生物：5[1].4《能量之源---光与光合作用》(完整版)

（4）、画滤液细线：
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔 画的横线均匀画出一条细而直的滤液细 线。待滤液干后再画一次，共画滤液细 线3—4次。 重复画几次是为了增加色素的含量， 使分离的色素带清晰
（5）、层析---分离绿叶中的色素
注意：滤线细线不能触及层析液
层析液沿着干燥的滤 纸由下而上扩散，当扩散 到细线时，色素便溶解在 层析液中，并随着层析液 一起向上扩散，而不同的 色素溶解不同，扩散速度 也不同，所以将不同色素 分离开。
功能:吸收传递转化光能,用于光合作用
【主要吸收蓝紫光】 胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶绿素
（含量约3/4）
叶黄素（黄色） . 叶绿素a（蓝绿色）
【主要吸收红光和 蓝紫光】
叶绿素b（黄绿色）
（6）、观察实验结果
色素种类 胡萝卜素 色素颜色 橙黄色 溶解度 最高 较高 较低 扩散速度 最快 较快 较慢
秋冬的树叶
强光、高温、低温都会使叶绿素分解。 但无光环境或缺Mg2+叶绿素也不能生成.
捕捉光能的色素存在于细胞中的什 么部位？
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶肉细胞
亚显微结构模式图
叶绿体亚显微 结构模式图
6.下列标号各代表： 内膜 基粒 外膜 ②________③_________ ① 基质 ④ 类囊体膜 ⑤________ 与光合作用 在④上分布有光合作用所需的 色素 和 有关的酶 ， 在⑤中也分布有光合作用所需的 酶 。 ① ②
萨克斯
恩格尔曼
鲁宾和 卡门
原料:水
原料和产物: 光能转换 产物:淀粉 场所:叶绿体 成化学能 条件:光 条件:光 更新空气 (二氧化碳 和氧气)
CO2 + H2O
光能
光合作 用释放 的O2来 自H2O
叶绿体
（CH2O） + O2 对照原则 单一变量原则 重复实验
*重要的实验方法： 同位素标记法
*实验设计
光 合 作 用 的 探 究 历 程
讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？ 分以下几个问题：
1、为什么水绵是合适的实验材料？
水绵具有细而长的叶绿体，便于观察
2、他是如何控制实验条件的？
选用黑暗、无空气的环境：排除环境 中光线和氧气的影响 选用极细的光束，并用好氧细菌检测： 准确判断释放氧气的部位 3、他是如何对照的？ 自身对照
结论： 氧是由 叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作 用的场所。 光合作用需要光照。
光 合 作 用 的 探 究 历 程
讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？ 分以下几个问题：
1、为什么水绵是合适的实验材料？
水绵具有细而长的叶绿体，便于观察
2、他是如何控制实验条件的？
选用黑暗、无空气的环境：排除环境 中光线和氧气的影响 选用极细的光束，并用好氧细菌检测： 准确判断释放氧气的部位 3、他是如何对照的？ 自身对照
5．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下 表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深 绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。 处理 A B C
SiO2（少量）
CaCO3（少量） 95％乙醇（10毫升） 蒸馏水（10毫升）
＋
－ ＋ －
＋
＋ － ＋
＋
＋ ＋ －
注：“＋”表示加；“－”表示不加。试回答： 部分叶绿素受到破坏 （1）A处理得到的溶液颜色是_黄绿色 ___，原因是________________。 叶绿素不溶于水 （2）B处理得到的溶液颜色是___ __，原因是_______________。 深绿色 大量叶绿素溶于乙醇中 （3）C处理得到的溶液颜色____ __，原因是________________。
结论：光合作用释放的氧来自水
9. 20世纪４0年代,美国科学家卡尔文
光 合 作 用 的 探 究 历 程
1.碳的同位素14C 标记CO2
14 CO 2
2.
14CO2
( CH2 O)
14
CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中 的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。
光合作4节 能量之源光与光合作用
能量的最终来源于光能。
光能转化为化学能被细胞所吸收的过程 称为光合作用。
叶绿体中的色素对植物起着非常重要的作用。
实验
一、捕获光能的色素
（一）、实验：叶绿素的提取与分离
1、原理： ①绿叶中的色素不溶于水，易溶 于有机溶剂。如无水乙醇、丙酮、 石油醚等。
（提取色素：无水乙醇） ②绿叶中的色素不止一种，它们都 溶于层析液中，且溶解度不同，在 滤纸上扩散速度不同（溶解度大， 扩散速度快） （分离色素：层析液）
2、材料用具

新鲜的绿色叶片，干燥的定性滤纸、95%乙醇， 层析液，二氧化硅，碳酸钙，研钵，小玻璃漏 斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，试管，药匙， 量筒，天平。
3、实验过程
（1）、提取 色素：
取适量菠菜叶（叶片 要新的新鲜、颜色要 深绿，含有较多的色 素），剪碎，放入研 钵中。加少许的二氧 化硅和碳酸钙 与10ml 无水乙醇。迅速研磨 成匀浆。
验结果的干扰。
3. 1779年 荷兰 英格豪斯的实验
光 合 A组 作 光照 用 的 B组 探 究 黑暗 历 程 *实验重复了500多次
结论：只有在光照下绿叶才可以更新空气
重 复 普 利 斯 特 利 的 实 验
光 4、1785年,拉瓦锡发现了空气的组成。 合 作 明确：绿叶在光下吸收CO ，释放O 。 2 2 用 的 5、1845年，德国科学家梅耶指出，植物光合 探 作用时，把光能转化成化学能储存起来。 究 历 储存在什 光 化 么物质中？ 程 能 德国 学
8. 1939年鲁宾和卡门的实验(美国)
光 合 作 用 的 探 究 历 程
• 光合作用释放的O2到底是来自H2O ，还是CO2
• 同位素标记法研究
同位素18O标记H2O和CO2 C18O2 O2 CO2
光照下的 球藻悬液
H2 18O和C18O2
18O 2
H2 O A
H218O B
光合作用产生 的有机物又是 怎样合成的？
元素来龙去脉 光合作用完整反映式(计算式)
光能 6CO2+12H2O 叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2
1．研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是 ( C ) A．使各种色素溶解在丙酮中 B．使研磨充分 C．防止色素分子被破坏 D．加速研磨 2．对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描 述 D 正确的是 ( ) A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、 石英砂、CaCO3以后，迅速研磨 B．用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地 划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次 C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃， 以求加快色素在滤纸条上的扩散 D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加
梅耶
能
6.
1864年萨克斯的实验
碘液
光 合 作 用 的 探 究 历 程
黑暗处理（理由是？）
淀粉是光合作用的产物；
一部分遮光，一部分照光 一段时间后，酒精脱色 碘液染色
7、1880年，恩格尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气 黑暗，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， 叶绿体是光合作 用的场所。 光合作用需要光照。
暗反应阶段
进行部位 叶绿体基质中 ATP 、[H]、CO2、酶 CO2的固定
条件
CO2+C5 酶 2C3 酶 物质变化 ADP+Pi +能量 ATP水解 ATP C3的还原 2C3 + [H] 酶 （CH2O）+C5 +H2O
ATP
主要产物 能量变化
（CH2O）
ATP中活跃的化学能→稳定的化学能
光反应阶段
分离色素方法：纸层析法
b.实验流程：
（6）、实验结果：
(橙黄色)
(黄色)
(蓝绿色)
(黄绿色)
讨论：1.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？
2013-11-26 10
（二）、四种色素对光的吸收
叶绿体中的 色素提取液
叶绿素对绿光吸收最少 蓝紫光、红光 叶绿素主要吸收___________ 蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收________
6.下列标号各代表： 内膜 基粒 外膜 ②________③_________ ① 基质 ④ 类囊体膜 ⑤________ 与光合作用 在④上分布有光合作用所需的 色素 和 有关的酶 ， 在⑤中也分布有光合作用所需的 酶 。 ① ②
基粒 基质
③
⑤
④
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类囊体
7、1880年，恩格尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气 黑暗，用极细光束照射 完全暴露在光下
结论：光合作用释放的氧来自水
光反应阶段
进行部位
条件 物质变化 主要产物 能量变化 叶绿体类囊体的薄膜上
光、色素、水和酶
①水的光解：2H2O 4 [H] + O2 酶 ②合成ATP ：ADP+Pi +光能 ATP O2 、[H] 、ATP 光能→ATP中活跃的化学能 光能
光合作用的最终产物里面并没有[H]和ATP， 那么它们是怎么样被消耗掉的呢？
8. 1939年鲁宾和卡门的实验(美国)
光 合 作 用 的 探 究 历 程
• 光合作用释放的O2到底是来自H2O ，还是CO2
• 同位素标记法研究
同位素18O标记H2O和CO2 C18O2 O2 CO2
光照下的 球藻悬液
H2 18O和C18O2
18O 2
H2 O A
H218O B