菌集中在叶叶绿体绿体所有受光部位。所有受光部位。结论：结论： 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。绿色植物进行光合作用的场所。选材：选材：水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。设计：黑暗无空气的设计；设计：黑暗无空气的设计；进行黑暗和曝光的对比实验。进行黑暗和曝光的对比实验。极细光线的入射；极细光线的入射；

7、恩格尔曼实验设计有哪些恩格尔曼实验设计有哪些巧妙巧妙之处？之处？资料资料2 2：类囊体：类囊体, ,基质基质-光合作用有关的酶光合作用有关的酶 叶绿体是进行光合作用的场所，它叶绿体是进行光合作用的场所，它内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。作用所必需的酶。2.2.叶绿体的功能叶绿体的功能 光合作用在叶绿体光合作用在叶绿体中是怎样进行的呢？中是怎样进行的呢？光合作用的探究历程光合作用的探究历程普利斯特利的实验一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验年普利斯特

8、利实验普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结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？果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？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；植物体下才能成功；植物体只有绿叶才能只有绿叶才能更新空气更新空气。 到到1785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出成，人们才明确绿叶在光下放出的是的是O2，吸收的是吸收的是CO2。 1864年，萨克斯年，萨克斯

9、(德德)的实验的实验一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光 1864年，（德）萨克斯的实验年，（德）萨克斯的实验v绿色叶片中光合作用中产生了淀粉绿色叶片中光合作用中产生了淀粉18641864年，德国萨克斯实验年，德国萨克斯实验黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光绿叶在绿叶在光光下制造下制造淀粉淀粉。用碘蒸气处理这片叶，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。没有颜色变化。光合作用释放的光合作用释放的O2来自来自CO2还是还是H2O？第一组第一组光合作用产生的光合作用产生的O2来自于来自于H2

10、O。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）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？美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球藻，供小球藻进行光合作用，探明了进行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C的去向，称为卡的去向，称为卡尔文循环。尔文循环。 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把CO2和和H2O转化成储存能量的转化成储存能量的有机物有机物，并，并释放出释放出O2的过程。的过程。反应物、条件、反应物、条件、场

11、所、生成物场所、生成物CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光才能反应如何正确理解？如何正确理解？H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段光、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（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合

12、成：ADPPi 能量（能量（光能光能） ATP酶酶光能光能转变为转变为ATP中活跃的中活跃的化学能化学能H场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化进入叶绿进入叶绿体基质，体基质，参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用产物：产物：O2、H、ATPCO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类卡尔文循环卡尔文循环暗反应暗反应场所：场所：条件：条件：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：产物：产物：叶绿体基质叶绿体基

13、质不要光，要酶、不要光，要酶、H、ATPCO2的固定和的固定和C3的还原的还原ATP中活跃的化学能转变成有机物中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能中稳定的化学能含有化学能的有机物含有化学能的有机物 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶不需光、酶、不需光、酶、H、ATP叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜叶绿体叶绿体基质基质中中水的光解；水的光解； ATP的生成的生成CO2的固定；的固定； C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能跃化学能有

14、机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供ADPADP和和Pi Pi 。暗反应必须要有暗反应必须要有H和和ATP才能进行。当无光照才能进行。当无光照时，时，H和和ATP消耗完，暗反应就停止。消耗完，暗反应就停止。色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应光合作用总过程：光合作用总过程：光反应光反应H2O 2 H + 1/2O2+Pi+光能光能ATP酶

15、酶ADP水的光解：ATP的合成的合成 ：暗反应暗反应CO2的还原： 2C2C3 3 + H (CH+ H (CH2 2O) + CO) + C5 5CO2的固定： CO2 + C5 2C3总结：总结：原料和产物的对应关系：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能中中活跃活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_

16、的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ 。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示_， H H为为I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质用作还原剂，还原用作还原剂，还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖类糖类影响光合作用的因素： 1、光照 主要影响光反应 2、温度 主要影响暗反应 3、CO2浓度 4、H2O 5、无机盐光照和光照和CO2变